新工科背景下的工业设计本科人才培养模式改革研究＊

2021-04-13吕硕张秦玮

科技与创新 2021年6期

吕硕，张秦玮

吕硕，张秦玮

（北方民族大学机电工程学院，宁夏银川 750021）

在讨论工业设计教学存在问题的基础上，研究提出工业设计新工科的内涵，并提出工业设计需要培养学生技术、艺术、文化、商业四个领域的能力。构建知识、能力和素质三个方面的工业设计新工科人才培养标准，确定通识教育、专业教育、综合应用教育三个模块的工业设计新工科课程体系。从教学团队、导师工作室、综合设计、校企合作、服务战略五个方面介绍了工业设计新工科实践效果，总结了工业设计新工科发展方向。

工业设计；新工科；培养模式；课程体系

1 引言

当前，中国在一带一路、创新驱动发展战略指导下，为全面实现小康社会发展目标而深入改革开放，努力实现中国制造向中国创造，中国速度向中国质量和中国产品向中国品牌转变[1]。为了实现工业设计对中国制造2025、创新驱动、高新科学技术的有效支持，必须对工业设计本科人才培养体系进行改革。目前工业设计教学存在的问题主要如下。

课程与课程之间脱节，不能形成相互映射的闭环。主要表现为艺术类课程（设计素描、设计表现、三大构成）、机械类课程（工程制图、工程力学、机械设计基础、工业设计工程基础）、计算机辅助设计类课程（PS、AI、Rhino、Creo）各自为政，不能有效互补，也无法形成知识体系闭环。知识碎片化明显，无法有效整合。

不能紧跟时代潮流，课程设置前沿性不够。考虑任课教师备课、上课、作业批改的习惯性、熟悉性等因素，多数教师不愿意承担新课。和其他大多数专业一样，符合社会发展趋势、专业发展方向的新课无法开出，如服务设计、用户体验设计、创新设计思维等。

理论与实践两张皮，产学研融合度不高。工业设计专业课程具有明显的课程属性或课程类别，如技法类课程（“手绘”“计算机辅助设计”）、理论类课程（“人机工程学”“设计心理学”“工业设计概论”）。在实际本科教学过程中，往往以某一项知识点的训练为主，而忽略工业设计综合能力的提升。

在“中国制造2025”“互联网+”“大众创新、万众创业”等驱动下，工业设计专业必须紧盯世界创新设计发展方向，顺应制造业、服务业发展趋势，顺应新科技革命和产业发展大势，进行自我革命，改造课程体系。

2 工业设计新工科的内涵

工业设计新工科必须坚持三个面向，即面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求[2]。工业设计领域世界前沿科技主要是指人工智能、互联网+、大数据、物联网等新技术，工业设计领域经济主战场主要是指可以通过工业设计手段实现产品赋能且事关国民生计、经济发展的有形、无形产品设计，工业设计领域面向国家重大需求主要是指利用工业设计思维、技术、方法、手段服务于国家重大需求。

工业设计新工科建设的内涵应该根据工业设计本质出发，探索符合高等学校本科人才培养体系的教学模式。根据世界设计组织对工业设计下的定义[3]，工业设计的对象包括产品、系统、服务和体验，工业设计的手段包括策略性解决问题、创造性活动、可视化、重新解构问题，工业设计的目的包括促发商业成功、提供高质量生活、提供新的价值、提供竞争优势。通过工业设计定义的对象、手段和目的可以得出工业设计需要培养技术、艺术、文化、商业四个领域的能力。技术是指支撑产品设计、系统设计、服务设计和体验设计的科学技术手段，主要包括机械技术、电气技术、信息技术、智能技术。艺术是指造型美学、材质美学、色彩美学、美学法则等审美评价。文化是指通过文化的符号、象征和载体对产品、系统、服务和体验进行设计。商业是指利用工业设计手段、技术、方法提高产品、系统、服务和体验的价值，增加附加值，形成竞争力，满足市场对产品的需求。

3 工业设计新工科人才培养标准

综合考虑《华盛顿协议》[4]、欧洲国家工程协会联合会规定的工程师专业胜任力要求[5]、美国工程技术认证委员会标准[6]、中国工程教育认证通用标准[7]，结合工业设计在中国的实际情况，确定出北方民族大学工业设计专业人才培养工业设计新工科人才培养标准分为知识、能力和素质。知识是与工业设计相关的自然科学、工程技术、智能技术知识。具体分别为能够应用自然科学的基本知识分析工业设计中的工程问题；能够应用工程技术的基础理论知识解决工业设计中的工程问题；能够应用智能技术解决工业设计过程中的可视化表达、智能功能、智能分析、智能设计问题。

能力指问题识别和表达、工具使用、可行性评估、设计研究和影响评估。具体为能应用工业设计的基本原理识别和表达工业设计问题，能运用工业设计基本理论分析设计问题的来源，能识别和判断工业设计问题的关键环节；能针对特定的需求合理地确定设计目标；具有创新思维，能够提出工业设计的多种解决方案，并通过手绘技法、计算机辅助设计、实物模型等表现设计构思、呈现设计成果；能够在经济成本、工艺技术等约束条件下，对设计方案的可行性进行评价及优选；能够运用科学原理对产品设计相关的造型、色彩、材料、人机等相关因素进行研究；掌握选择、使用恰当技术和资源并获取解决工业设计问题的方法；能基于工业设计相关背景知识进行合理分析、评价工业设计解决方案对社会、健康、安全、法律、文化、环境、社会可持续发展的影响。

素质指职业道德和规范、团队意识和人际交往、有效沟通、设计管理、自主学习和终身学习。具体为具有工业设计素养，能在工业设计实践中理解并遵守职业道德和规范；具有团队意识和人际交往能力，能够理解团队不同角色的责任和作用，并能处理好个人、团队和其他成员的关系；能够就工业设计问题与业界同行及社会公众进行有效沟通，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达设计思想；理解设计管理的基本原理和决策方法，并能够协调相关部门的工作；能认识不断探索和学习的必要性，具有自主学习和终身学习的意识，掌握自主学习方法。

4 工业设计新工科课程体系

工业设计的本质为创造更合理的生存方式[8]，全面提升人的生存质量。根据工业设计新工科技术、艺术、文化、商业四个领域的能力要求，工业设计新工科知识、能力、素质人才培养标准，工业设计通识教育、专业教育、综合应用教育三个模块确定的工业设计新工科课程体系如图1所示。工业设计的内涵就是通过技术、艺术、文化、商业要素间的交融，通过相互融合的方式协调平衡四者关系，从而产生新的核心竞争力。

从工业设计新工科模式可以看出，在工业设计本科教学模式设计、人才培养中，传授设计知识首要是传授设计思维，是教学生如何认识和评价设计问题，并且创造性地解决问题，从而诞生新的“产品”。工业设计新工科强调人文素质培养，引导学生对生活方式、生存状态、用户需求的观察、分析和预测能力，培养学生判断设计行为对社会、文化、环境影响的能力，培养学生强烈的社会责任感；强调设计实践能力培养，基于自然科学，借助工程技术、智能技术增强学生创新水平，提升创新能力；强调文化在设计中的重要性，从生活中挖掘文化，从文化本质为人类生活进行再设计；强调商业意识的培养，让学生理解商业对设计的驱动力，提升产品、系统、服务、体验的价值。

需要指出的是，工业设计新工科人才培养标准的知识、能力和素质所对应的课程为主要对应课程，实际教学中每一门课程并不是仅仅培养和训练学生单一方面的能力，而是多个方面的综合能力。

5 工业设计新工科实践

北方民族大学作为一所民族类院校，坚持为少数民族和民族地区服务、为国家发展战略服务的办学宗旨，尊重民族高等教育特点，铸牢中华民族共同体意识。学校是培养少数民族优秀人才的重要基地，是传承和弘扬民族优秀文化的重要基地。36年来，学校为少数民族和民族地区经济社会发展培养了5万余名优秀人才，他们深谙民族文化传统，熟悉民族风俗民情，已经成为少数民族和民族地区经济社会发展的建设者，中华民族优秀文化的弘扬和传播者。北方民族大学工业设计专业作为宁夏回族自治区唯一公办高等院校开设的本科专业，使命重大，意义非凡。在学校和学院的支持下，工业设计专业取得瞩目的成绩。近5年，获得自治区级优秀班集体1项，自治区级五四红旗团支部1项，自治区优秀学生干部1项，自治区级三好学生1项，校长特别奖2项等荣誉称号。

制造业特别是机床制造业是宁夏的支柱产业，北方民族大学立足于服务地方制造业，2013年成立了具有机床设计制造的完整专业方向的机电工程学院，包括三个专业系：工业设计、机械设计制造及自动化、机械电子工程。这对工业设计专业的发展提出了立足于工业设计专业，开展智能设计、智能制造、大数据、互联网+等，面向制造业的新工科的要求。

北方民族大学从教学团队、导师工作室、综合设计、校企合作、服务战略五个方面实施工业设计新工科。教学团队方面，学校机电工程学院成立机械基础、机械电子、机械制造、工业设计四个教学团队。工业设计课程由上述四个教学团队共同承担，各有侧重，交叉融合，联合实施。四个教学团队构建了工业设计课程、教学团队的矩阵式结构，发挥专业团队优势，集中精力重点突破，为工业设计新工科建设提供有力保障。

导师工作室方面，以学生为主体，以工作室为依托，以指导创新实践为主要形式的综合性实践教学。学生通过进入导师工作室参加一系列设计实践训练，在导师组教师的联合指导和培养下，使学生在专业教育上进行比较深入的理论学习并获得解决较复杂工程问题的能力，在专业知识的系统性、宽广度等方面得到充分的提高。学院出台了《机电工程学院导师工作室实施方案（试行）》，成立了工业产品设计导师工作室等6个导师工作室，并开设了“导师工作室实践”课程。近五年，工业产品设计导师工作室获得国家级学科竞赛奖项10项、省部级学科竞赛奖项30余项，专利30余项，软著10余项。

图1 工业设计新工科课程体系

综合设计方面，工业设计专业培养学生具有创新思维能力、设计表达能力、审美评价能力、逻辑分析能力以及人文科学素养。通过开展用户研究与市场调查、人机工程课程设计、产品系统设计课程设计、产品模型制作实践等课程设计和实训课程，提高学生综合设计的能力，加强学生综合知识应用的能力。

校企合作方面，工业设计新工科建设离不开产学研协同，大力开展与企业的技术合作，在产学研合作中找到契合点。工业设计专业与深圳创新设计研究院、洛可可建立深度合作关系，每年送往学生赴企业实习三个月。同时，举行学术会议和学术报告，举办宁夏创新设计与智能制造高峰论坛，承办“一带一路”创新设计与智能制造国家级高研班，开展工业设计专题培训10余次，邀请何人可、陆长德、余隋怀、苏建宁、刘肖健等工业设计专家来校开展学术报告。机电工程学院三个专业紧密合作开展了“数控倒立车的设计和分析”“铸造砂箱柔性加工生产线的设计和分析”“数控液压机床的设计和分析”等横向课题。

服务战略方面，北方民族大学工业设计专业确定了设计思维一个中心，人工智能、大数据两个着力点，高端装备、生活用品、地域产品三个产品领域，智能化、数字化、虚拟化三个发展方向，“中国制造2025”“大众创新、万众创业”“互联网+”三大国家战略，实现工业设计专业新工科跨越式发展，工业设计新工科发展框架如图2所示。

图2 工业设计新工科发展框架

通过设计思维一个中心和人工智能、大数据两个着力点实现创新设计思维与整体课程体系的有效衔接；三个领域中高端装备依托机电工程学院雄厚的工科基础和宁夏地区装备制造产业，生活用品以人们日常生活起居的家电产品、数码产品为主，地域产品以宁夏地区的枸杞、红酒、养殖产业相关产品为主。通过开设程序设计思想与方法、电工电子技术基础、单片机及智能硬件设计基础、先进感知技术与物联网、大数据技术与应用、交互设计、服务设计、互联网产品设计实现智能化、数字化、虚拟化三大发展方向，进一步支持“中国制造2025”“大众创新、万众创业”和“互联网+”三大国家战略。通过一个中心、两个着力点、三个产品领域、三个发展方向、三大国家战略环环相扣，由宏观到微观再到宏观的内到外转变，实现工业设计新工科发展框架。

6 工业设计新工科发展方向

工业设计新工科未来的发展方向由有形工业产品向一切有形和无形的产品、系统、服务、体验转变，由造型设计、材质设计、功能设计、人机设计向情感化设计、人性化设计、智能化设计转变，由传统工业设计向绿色低碳、网络智能、超常融合、共创分享的创新设计转变。

工程改变世界，科技创造未来，工程教育决定着人类的今天，也决定着人类的未来。技术创新提供给设计创新更大空间并推动设计创新的改革，反而设计创新必须适应技术革命。工业设计新工科以整合创新能力为导向，通过有使命感的学习，培养适应未来职业领域的设计师与设计领导者，以适应新经济、新社会的转型挑战。通过设计思维在技术、艺术、文化、商业的基础上实现思维能力、实现能力、整合能力，提升设计的创新性、可行性、表现性。

［1］宋玉书，徐佳.品牌传播：重建中国制造的新时代形象［J］.中国地质大学学报（社会科学版），2018，18（3）：117-125.

［2］林健.面向未来的中国新工科建设［J］.清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

［3］蔡军，李洪海.设计3.0的视角——设计管理中的设计知识结构［J］.装饰，2016（12）：88-92.

［4］王玲，秦戎，张鸣天，等.《国际职业工程师协议》研究及我国工程师资格国际互认发展前景分析［J］.高等工程教育研究，2020（4）：34-40.

［5］林健.新工科人才培养质量通用标准研制［J］.高等工程教育研究，2020（3）：5-16.

［6］杨若凡，何倩.美国工程技术类专业认证标准对我国应用技术大学建设的启示［J］.中国高教研究，2015（8）：87-91，106.

［7］林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准诠释［J］.高等工程教育研究，2014（1）：12-23.

［8］柳冠中.设计是人类未来不被毁灭的“第三种智慧”［J］.设计，2013（12）：126-131.

2095－6835（2021）06－0078－04

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10.15913/j.cnki.kjycx.2021.06.028

宁夏高等教育教学改革项目“校企合作建设工业设计专业新工科的研究与探索”（编号：NXBJG2018073）