基于跨学科交叉融合的产品设计课程创新研究

李普红 代书琪 林枫然

（齐鲁工业大学（山东省科学院）艺术设计学院，济南 250353）

当前的科技革命推动了产业的升级和新产品的创新，对产品设计人才提出了新的要求，即培养具有厚基础、宽口径、高素质的复合型人才[1]。近年来，斯坦福大学D.School 设计学院为各类学生开设有关设计与创造力、创新创业、社会商业等方面相结合的课程，促进设计与工程科技、人文艺术、商业创新的跨学科融合教学体系，以设计思维为基础，应用多学科合作的工作模式去解决实践中的问题[2]。国内许多设计类知名大学也充分利用了各自的教学资源与平台，创新与融合跨学科设计教学体系，搭建“交织与融合”为特色的教育教学设计体系，形成了以“产品设计”为中心、多个关联设计领域为支撑的特色“大设计”教育教学研究格局[3-4]。因此，产品设计专业迎合技术变革的趋势，积极融入科教融合理念，转变人才培养目标为“实践型、复合型、创新型”人才，开展课程改革和探索。

1 产品设计课程存在的问题

1.1 课程目标相对单一

产品设计专业多设置在艺术类或综合类院校的艺术设计学院，课程的主要目标是进行设计专业技能的培养，只针对单一课程专业内容进行讲授。大部分课程作为单独的课程授课，存在课时少、知识不够深入、课程之间缺乏联系和融合、容易形成学科壁垒等问题，导致学生眼界和格局受限，且课程目标未针对时代的发展进行调整与创新，缺乏实践能力的培养。因此，目前产品设计专业课程目标单一，亟需创新。

1.2 课程结构缺乏衔接性

课程的纵向结构与横向结构的分离导致了课程安排不连贯。在一些艺术院校或高校艺术专业中存在课程定位不明确、排序混乱的问题，特别是在专业课程之间，以及理论课程与实践课程之间缺乏良好地衔接。课程结构和内容与实际需求严重脱节，呈现出的结果是课程的基本结构支离破碎[6]。

1.3 课程内容缺乏学科融合性

产品设计是一门综合性、多门类知识交叉的学科，涉及诸如市场营销学、人类学、美学、人机工学、机械与电气等工程科学等知识，课程内容要涵盖工程、艺术、商业等多个方面，但是目前产品设计专业在课程内容的设置上只局限于产品设计相关的专业知识，缺乏与其他学科知识的融合性。课程内容若能从学科融合角度出发，可能会弥补原有知识体系的缺口，成为连接学科知识的纽带，推进学科的整体融合与革命性变革。面对技术知识可以传授而创作能力只能启发的事实，课程的内容选择应体现出交叉融合性[6]。

2 基于跨学科交叉融合的产品设计课程创新思路

2.1 创新课程目标

产品设计专业依托于综合性大学科研创新平台，应加强专业建设与产学研融合，以国家重大需求为导向，服务于地区新旧动能的转换需求。因此，产品设计专业人才应具备扎实的产品设计专业技能及理论基础，掌握综合设计的应用能力、创新设计思维、先进设计理念及一定的设计研究能力。此外，还需具有开阔的国际视野、敏锐的商业头脑、稳定的人文社会科学基础、良好的团队合作精神及社会责任感，能够适应不断变化的经济和产业格局的应用型人才[6-8]。

培养目标由单一的掌握综合设计技能和先进设计理念，向具备创新设计思维、开阔国际视野、敏锐商业头脑等综合能力转变，更为重要的是作为创新整合设计师，需要学会发现问题、分析问题、解决问题。根据培养目标的变化，跨学科交叉融合的创新课程体系将设计学科与工科、商科等专业相融合，将商业模式创新融合于设计价值创造中，用系统思维思考产品体系创新，拓宽设计思维，加深对市场需求等方面的理解，运用各类工程技术解决设计方案问题，提升产品设计的落地水平，增强创新创造及项目的落地能力。

2.2 创新课程结构

产品设计专业致力于培养实践型、复合型、创新型、多学科交叉型人才，以适应社会的发展。借鉴“知识、能力、价值”目标的理念，建立产品设计多学科交叉融合型人才的知识结构、能力结构、素质结构的目标[9-10]，具体内容如表1 所示。

表1 产品设计师知识结构

知识结构：跨学科融合教学将设计、艺术、商业、技术和社会等学科知识融入课程体系，引导学生突破专业知识，养成发散性思维。在此过程中，整合其他学科理论知识，使学生洞察社会现状，挖掘用户需求，界定设计问题，提出解决方案并执行设计过程。

能力结构：产品设计跨学科课程体系拓宽了设计思维，让学生能够深入理解工程知识和市场需求，提升学生的艺术表达、创新、问题分析、沟通和执行等能力。学生可以运用设计思维创新的方法，组成跨学科团队，提高产品设计的实践能力。

素质结构：培养学生具备人文素养、心理素质和道德品质，提高专业素养和活跃设计思维，增强表达和共情能力，以及创新合作精神。

通过知识结构、能力结构、素质结构三个目标的培养，拓宽学生的人文素养、开阔国际视野、强化设计创新能力、培养敏锐的商业头脑、提升工程实践能力、聚焦社会热点问题、促进团队合作，助推“应用型、复合型、创新型”人才的培养，使之适应不断变化的经济形势和产业格局。

2.3 创新课程内容

在深入整理公共基础课程、专业基础课程、专业技能课程、工程及商业训练课程、专业提升课程、专业综合课程和集中性实践课程后，形成了较为完整的跨学科交叉融合课程内容，应体现以人为本的设计理念，突破学科界限，满足社会对人才培养的新要求[11-13]。以“适应、递进、需求、适用”为基本要求，修订教学内容与计划，重新思考与构建课程群，在课程配置与内容上进行融合与创新，其中包含基础社会人文层次、专业技能训练层次、综合提升层次及拓展创新层次，构建适应艺术设计专业学生的创新课程体系内容，如图1 所示。

图1 交叉融合课程体系

2.3.1 基础社会人文课程群

一年级采用设计专业通识类课程培养。构建基础的社会人文类课程群，即公共基础模块及专业基础素养模块等。公共基础模块：外语课、体育劳动等人文社科素养课程，以及信息检索、创业教育与就业指导等发展规划素养课程。专业基础素养模块：艺术概论、设计基础、素描、速写等课程。从一年级起，学生开始接受人文、艺术与创业精神的培训，学会主动提出问题与切实表达个人的构想，而不是仅仅停留在被动接收知识的层面。例如，图2 为“速写”课程，学生在掌握速写知识与技巧后，提出个人对汽车内饰座椅设计的构思。在此过程中，学生学会如何从理解人类行为、社会动态、文化多样性的角度去思考问题、提出问题，使之具备以人为本的设计理念与独立思考的能力。

图2 “速写”课程：汽车内饰座椅构思

2.3.2 专业技能训练课程群

在基础人文启蒙素养结束后，进入二三年级培养。学生在此前人文、艺术、创业的基础训练上，继续加强与加深人文理论素养、艺术表达技能、工程商业思维的训练，学会利用专业技能、手段、工具去分析问题，找出核心要素与痛点，为后续综合性实践奠定过硬的专业基础。一是，艺术表达技术训练模块，包括产品设计表现技法、二维数字渲染及表现、产品模型制作等课程。学生能够参与从二维手绘表达到计算机三维表现直至实物模型展示的全阶段，实现概念创意视觉化过程；二是，专业核心理论素养模块，包含工业设计史、设计思维与用户研究、产品设计程序与方法、设计心理学等。这些理论课程提供了设计领域的知识体系和实践方法，学生可以在训练中提升发现问题和创新解决问题的能力；三是，工程及商业思维训练模块，包括材料与工艺、数字设计与制造、智能硬件与控制等课程。

2.3.3 综合提升课程群

三四年级进入综合提升课程，包括设计提升训练模块和综合提升训练模块。学生通过先前的课程培养了提出问题、分析问题的能力，该类课程群则培养了学生如何解决问题，并且学会举一反三。设计提升训练模块主要围绕生活器物、家具、展示设计、公共设施，以及文化创意产品等展开，以外观形态创意为主要训练提升方式，运用设计提升该类产品的竞争力；综合提升训练模块则以智能产品与交互设计、服务及可持续设计、健康及关怀产品设计、参数化技术为主，该类课程对象以功能创新为主要形式，综合运用各类方法调研目标用户需求，通过提出新的功能、操作方式、交互方式、运动方式等来解决问题。

2.3.4 拓展创新课程群

从大三开始，部分课程包含了以实践应用性课题和研究科研性课题为主导的实践性课程，四年级则更注重在解决问题的基础上，学会全面的、系统的、多角度的完善问题。学生通过动手实践的项目载体把多学科知识巧妙地融合起来，再通过解构与重构问题、失败案例分析等方法学会应用多学科知识，形成提出问题、分析问题、解决问题、完善问题的迭代闭环。一部分是综合能力提升课程，包括课程体系内的产品专题设计、系统设计、产品开发设计，以及必需的毕业实习和毕业设计；另一部分是课堂之外的创新创业训练模块，包括各类专业平台进行的大创训练项目、科技竞赛活动、学科前沿专题等。整体以项目、创新和解决问题为核心，运用设计思维创意方法，解决较为综合的设计问题。

跨学科交叉融合产品设计专业课程体系的重构，真正体现了产品设计以人为本的理念，突破了学科界限，实现了跨平台、多学科的深度融合、交叉的复合人才培养的教学目标[14]，全面提高了大学生以专业设计解决国计民生的综合服务能力，让学生成为内外兼修、综合能力较强的高水平设计人才[5]。

3 基于跨学科交叉融合的产品设计课程创新实践案例

此次课程创新实践以卒中疾病后遗症手部康复产品设计为例，从跨学科交叉融合的视角进行课程创新。此次课题的研究方向是健康康养产品创新研发，团队成员来自机器人、控制、电气、机械电子、产品设计等专业，围绕健康机理、健康技术、健康康养产品体验与服务设计进行教育与研究，通过对人因数据的基础研究，将它应用于健康康养、智慧康养、智慧医疗等领域，提升健康康养产业的预测性、预防性、个性化和参与性，增强用户的体验感。

课题选定后，组织学生深入医院康复科与康复医师和脑卒中患者访谈，并征得患者同意深入家庭，持续跟踪患者复健过程3 个月以上的时间，掌握一手资料，了解患者和康复医师的痛点，并将痛点转化成用户需求。同时，对各类手部康复产品的功能、操作使用情况、使用效果、用户使用体验等进行深入的了解，并查阅有关资料，熟悉脑卒中患者手部康复的原理、原则等。

第二个阶段通过对收集数据和资料进行分析，在团队老师指导下，确定产品功能（被动康复、智能可穿戴）、改善用户体验（智能操作、简单、有趣、参与性强）、明确产品技术（智能硬件、编程）、结合用户需求，明晰设计定位。通过团队合作与多学科老师指导，使学生学会分析问题。

第三个阶段则是概念设计阶段，利用综合设计技能，进行设计方案的提炼与迭代。并利用智能硬件及程序进行功能原型的测试与迭代。智能硬件为探索与研究人机对应关系的主要平台，依托于Arduino 平台开发板对手部CPM 康复流程进行模拟与对照，并从中选取出值得保留的部分，将原有不适合进行操作的部分予以优化。同时，使用游戏与康复过程相结合的方法进行设计，重点探索游戏的具体形式与形态。这个创意开发阶段不是线性的，而是不断迭代与反复的，功能原型的加入，为设计方案的实现和落地提供了基础。

最后则是通过医师和脑卒中患者的反馈，对产品的CMF 进行改善设计，改变原来医疗复健产品以黑白灰为主的配色模式，转向多色彩、趣味性的配色方案，提升用户体验。

在该产品设计优化过程中，学生在团队老师指导下，综合利用设计学知识、工程技术等跨学科交叉融合优势，进行康复产品的创新设计，提升复健产品的个性化、趣味性和参与性，颠覆和重构了传统技术和商业模式。

4 结语

产品设计专业依据社会需求，转变人才培养的策略，确定以“设计、艺术、技术、用户”为发展方向，以培养实践型、复合型、创新型、跨学科交叉型人才为目标，引入设计思维创新的方法，建立跨学科交叉融合的课程体系,满足跨学科复合交叉人才知识结构、能力结构、素质结构的要求。深入整合学科课程，构建包括基础社会人文课程群、专业技能训练课程群、综合提升训练课程群和拓展创新课程群的课程体系，以实际设计项目和设计竞赛为成果输出目标，逐步实现以项目为主的课程体系，提升学生的创新创造能力，以适应未来多变的社会需求。