新工科背景下工业设计专业“三步走模块”教学模式探索

黄天杨

摘要：在新工科建设的背景下，针对当前工业设计专业存在的教学模式传统等问题，提出了“课程基础内容的掌握——课题强化训练”“课程内容的验证——专业竞赛课题演练”“走向市场——企业项目实操”的三步走模块专业教学模式，并进行了实践，取得了良好的效果，该教学模式可供其他院校和专业的教学改革做参考。

关键词：新工科;三步走模块;教学模式;工业设计;教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2020）06-0035-03

为了应对未来的科技与产业变革，以及中国制造2025等国家战略，2017年以来，教育部积极推进新工科建设，以期探索具有我国特色的工程教育模式与经验，助力高等教育强国建设。新工科专业建设是以智能制造、人工智能、云计算等用于传统工科专业的升级改造，也是在未来产业和经济中对实践能力、创新能力、具备国际竞争力等跨学科复合型人才的建设与培养。为此，探索新工科专业的教学改革，是培养创新性人才的具体实践，是建设高等教育强国的必经之路。

工业设计是以工业产品为主要对象，综合运用科学技术、文化、经济和美学等知识经验，对工业产品的功能、结构、形态等进行整合优化的集成创新活动。工业设计对于提升产品价值和促进产业结构升级等具有举足轻重的作用。在美国、德国、日本等发达国家已将工业设计上升到国家战略进行规划。可以说，发展工业设计是实现当前我国产业升级、提升企业智造能力的关键环节。

工业设计专业是以实践为主的应用型专业，融合了计算机辅助技术、人文艺术等各学科知识体系的综合性学科。随着信息技术的发展、时代的变化，工业设计的内涵也在不断地变化，因此，在新工科建设背景下，高等院校中的工业设计专业教学也应该随之进行改革探索。在强调创新的时代，如何培养具有良好创新设计思维、适应新时代要求的工业设计人才是广大工业设计教师应该思考的。

1当前工业设计专业教学现状

我国的工业设计专业在20世纪80年代从国外引入，被列入国家教育部专业目录，分别设在中央工艺美术学院等艺术类高校和北京理工大学等综合类高校中。随着高校的发展、扩招，工业设计入学学生一直呈增长的发展态势，至今已经培养了大批的设计人才，分布于国内外的家电、交通、医疗、互联网、家具等各产业中。

与其他传统工科专业相比，我国的工业设计专业设置时间短，其各类教学体系建设也相对不健全，需要逐步的完善与调整。近年来，随着各院校对专业建设与教学改革的重视，个别院校逐渐形成了自己的特色。然而，目前大多数应用型高校的工业设计专业教学仍沿用早期的传统教学方法，同质化严重，与当地产业融合度不高，形成明显特色的不多，存在课堂教学与社会用人企业脱节，人才培养模式陈旧，课程教学内容相对较陈旧，无法适应社会需求，在课程教学上缺乏对设计理论的系统性、设计过程的连续性、设计程序和方法论完整性等的重视，缺乏以创新能力培养为目标的教学模式。而课程教师也存在不固定的现象，同一门课程时常更换任课教师。与此同时，随着各类评估等考核要求，工业设计教师大多为理论性的教师，从高校来，到高校去，导致如今高校工业设计专业存在结构单一，实践型教师缺乏，最终形成课程教学仍停留在理论层的局面。此外，尽管部分高校开展了“设计工作室”模式，但大部分院校仅仅只有少数数量的工作室，并未在全院、全系、全专业开展。

2“三步走模块”工业设计教学模式

每位教师在谨遵本校工业设计专业人才培养目标和整体教学体系的前提下，应该根据自己所教授的课程，構建一套自己的系统化教学方法与模式，而这个模式应该是融合了优秀设计人才培养的大目标、大方向。只有如此，工业设计专业的教学质量和教学特色才能逐渐形成，学生培养才具有鲜明特色。为此，笔者对工业设计教学进行了一些尝试和探索，提出了“三步走模块”的教学模式。具体包括：第一模块，课程基础内容的掌握——课题强化训练;第二模块，课程内容的验证——专业竞赛课题演练;第三模块，走向市场——企业项目实操。具体实现方式为在《计算机辅助工业设计》等专业基础课中开展第一和第二模块的内容教学，这一阶段重点在第一模块的教学，意在强化学生的基础知识、基本技能和创造性思维的训练;在后续的《产品开发设计》《产品系统设计》《毕业设计》专业课程群的教学中开展第二和第三模块的实践教学，该阶段的重点在第三模块的教学。“三步走模块”教学模式谨遵人才培养计划，随着年级的提升和课程的变更而调整，该模式使得教学内容从基础到核心有着循序渐进、相互依托的模块课题进行融合实践，以此来加强学生对于专业学习的能动性、积极性，同时促进教师以学生为本，以市场为方向，多方面综合培养应用型学科专业设计人才。

2.1课程基础内容的掌握——课题强化训练

在工业专业课程中，尽管很多理论与市场存在一定的差距，但是很多课程的基本原理和方法仍然适用于企业。为此，掌握好专业课程的基础内容是最为基本的，也是必须扎实掌握的。当前，一些专业基础课程的传授仅仅停留在基本概念知识上。为此，笔者认为，为师者要始终以学生为本，在一些基础课程的教学上，应该充分让学生掌握这些基础课程的基础内容，任课老师应该根据课程的性质调整教学内容，基础类、技能类课程需要了解学生的状态，通过加大课题训练量来强化专业基础知识课程的掌握。正如孙许方老师所述，技能类课程，就是“熟能生巧”，要不断重复才会熟练，只有熟练了才会形成一种不假思索的技能。

2.2课程内容的验证——专业竞赛课题演练

近年，一些地区、机构或企业为推动创新与产业的深度融合，开展了一系列的设计竞赛，这为学生提供了一个良好的学习机会和平台，它是以个人或小组的形式参与设计实践，将理论与实际相结合的一种学习形式，是验证学生课程内容掌握的有效方法。专业竞赛有助于培养学生的创新能力和协作精神，同时也能提高学生针对现实问题进行产品创新设计的能力。新工科背景下的设计教学，更应该培养学生多元的创新视角，培育出高质量的设计人才。这就需要在教学中融入循序渐进式、系统化的教学模式，潜移默化的将设计知识等内容传授给学生。基于不同的出发点，可为不同年级学生选择适宜的专业竞赛进行演练，切记不以“为了比赛而比赛”，所以教师要把握好所参加赛事的数量和质量。

2.3走向市场——企业项目实操

本模块的教学主要是教师将企业的课题引入到课程中，其特点是以项目为主线，教师引导，学生为主体，创造了学生主动参与，自主协作、探索创新的新型教学模式。该模块有别于当前“工作室”模式中少数学生受益的情况，而是让全体同学都有机会进行学习，在最大化程度上让更多的学生参与实际的项目训练当中，增加师生锻炼和学习的机会，帮助各类学生的成长，真正实现教育公平。该模块要求教师走出去，走向市场，走向企业，自主寻求和企业的项目课题合作。通过理论和实践的结合，将企业课题搬进课堂，搬进《产品系统设计》《产品开发设计》《毕业设计》等课程和教学环节中去。这对于教师的能力具有一定要求，在培养学生的同时，也提升了教师的能力。

学习方法是多样的，学生的优势、劣势与能力也各不相同，因此，对于老师而言，要尽可能的做到因材施教，最大化的发挥每位同学的强项，弥补不足，通过给学生提供竞赛、企业项目等多种学习机会与平台，让其找到一种适合他们自己的途径，形成自己的一套学习方法，培养自己的学习能力。

3“三步走模块”工业设计教学实践

下面以大学二年级的《计算机辅助工业设计》、大学三年级的《产品开发设计》、大学四年级的《毕业设计》的课程为例，所选取的这些课程满足了同一批次学生，同一个老师的实践前提，这样较能达到预期的效果。

3.1计算机辅助工业设计

该课程是工业设计专业的一门基础课，具有较强的应用性和实践性，重在设计技能的掌握与创新思维的训练。该课程传统的教学方法主要表现为单纯的命令讲授式和课程作业散做式。为此，基于“三步走模块”之第一模块与第二模块内容，该课程的教学分成“专题演练教学实践”“小组看物实践”“小组全新设计实践”与“团队设计竞赛实践”四大板块，力求培养学生在应用软件时形成一种不假思索的技能，让学生在此课程中了解工业设计数字化的重要性以及熟练应用相关数字化辅助技术，同时尽可能让学生在低年级就能有提升创新思考和国际视野的意识，而不是过于注重计算机软件的操作，忽视了学生创新能力的培养。

首先，基于课程内容，开展专题演练教学实践。笔者选取6个专题案例，教师在一步步讲解软件命令的同时，进行操作示范，期间根据学生进度时常走下机房讲台，对有疑问的同学进行一对一亲自操作示范，直至学生能自行操作并理解命令的应用，跟上老师的示范步骤;然后，3～4人自由组合，老师为其选取生活中的真实产品，比如课堂机房的电脑或宿舍的电吹风等1～2件，在有限的时间内，分组讨论造型与结构等，再各自用计算效果图的形式呈现，课上答疑并提交成果，完成小组看物实践;其次，小组全新设计实践是以小组为单位，根据组员的兴趣爱好，通过书本、网络等途径查询，每组共同推荐出3～5件作品，每件作品至少包含六视图，最终选定1件，各自进行计算机辅助工业设计实践，尽可能做到质感、尺寸比例一致，小组间相互交流讨论，相互帮忙，老师辅助，如图1为学生温杰发完成的小组全新设计实践成果MP3建模;最后，所有的学习最终都要用于实际的设计检验当中，通过专业竞赛作品创作，验证所学的计算机辅助工业设计课程内容是一个有效的方法。然而，这个阶段的第二模块，“课程内容的验证——专业竞赛课题演练”主要是培养学生的团队意识、重新思考和国际视野。通过在该课程进行三步走模块的前两个模块内容学习，有系统、有条理的，让学生完成课程产品训练，快速提升了学生的软件技能水平和团队协作能力，也开拓了学生的眼界。

3.2产品开发设计

产品开发设计课程是工业设计专业学生在从业前对实际项目产品的开发流程、开发方法以及生产制作过程等实际操作的基本认识。产品开发设计课程重在从商业战略高度和全产业链的视角，来探索产品的开发策略与运营管理，致力于产品价值的最大化。通过开发设计课程，学生比较深入的了解产品开发机会的研究分析、产品市场战略分析、设计研究和社会趋势研究等，同时进行有针对性的创新产品开发设计或未来设计提案开发设计，从而提高学生的理解、计划、综合思考、分析以及设计创新等能力，为走向工作岗位后，适应企业实际生产中的产品开发设计工作奠定一定的基础。为了让学生能站在商业战略高度，将之前所学知识进行实践，最好的方式就是让学生参与企业项目。通过让学生参与企业实际产品开发项目，学生可以從中感受到真实案例与前期概念设计、竞赛项目的差别，同时能在一定程度上从企业、从甲方等视角进行商业产品设计的思考，为走向设计岗位做准备。

该课程践行的是“三步走模块”的第二模块与第三模块。通过第二模块旨在让学生对产品开发设计课程的前期内容有个系统的掌握，该阶段的竞赛重要培养学生的创新设计思维和问题意识。图2是学生张怡豪等人在德国IF学生公共价值奖竞赛中获奖的设计作品，图3是学生伍嘉僦在设计竞赛中的投稿成果“翼”，荣获汽车轮毂（概念）设计大赛铜奖。第三模块，走向市场——企业项目实操，是该课程的重点实践模块，任课教师通过与企业交流合作，将企业课题引入到课程中，让全体学生参与到实际的企业产品开发设计中，有别于目前部分高校中个别工作室制度下，只有优秀学生才能参与企业案例学习的机会，通过企业项目实操让学生较为系统的了解实际产品设计的相关流程与要点，同时弥补不足。图4为学生温伟立、罗宏朗等人参与设计的企业项目方案USB适配器。

3.3毕业设计

毕业设计是学生在校期间的最后一个实践教学环节，是对学生掌握和运用本专业知识的综合检查，旨在培养学生对所学基础理论、专业理论和技术的综合运用能力，是学生理论联系实际，进行企业真实课题训练的良好机会。但是目前大部分院校的毕业设计课题都为概念设计类的非企业项目课题，也就是所谓的师生自主拟定的虚拟课题。为此，基于三步走模块的第三模块对毕业设计进行探索尝试，只为给学生一个实践的机会，通过老师前期自行联系企业后，将自己所指导的部分传统概念设计类毕业设计课题设为企业项目课题，让学生完成企业的产品开发，培养学生“接地气”的能力，让学生对企业项目课题的限制性等因素等有一个更为清晰的了解，为走上工作岗位做好准备，此外，这在给老师压力的同时，也提升了教师的综合素养，开拓了老师的眼界。

这种毕业设计课题模式的开展的确在一定程度上展现了学生的能力，提高了学生对工业设计这个实践型专业的理解。在毕业设计环节开展“三步走模块”的第三模块内容与前期课程中的差别在于，本阶段的实践周期长，更能培养学生从文献检索、科学实验、生产实践和调查研究中获取知识的能力，对培养学生独立工作、思考和解决实际设计问题的能力，以及培养学生独立获取新知识的能力是一个最佳的机会。图5为学生孙增尧完成的企业项目类毕业设计方案初模，整体达到了该教学模块的预期效果。

4结语

随着新一轮科技与产业升级的发展变革，加快新工科专业的建设，探索适应工科专业建设发展的教学模式，培养复合型人才是我国高等教育发展的主要目标。工业设计专业是一门交叉学科，具有较强的实践性和应用性。“三步走模块”之教学模式的开展符合学科的特点和要求，同时也顺应了当今市场、企业对于学生专业能力的要求。“三步走模块”教学模式的实践，将基础知识、竞赛、企业项目课题系统地贯穿到整个教学环节中，成效开始显现。对于教师而言，“三步走模块”在一定程度上提高了对教师的自我要求，推动教师加强自我学习，充分调动了教师的积极性;对于学生而言，学生掌握了学习方法，在一定程度上调动了学生的主动性，提高了学生学习过程中提出问题、分析问题与解决实际问题的能力，提高了学生专业素养。