PBL 结合创新模型的交通工具专业课程群建设

2023-02-11付志伟王奇光

时代汽车 2023年2期

付志伟王奇光

山东工艺美术学院工业设计学院山东省济南市 250300

1 引言

2021 年12 月国家中央《关于深入推进世界一流大学和一流学科建设的若干意见》指出，更加突出“双一流”建设培养一流人才、服务国家战略需求、争创世界一流的导向。其中强调了“拓展校企协同育人途径，加快培养高层次紧缺急需人才，引导校企共同制定培养方案、共同招生、联合选题、成果共享，创新构建了产教融合人才培养共同体”等一系列有关产教融合人才培养的明确要求。地方应用型设计院校最终的教学目标在于为社会提供应用复合型人才，在专业人才培养过程中，学生素质综合性的提升，既要创新思维训练也要进行实践能力的拓展。从产品研发到产品运行的生命周期为载体，以校企联合项目驱动的方式引导学生主动学习。

PBL（Project-Based Learning）由加拿大麦克马斯特大学首创，是一种以建立终身学习能力为目标，强调在开放情境中，以现实真实问题为基础，以团队为单位收集资料，发现、解决问题，培养学生专业素养和创新能力。1969 年美国神经病学教授巴罗西进行了以学习者为主导的教学改革，关注以问题为中心的学习，目前作为国际应用广泛的一种学习方法。[1]近年来在我国推行高等教育转型的过程中，部分高校也进行了不同程度的PBL 教学尝试，对理论教学或实践教学进行了改革，取得了一些成效。产教融合背景下以项目为主导的PBL 专业课程建设可以从企业实际用人需求出发，提升教学质量，企业导师进课堂的项目式教学有助于提升学生实际行业实践经验。

本文结合地方院校产教融合实际需求、重视基于PBL 教学的人才培养机制优化、结合创新模式的教学专业课程内容创新，建立复合型人才培养课程体系，创新教育人才培养理念,研究制定以社会需求为导向人才培养方案及定制化课堂培养模式。

2 交通工具专业课程群研究内容

2010 年工业设计学院筹建交通工具设计专业方向，2012 年正式招生，学院交通工具设计方向是山东省为数不多的综合交通工具设计专业方向之一。获得国际汽车设计平台Car Design News 的商业设计认可，2020 年工业设计学院交通工具设计专业方向在全国院校的积分综合排名首位，获最佳院校奖。交通工具设计专业方向重点发展未来新能源交通工具设计、轨道交通设计、自动化和半自动移动产品设计、轨道交通美学设计、智能机器人造型设计等交叉学科设计。教学改革之后工业设计学院的课程，进行课程训练目的的梳理。学生在大一的课程主要通过《设计基础》、《设计程序与方法》等课程完成认知的编码，在大二的阶段课程学习《产品改良设计》、《产品创新设计》等课程形成设计认知的解码，然后在大三的阶段主要是《产教融合实训》、《产教融合实践》等一些实践类课程。通过这些课程的系统实施，学生在完成前期的《市场学》、《心理学》、《设计管理》、《创新设计》等专业课程内容后，能够在实践课程中当中进行整合梳理，并且应用到实际的产教融合项目实践当中，学生在实践项目中可以完成一个系统的自我设计认知解码和设计重新编码的过程。

教学改革后学生在大三下学期进行具体专业方向的划分，为更好的在较短时间内帮助学生快速把握交通工具专业知识体系，教师需要梳理并设计大三下学期和大四整学年交通工具专业方向课程群设置建设。同时由于交通工具专业方向本身是比较系统的专业性、复杂性、交叉性的专业学科方向，结合产教融合、校企合作协同育人的教学主旨，以项目为导向的PBL 教学模式更加适合构建交通工具设计专业课程群体系。[2]山东工艺美术学院工业设计学院交通工具专业方向课程群建设基于是创新模式下的专业课程群建设。如图1 所示首先在大三下学期是《交通工具设计导论》、《交通工具开发》、《交通工具内饰设计》、《假期课堂》，然后在大四的整学年贯穿的是《三维综合表现》、《毕业设计》和《毕业论文》。在《交通工具设计导论》课程中主要学习汽车发展史、汽车类别、汽车动力系统布局、车身的空间划分等内容；在《交通工具开发》这门课程当中，主要学习的是汽车造型基因、汽车造型、语义前瞻、设计策略设计、概念车设计研究等内容；在《交通工具内饰设计》课程中主要学习的是内饰系统要求、座舱系统设计，成员的约束系统设计以及内饰零件的材料与工艺，到了暑期假期课堂的阶段；教师充分引导学生利用假期课堂融合贯通前面的课程，一以贯之地进行校企联合项目的人才培养以及暑期的企业实习,并最终进行毕业设计实践创作。通过推进启发式、探究式等教学方法改革和合作式、项目式、企业实操教学等培养模式综合改革，通过专业课程群的创新设计，促进课程内容与技术发展衔接、教学过程与生产过程对接、人才培养与产业需求融合。

图1 交通工具专业课程群授课内容

3 交通工具专业课程群建设思路

基于课程群的专业建设和学生急需短时间内掌握大量专业知识和实践技能，课程设计通过大三上学期企业来学校进行设计主题宣讲工作坊到学生暑期后进入企业实习，学校和企业之间进行导师双轨制的校企联合人才培养模式，在大四阶段进行毕业设计校企联合的培养并由企业指定设计主题来进行毕业设计的创作。[3]

基于教学改革，交通工具开发进行了系统课程群建设主要是基于意大利米兰理工大学设计学院Lucia Rosa Elena Rampino教授提出的创新驱动模型，主要是美学创新、使用方式创新、意义创新和类别创新四种创新形式。[4]美学创新指的是对于产品的外形，例如色彩、形状、尺寸以及比例大小等与外形相关的创新；使用方式创新是指产品使用方式的改变以及相对于已有同类产品的功能创新；意义创新可以视为提升情感化体验的创新；类别创新则是关于产品原型的改变，特别是指新技术、新文化的改变产生出的新的产品原型。[5]把四个方向类别的创新应用到整体的课程群建设，如图2 所示主要基于专业的课程群建设，基于交通工具专业方向本身的课程的复杂程度和难度，相较于其他的学科门类整合性的内容系统性、专业性、应用型内容增多。将课程内容重新进行创新模式上的分类，如美学创新教学内容有：汽车类别、汽车发展史、品牌造型研究、汽车造型基因、汽车造型语义；使用方式创新内容有：汽车动力系统布局、汽车总布局设计、座舱系统设计、内饰零件材料与工艺、车身的空间划分、内饰系统要求、乘员约束系统要求等；意义创新内容主要有：体验设计、前瞻设计、策略设计等;类别创新内容主要有：概念车设计研究、企业指定主题设计等等。

图2 创新模型与交通工具专业课程群建设

从课程建设的创新模式角度出发，将交通工具设计这一复杂程度较高的专业授课内容进行有效的学科分解，课程建设能够与企业进行对接，课程训练更加注重综合造型表达、人机工程、设计心理学、空间设计、材料与工艺等多个门类的交叉学科相互融合。在核心课程的进行过程中由行业企业导师进行专业辅导，将课程内容在整学年内贯穿，使学生具备专业的设计输出和更加深入的设计表达能力。通过对于专业课程的分析，进一步细化教学内容和教学方向，形成易于专业发展、学生快速入门，深入掌握的课程群建设体系。针对四个层级的创新，进行课程门类之间的融会贯通，把多个课程门类之间的学习内容进行打散并中重新按照创新模型进行归类的课程设置，之后交通工具专业方向则通过PBL 的教学模式，以交通工具专业2018 级的课程群建设为例，是围绕上汽大通校企联合实践项目为主题进行的设计实践。

主要的教学体系是通过课程实践教学创作、实践教学、项目实践教学、行业实践教学和社会实践教学，形成完整的以项目为主导的教学内容和以行业实践为主导的教学模式。在前期的课程当中是以学生为导向任务为导向的OBE 教学理念来进行展开。以2018 级交通工具专业为例，山东工艺美术学院工业设计学院交通工具专业在大三下学期和大四学年通过与上汽大通汽车有限公司设计中心进行协同育人、定制课堂项目式教学合作，促进学生掌握行业素养,校企联合培养自2021 年5 月至2022 年6 月历时一年多，聘请上汽大通汽车有限公司设计中心设计总监、设计师为企业导师，通过方案筛选企业资助优选方案进行毕业设计实体模型制作。

在学校导师方面以工业设计教研室主任、交通工具专业方向专业教师付志伟老师和王奇光老师为交通工具专业方向导师。如图3 所示在课程整个的时间安排上，2021年的5 月交通工具专业方向与上汽大通汽车有限公司进行项目式教学平台搭建，6 月企业导师进行以工作坊的形式来访学校，并对学生进行专业指导和行业市场经验的指导；然后7 月份进入暑期后教学团队拜访企业，同时进行学生初期阶段的方案交流，之后进行设计暑期方案汇报；7 月份到10 月份，8名学生通过筛选进入了暑期实习阶段，进行了为期三个月的暑期实习；在后期经历企业导师的培训以及一系列选拔，最终有两名学生成功签约入职上汽大通；同时4 名学生获得企业全额资助，完成毕业设计1:4 比例的硬质实体模型的制作。这样的专业教学流程实际上是围绕上汽大通企业命题及用人需求的校企联合人才培养模式。

图3 上汽大通校企联合培养时间规划

4 交通工具课程群教学探索及设计案例

上汽大通汽车有限公司进行校企合作的双导师制教学，首先上汽大通给出产学研合作课题是以Z 世代多人出行新物种的设计主题，然后允许学生在主课题下面进行创新，主要是以2030 年Z 世代成长为整个社会的主力消费群体，如图4 所示根据未来使用场景定义的概念，通过前瞻的造型设定对未来多人出行的畅想，以创新的理念来支撑新物种概念。

图4 上汽大通产学研合作课题

如图5、图6 所示，最终获得上汽大通企业全额资助的4 位同学制作了1:4 的硬质模型，并在山东工艺美术学院美术馆进行毕业设计展览。下面介绍两个典型的上汽大通校企合作的实践案例及教学成果进行分享。第一位是李行健同学，设计题目为：上汽大通品牌智能化电动车设计；第二位是梁国军同学，设计题目为：方圆之间-多人出行概念交通工具设计。

图5 上汽大通毕业设计实体模型-1

图6 上汽大通毕业设计实体模型-2

李行健同学的《智能化电动车设计》如图7 所示，基于MAXUS 对2030 年交通物流运输与多人出行进行的模块化设计，重点对车辆系列化、使用场景、结构模块化等进行创新。通过模块化技术优化电动车的车辆架构，可替换的不同轴距的底盘、多样的轮包轮毂以及各类车型的功能座舱的模块化，设计所形成多元化的车型系列用于解决人们的物流运输需求及多人出行需求。

图7 李行健-上汽大通品牌智能化电动车设计

梁国军同学的《方圆之间》如图8 所示，基于上汽大通品牌“方·圆”空间电动MPV 设计实践，通过设计调研、设计定位与分析、设计构思与深化等过程推导，对开放空间概念的设计应用，探讨适用于多种生活状态下的MPV 车型的新发展方向，针对自由设计师群体特征用户，展开汽车外饰设计、创新的开放空间，配合多变的座椅配置，满足用户的对于工作和休闲的多元化需求。

图8 梁国军-方圆之间-Z 世代多人出行的概念交通工具设计

5 交通工具课程群建设成果

项目式教学以及基于创新模型的授课方法相结合将交通工具设计专业课程建设与企业人才需求对接，交通工具专业课程群将人才培养、学生实训实习实践、企业服务科技创新功能有机结合，促进产教融合、科教融合，通过专业课程群打造集产、学、研、转、创、用于一体，形成互补、互利、互动、多赢的实体性人才培养创新平台。

近年来交通工具设计专业方向师生团队不断加强校企联合，教学团队深耕协同育人,建设交通工具定制课堂，通过交通工具专业课程群，实现从造型创意绘制、实物模型制作、反向数字模型和数字加工等多个教学环节全覆盖、全链条教学模式。适应地方院校注重实践型教学人才培养，注重成果产出，以发展地方经济、促进学生实践能力及就业率为首要目标。通过校企合作的课程群建设以及四种创新模式为课程教学手段，将《交通工具导论》、《交通工具开发》、《交通工具内饰设计》、《假期课堂》、《毕业设计》全链程打通，形成较为完整的设计过程，使学生在反复迭代中理解、领会、掌握、实践各类创新形式，通过校企双导师制,获得会更多行业经验和专业性指导，为学生的就业进行专业性、有效性教学指导，尤其是就业率方面获得了良好的成绩。交通工具课程群建设精准定位人才培养目标、对接企业需求，培养具有实践能力和创新精神的高层次应用型人才，将专业发展趋势与市场人才需求精准匹配，课程群建设及人才培养的系统性规划构建具有核心竞争力的专业设计人才。

交通工具专业师生设计作品在国际汽车设计联盟、国家工信部、中国工业设计协会、山东省政府、共青团山东省委、汽车与轨道交通行业企事业单位等组织的竞赛中获得重要奖项。其中师生团队连续7 年参加中国汽车设计大赛，累计入围50 余人次，累计获奖20 余项，通过大赛平台先后与上海汽车集团股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、韩国现代起亚汽车集团、江苏新日电动车股份有限公司、深圳飞豹航天航空科技有限公司、北京长城华冠汽车技术开发有限公司、上海飞诺汽车设计有限公司、山东山野特房车制造有限公司等国内外19 家公司建立了产学研合作关系，进行项目实践教学，毕业设计课题实题占比率超过60%，毕业生专业就业率平均90% 以上，适应社会人才需求，获得企业与社会认可。