基于创客教育的智能产品界面设计课程教学改革研究

王 选

(安徽工业大学 艺术与设计学院，安徽 马鞍山 243002)

随着社会和技术的进步，特别是以物联网为代表的智能技术的发展，使得产品本身的定义与要求同以往相比已经发生很大的变化。而设计师在产品的开发过程中也由末端的“造型美化”阶段向前推进到“原型开发”阶段，与之匹配的团队协作、智能化技术理解、跨学科设计的能力要求不断提升。这就要求设计人才培养的专业课程教学环节革新相关课程的内容，不断调整教学的方法与手段，培养适应智能化时代发展的产品设计专业人才。智能产品界面设计作为一门产品设计专业的选修课程，聚焦于智能产品的设计，承担着拓展学生的知识结构、培养学生自主探索能力等任务。根据课程的特征与教育培养目标，我们引入了创客教育的模式与方法，同时结合产品设计专业的发展趋势和智能产品本身的特点，革新了课程的内容，实施了基于创客教育的智能产品界面设计课程教学的改革。

一、问题的提出

(一)创客教育研究现状

“创客教育”的对象涵盖面很广：从学龄前儿童到大学生。当然，不同的对象创客教育的目标与方法有所不同，但主要都是培养学生的创造能力、团队协作能力、以技术为基础的动手解决问题的能力。当前,以大学生为对象的创客教育研究主要有以下三个方面：

1.基本概念、本质、方法等理论研究。杨现民等从理念和教育模式方面给出了创客教育的定义：“创客教育是一种融合信息技术，秉承‘开放创新、探究体验’的教育理念，以‘创造中学’为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的的新型教育模式。”[1]祝智庭等归纳了创客教育的特征，“创新教育以信息技术的融合为基础,传承了体验教育、项目学习法、创新教育、DIY理念的思想”[2]。张茂聪等指出：“创客教育的本质理应是符合创客精神和教育规律的一种教育形式，应充分利用信息技术等教育资源培养具有创客特质的人。”[3]这些研究主要是对“创客教育”基础原理、理论进行梳理与探讨。

2.文化、环境与支持条件的系统研究。创客教育作为一种以技术为基础的创新教育模式，涉及计算机编程、开源硬件技术、机械机构、创意思维等领域的知识。这就必然要求有一定的文化氛围环境、资源与交流合作平台进行支撑，相关系统的研究内容围绕着 “创客空间”“创客文化”“开源硬件”“3D打印”等方面展开。傅骞认为“当前的创客教育支持生态完全被国外垄断，而中国的技术水平和生产能力实际上已经完全可以支持中国创客教育的发展”[4]；宋述强等梳理了相关概念，提出了创客空间的iSMART模型[5]。

3.教育模式与教学实践应用研究。如何在大学生中开展创客教育，如何和专业的课程教学结合，也引起了很多学者的研究与关注，相关的教育与教学实践也很多。如朱龙等构建了以“探究”“设计”和“反思”为核心的面向创客教育的设计型学习模式并进行了实践[6]；王旭卿则从STEM 教育理念出发提出了跨学科整合模式[7]。

(二)产品设计专业发展趋势

产品设计专业伴随着工业批量化的产品生产需求而建立，所培养的学生从初期作为产品造型的“美工”、增加产品的“附加值”角色，发展到今天已经逐渐从产业链的末端服务者走向过程的参与者，甚至成为产品开发的定义者。这种转变带来产品设计师地位的提升、产品设计专业重要性的提高，也对产品设计的专业教育提出更高的要求。与传统产品造型设计相比，现代产品设计专业，特别是智能产品设计方向的发展呈现三个趋势：

1.产品的智能化、微型化、个性化。随着物联网的普及、计算机芯片技术的进步，万物互联的发展趋势和速度进一步提速。智能家电联接系统将几乎所有的家电产品加入智能的属性进行联接，原本体量和重量较大的产品也都趋于小型化和微型化。同时，由于技术的发展，各细分领域产品的同质化竞争，使得用户在产品的基本功能需求上基本饱和，追求个性化的产品风格和功能定制，未来将成为用户与企业双向的共同选择。这就需要所培养的设计人才能够理解智能技术产品，实现与工程师友好沟通。

2.产品设计内容的复杂性。产品本身已经从实体走向服务，产品设计不再仅仅局限于造型的设计、UI界面的设计，而是需要综合考虑用户、技术、场景三个要素[8]。这就要求设计师了解社会学、人类学、心理学等方面的知识，准确把握用户的实际需求，同时也要了解智能产品所依赖的技术，综合考虑不同场景的差异性与特殊性要求。产品设计内容涵盖了用户研究、产品交互设计、产品界面设计、产品体验设计等，这就要求所培养的设计人才具备跨学科综合解决问题的能力。

3.产品设计过程的协同性。产品的智能化、微型化、个性化的发展，产品设计内容的复杂性决定了产品设计与优化的整个过程需要用户参与、与工程师团队沟通、接受终端市场专员的反馈等，产品设计师的任务不再是提出概念或者独立完成造型和概念等，而是多方面参与的、团体完成的项目协同开发。

(三)教学现状

我校自2015年起面向产品设计专业大三学生开设智能产品界面设计课程，培养学生正确理解智能产品的设计要点、智能创新产品设计思维和设计方法。课程在开设时借鉴了其他高校和本校其他相关课程的做法，但在教学过程中仍存在以下问题：

1.教学方式陈旧。课程教学方法较为传统，以教师在课堂上讲解的方式为主，教师布置课堂和课下的学习与练习任务，学生按要求各自完成作业和自学内容，然后教师进行点评和指导。学生在整个课程教学中处于知识的被动接受状态，课堂参与积极性不高。作为一门课时量为32课时的课程，每次指导作业和设计方案的时候需要一对一进行，占用了很多时间，师生都很辛苦。

2.教学内容设计不够合理。在教学内容设计上，知识体系还比较陈旧，侧重于产品的UI界面设计，以智能产品中视觉的交互界面设计规范、逻辑、效果为主要教学内容，导致本门课程与产品UI设计、交互设计等其他课程的内容有很多重复，使得学生对智能产品的理解出现偏差。从平时的作业和大作业的结果可以看出，学生对智能产品“硬件界面”的设计较为肤浅、软硬件界面匹配的智能产品整体概念的构思不合理。同时在教学案例上也没有进行及时更新，没有体现最新的智能产品的完整特征与需求。

3.课程设计实践效果不突出，对用户交互需求把握不准确。课程的实践环节，主要包含课堂训练和大作业两个部分。课堂训练是教师根据章节的重难点知识，在课堂布置题目学生进行专题训练。这种训练具有针对性，对学生理解课程单个或多个重难点知识较为有利，但弊端是学生对知识的理解是割裂的、封闭的、有局限性的。学生在训练中习惯了模仿老师提供的案例和方法，缺乏主动的探索和开放式的研究。在课程考核的大作业方面，学生设计关注点是界面的逻辑、视觉效果、交互过程，最终呈现的是视觉化的智能产品界面设计效果图展板。这种实践过程难以有效地对界面交互进行迭代与优化，只能依靠教师的经验进行指导和学生的领悟能力，缺乏实际的载体进行交互测试进而优化。同时，由于考核评价的公平需要，作业基本是个人完成的，缺乏团队的合作与讨论，也不利于更有创意的设计想法产生。

二、改革方案设计

结合产品设计专业对人才培养的需求，我们针对改革前课程存在的问题与不足，设计出课程的改革方案路线图(见图1)，进行了以下四个方面的实践探索。

图1 智能产品界面设计课程改法方案路线图

(一)创客教育视角下的智能产品界面设计课程教学模式

1.对创客教育相关的理论、实践案例、教学方法、其他高校的经验与理念进行深入学习和吸收，为课程的改革提供理论指导和方法、实践的借鉴。

2.对授课对象的思维习惯、情感、学习能力等进行调查研究。针对学生的专业课程学习的情况进行调查，洞察其知识体系中较为薄弱的环节，分析其思维习惯和情感需求以及群体与个体学习能力上的差异，为后续项目的选题和团队分配打基础，同时便于采取有针对性的方法更好地激发学生学习和创新热情。

3.对智能产品界面设计课程所需掌握的知识和技能加以梳理。综合考虑交互设计、产品设计和创客项目的实践过程，对课程所需的核心知识、学生必须掌握的技能与学生的特征结合进行分析，设计课程教学模式，配置所需的资源(工具、技术储备、实践场地等)，为课程完成提供保障。

(二)面向智能产品界面设计课程实践的创客项目设计

1.项目设计选题合理。将本课程培养目标落实到精心设计的、适合产品设计专业学生去完成的创客项目之中。项目与学生的生活体验与阅历相匹配，同时具有一定的新颖性，以激发学生的学习热情。

2.难度适中，要具备由浅入深的困难程度和适当的复杂性程度以调动学生的学习动力，需要让学生充分调用各种资源，这样学生能得到更为全面的训练。

3.任务节点的分布科学，确保完成学习本课程的过程与学生完成创客项目活动保持一致，还要在设计环节让学生互动协作，鼓励学生相互学习和交流。

(三)通过创客项目实践实现教学目标的过程管理

1.团队组建与资源配置管理。设计团队的成员需要有能力的互补，教师要在了解学生能力特征的基础上适当调整以确保项目能顺利进行。同时，智能产品设计类创客项目的实施过程中需要很多硬件(如场地、工具、设备)的支持以及专业的技术指导等，这些都需要教师团队进行协调。

2.项目完成质量的把控管理。教师要在学生的课程创客项目完成的过程中扮演质量管理者的角色，掌握各团队小组项目产品的设计进度与人员协作分工情况。由于受时间与学生能力的限制，过高的质量要求会让学生有挫败感，过低的质量要求则无法实现教学目标。

3.项目进度的管理。在项目设计和实践任务遇到困难的时候，提供适当的专业指导和情绪引导，使学生在项目训练中能够最大程度发挥潜能，把所学的专业知识应用于实践，这就要求教师从传统的专业的知识传授者的角色转变为设计实践“教练”的角色。合理分配教学时间，将师生从“一对一”简单低效的交流中解放出来，实现更高效的、全面的教育，提高课堂和实践空间的教育效果。

(四)创客教育理念下的课程评价体系

传统设计实践类课程以“最终设计作品”为中心，即从产品创新程度、UI设计、硬件界面设计、评估迭代设计、效果展示等方面进行评价，转变为以“创新解决问题的能力”为中心进行评价。

1.全过程评价，将评价贯穿于整个创客项目完成的全过程，包括项目中个人的创造力、协作意识、合作能力和小组的协作分工情况。

2.项目完成过程中自己的评价与他人的评价纳入课程成绩评定的参考依据。

3.项目最终的完成质量的评定，包括完整性、创新性、可实践性、合理性等。

依据创客教育培养人才的标准构建了从思维创新、团队协作、实践成果、自我和他人评价四个维度的课程评价体系，明确每个维度具体的评价内容和指标。

三、实践与效果

按照上述改革思路形成的可实施的方案后，在产品设计专业进行实践与教学。

1.课程内容的优化。围绕智能产品本质是“具备一定互动能力的计算机”(而不是在非智能产品上面加入传感器的传统观念)的基本概念来设置内容；智能产品界面设计包含软件界面设计和硬件界面设计两个方面；智能产品的评估部分加入实践测评的迭代。

2.课程的实施过程。课程开始前申请了专门的实验室购买了必要的工具，打造成简单的“课程创客空间”，给学生提供实践的场所，也方便任课教师课后指导。在课程实践任务布置方面，课程一开始通过与系室进行沟通讨论确立了大的项目方向为智能家用产品设计，然后让学生自由选题，学生根据个人兴趣爱好进行适当的调配，四人一组，共八个小组，小组讨论具体的产品设计方向，经过与指导教师讨论，然后明确每组的个人分工(方向性的决定由小组完成，细化的任务由个人完成)，确保训练目标的达成。整个课程中贯穿项目实践练习，各组还需要在教师教学的智能产品交互界面原型设计的内容基础上，通过公开课和论坛掌握学习开源硬件知识，进行实物原型的搭建与测评。

3.课程的效果。课程结束各组提交全部的设计材料，教师评价团队按照改革后的评价方案对学生进行评价。通过改革后的课程教学，学生有以下提升：(1)学生的知识结构有较大的拓展。原来的训练和实践要求学生仅仅需要掌握常规的草图绘制、三维模型构建、UI界面设计等知识即可，而改革之后学生完成作业需要利用机构传动、编程等技术，必须通过课外自学的形式了解开源硬件的知识。(2)通过“实践”学习，提高了学生主动解决问题的能力和实践动手能力。学生原来只需要按照草图效果完成数字模型构建与渲染排版即可，改革后学生需要做出实物原型方案并邀请用户进行测评，实际产品原型制作与评估中会出现许多不同的问题，大部分需要团队自主探索解决。(3)团队协作能力的提升。与独立完成作业相比，学生分组讨论确定方案、细节，就需要相互间沟通交流、合理分工，完成作业的效果与质量有明显的提高。

4.课程遇到的问题。由于课时的限制和对学生能力估计的不足，项目的进度比预期的安排推迟了一周，主要是原型的制作环节在机构的传动上遇到的问题较多，学生这部分知识储备不够。部分学生不太适应这样的课程教学模式，需要额外学习的知识点较多，过程中出现消极态度，经过引导谈话最终才完成任务，主要原因是课程体系的设置使得学生前期的知识结构有明显的短板。项目的评估迭代环节，由于受多种因素影响很难邀请到一定量的目标用户参与评价，使得迭代效果与预期有差距。