工業4.0時代的產品設計專業實踐教學研究

袁琛+楊清延

摘要：實踐教學是人才培養中將知識轉化為能力的關鍵環節，本文論述了工業4.0背景下的產品設計專業實踐教學的能力培養目標，對產品設計實踐教學的必要性、實踐形式進行了闡述，探討了構建實踐教學體系及改革實踐教學中存在的若干問題，并提出相應的解決的辦法。

關鍵詞：工業4.0；實踐教學；校企合作；創新

引言

產品設計是一門實踐性和創新性很強的應用學科，該專業畢業生能否很快適應設計工作崗位，關鍵在于學校是否對其實施了有效的創新與設計實踐能力的培養。創新與設計實踐能力的培養源于實踐教學，早在德國包豪斯時期的設計教育，就曾明確提出了在“干中學”的教學思想。但是，由于我國的工業設計教育起步較晚，又脫胎于傳統工藝美術教育，多數院校的實踐教學還缺乏足夠的系統性與科學性，實踐教學與理論教學脫節，與實際設計工作崗位脫節的問題還很嚴重，致使大批畢業生走上社會后因無法適應設計行業的工作能力要求被迫改行，造成了國家教育投資的巨大浪費。因此，系統合理地構建產品設計人才培養的實踐教學體系，對于改變當前工業設計教育現狀至關重要。借助工業4.0時代來臨的契機，在產品設計專業實踐教學改革中參考工業4.0的指導思想，不失為一個值得嘗試的舉措。

1工業4.0概述

工業4.0是德國首先提出，美國叫“工業互聯網”，我國叫“中國制造2025”。三者其實本質都是一樣的，核心都是智能制造。在“互聯網+”這個概念已經家戶喻曉的背景下，“大眾創業，萬眾創新”上升到國家戰略，此時又恰逢工業4.0來襲，國內開啟了“智能制造”思潮，第四次工業革命已經到來。

1.1工業4.0的特點

互聯：把設備、生產線、工廠、供應商、產品和客戶緊密地聯系在一起。數據：使產品數據、設備數據、研發數據、工業鏈數據、運營數據、管理數據、銷售數據、消費者數據共享互連。集成：利用相關技術集成通過CPS形成物聯網，使人與人、人與機器、機器與機器、服務與服務之間互聯，實現高度集成。創新：從技術創新到產品創新，到模式創新，再到業態創新，最后到組織創新。轉型：生產更加柔性化、個性化、定制化。

1.2產能過剩與互聯網結合的必然結果

全球性的產能過剩，導致企業的競爭越來越激烈，以往一款產品賣三十年的做法已經不行了，產品的升級換代必須加快步伐，產品的生命周期大大縮短了。

互聯網時代的到來，撼動了工業時代的一大基礎——信息不對稱。工業時代里，因為生產廠家無法低成本的了解每一個客戶的需求，所以往往采用一刀切的方法，就是把需求做多的性能組合到一起，成為一款產品。

而互聯網改變了這個局面，人與人，人與廠商，可以低成本的實現連接，從而讓每個人的個性需求被放大，人們越來越喜歡個性化的東西。但是個性化的東西需求量沒有那么大，這就需要工業企業能夠實現小批量的快速生產。

1.3教學本身就是一款產品

課程和教學方法，在很多方面，也能看作是一款產品。如果課程的內容和教學的方法陳舊，就會跟不上時代的步伐，最終被市場所淘汰。

2產品設計專業創新實踐教學的必要性與實際意義

通過實踐性教學的有機安排，加上教師對實踐設計課題的分析、講解和要求，增強學生對設計由課堂的理性認識向實踐項目過渡的感性認識，并在設計全過程中，鞏固課堂教學知識，獲取實踐經驗和新的知識。學生在教師的引導下，在實踐項目多重壓力下，多看、多想、多問，擴大知識面，使理論與實踐進一步更好地結合，培養分析問題、解決問題的能力。實際上設計實踐不僅僅完成設計任務和獲得經濟效益，從教學角度來講，它是課程設計的補充與延伸，是理論與實踐相結合的進一步完善。

2.1必要性

2.1.1開展實踐性教學，把專業課程與實踐性設計工程二者相結合是產品設計專業學科自身發展與完善的內在要求。專業設計課程的課堂教學與設計實踐都有其合理的內涵與現實的價值，課堂設計課題是培養學生創造思維、創新觀念的好方法。課堂設計課程往往由任課教師出一個題目，或者畫一個范圍，而學生就這一題目或范圍進行構思、設計、制作。而實踐性教學則是在課堂教學的基礎上，突出了兩點：一是加強專業技能實際訓練，把課程學習環節與校外實踐結合起來；二是加強課程中的實踐性教學環節，增加學生在實踐中運用所學知識解決實際問題的能力。二者相互結合，既使學生在專業課堂中獲取知識，又在動手實踐訓練中積累了解決實際問題的能力。實踐性產品設計教學實際上是課堂教學的延伸、發展與完善。

在國內經濟發展較快的珠江三角洲地區，各高校培養的工業設計專業人才促進了該地區的發展，而且極大地提高了“廣貨”的設計品質與產品設計開展的中心地位。通過教學與實踐設計相結合，改變傳統教學體系，加強案例教育，借鑒了先進企業的管理經驗，開闊了師生的知識視野，并增加了經濟收入，以充實教學實力，迅速提高了教學水平。

2.1.2隨著社會主義市場經濟體制的建立，產品設計在社會中的地位日益重要。迫切需要造就一大批具有系統的工業設計基礎理論知識和專業知識技能的專門人才，以更好地服務于現代化建設。產品設計專業人才應按什么模式培養已成為擺在人們面前的重要課題。而產品設計專業教育是一種應用型創新教育。這種教育的目的，主要的不是培養理論研究型人才，而是著眼于培養從事能解決實際問題的人才，這就要求在專業教育過程中必須重視實踐環節。開展與企業實踐設計工程的合作項目是地方經濟建設和社會發展的迫切需要。全國各地的工業設計公司多達百余家，但在各地方經濟發展極快的形式下，僅靠專業公司已遠遠不夠，而各高校工業設計學科擁有較多的教師與專業學生，是一股不容忽視的設計力量。高校教學與企業相結合，企業得到來自高校的技術力量，注入新鮮血液，無疑將大大提高產品競爭力與企業的知名度。這一態勢創造了一個發展的、成熟的產品設計實踐性教學的條件與環境。

2.2實際意義

從設計藝術的學科屬性來講，產品設計專業需要掌握廣泛的知識，探究性實驗以及一定的藝術性，是一門集藝術與科學的專業學科，設計藝術的應用型學科屬性，決定了專業教學必須具有很強的實踐性。通過確立以培養“創新型應用設計人才”為目標。其中，“應用”強調與生產實際的對接、融合，“創新”要求全面的素養和能力。創新型應用設計人才不僅要有以設計服務生活的能力，更要有以設計引領生活的潛力。

過去實踐教學在工科模式對設計藝術類的限制太大，純藝術模式過于松散自由的，這都不容易適應多變的社會發展形勢需要。努力探索出既符合于工科院校管理的特點，又與藝術設計專業相適應的，并利于學生創新能力發展的實踐教學體系。通過產品設計專業創新實踐教學內容體系的研究與實踐，加強本專業實踐環節和學生設計動手能力的系統化訓練，對培養學生基礎實踐能力、綜合實踐能力、創新實踐能力，適應社會對工業設計專業人才水平能力要求，提高畢業生的就業率等都有一定的現實意義。

3產品設計專業實踐教學的能力培養目標

實踐教學是將知識轉化為能力的關鍵教學環節，構建實踐教學體系首先要明確專業能力培養目標及其能力構成，以便有的放矢地設置實踐教學環節。產品設計是以工業產品創新設計為核心的一個專業，因此產品設計實踐教學的能力培養目標總體上可概括為：培養學生的產品設計實踐能力和創新能力。即通過系統的實踐教學訓練，強化設計理論教學內容，訓練基本專業技能，提高知識與技能的綜合運用能力，加深對專業、行業、社會的認識，為學生在校學習期間建立起產品設計師必備的、完整系統的能力結構，并在實踐中，逐漸將所學專業知識和掌握的能力內化為個人良好的職業素質，為學生畢業后能快速適應崗位，勝任專業設計工作打下堅實的能力和素質基礎。

總體目標又可分解成四個子目標：即通過實踐教學培養學生的公共基礎能力、專業基礎能力、專業設計能力和創新能力。

公共基礎能力主要包括：計算機及信息技術的應用能力、外語應用能力、漢語應用能力、自學能力等。

專業基礎能力主要包括：設計調研能力、設計思維能力、審美能力、設計思想及成果的表達能力（其中包括：徒手草圖繪制能力、方案效果圖表達能力、工程制圖能力、模型或樣機制作能力）、計算機輔助設計專業軟件應用能力、產品單項設計問題研究與設計能力（其中包括：產品功能結構設計、外觀造型設計、人機界面設計、造型材料設計、造型色彩設計等），以及產品設計項目策劃與管理能力。

專業設計能力包括：產品改良及新產品開發的綜合設計能力，以及與產品相關的其他專業能力。如產品包裝設計、產品展示設計、產品廣告設計等。

創新能力即具備創造意識、創造性思維能力和創造技法的應用能力。

上述各種能力共同構成了工業設計專業學生所應具備的能力結構。

4工業設計專業教育發展狀況與趨勢

國外的工業設計專業在兩次工業革命中成長起來，形成獨特的工業設計教學模式，而我國的工業設計專業起步晚，雖然發展迅速，但總體差距還很明顯。

4.1狀況

產品設計專業一般存在于工科院校與藝術院校。對于藝術院校長期以來，在“重道輕技”、“坐而論道”的傳統影響下，我國設計藝術教育中普遍存在著“重藝輕技”的問題。重視藝術表現，重在造型教育，畫圖案，“畫設計”，對所設計產品的工藝流程、材料、與客戶應對的經驗、技術統籌管理等知識的缺乏，造成設計人員更多停留在藝術感覺的審美層面，設計出的產品實用性不大或存在功能與工藝上的障礙。相比較而言，工科院校發展工業設計專業更具有優勢條件，它的多專業化有利于全面提高學生素質，培養復合型人才。但是工科院校的嚴謹陛使得工業設計專業存在著“輕藝重工”的現象，過于工科的教學模式，限制了藝術學科一定的自由性。工科院校的工業設計專業大多尚不成熟，并且帶有藝術性的產品設計專業較難成為發展的重點對象。這些都是實踐教學環節沒有幫助學生解決的問題。

目前，在全國范圍內的各大院校，都在嘗試著走設計教學與實踐相結合的道路，但是由于設計類專業起步相對較晚，學科建設相對滯后，課程體系很多借鑒于西方的傳統教育模式，加上師資隊伍、辦學條件等客觀原因，都還是比較偏重課堂教學環節，但在實際的實踐教學環節中，并沒有形成合理與完整的教學體系，特別是沒有教學層次之分，沒有系統模塊的區別，直接影響學生的設計綜合能力的提升。

適合中國國情、特色、文化的實踐教學模式尚未完善。一直以來，我國的產品設計專業實踐教學模式都是照搬國外的模式應用的，這種存在地域、文化、思想方面不同的實踐教學模式對于我們來講不能全部適用。我國的產品設計在地域上發展不均衡，自身發展并不完善，且理論教育與社會需求有偏差，針對種種問題，建立具有創造性、實踐性、符合中國特色文化特點的產品設計專業實踐教學體系一直是教育改革的重點。

4.2發展趨勢

設計實踐與專業課程的教學是相輔相成的，一方面，通過實踐環節可以鞏固學生所學的學科基本理論知識，使得基本技能得以發揮和擴展；另一方面，設計實踐結果的反饋能夠幫助我們去完善專業課程的教學體系，使其與社會發展的趨勢相結合，也使得教師在教學的過程中，不斷吸納新觀點、新方法，以發展的眼光去實施教學，這樣也有利于學生在就業后更快地融入到社會中。

設計教育問題的解決之道在于，以設計人才培養和社會需求“對接”為根本切入點，全面構建設計教育的“實踐教學體系”，以“實踐教學”為核心，融合學科屬性和現實需求，統合設計教育要素，整合設計教育資源，從而切實提高設計人才的培養質量。

全方位打造“實踐教學體系”。在實踐教學基礎設施建設方面，加強實驗中心、實驗室建設，為實踐教學提供硬件保障；在學科建設方面，積極打造以設計藝術學科為主體，文學、工學相關專業為兩翼的學科布局。在具體的教學形式上，廣泛開展涵蓋課程實踐、社會實踐、項目實踐、專業創新、素質拓展等不同層面的實踐教學。在教學視野和空間方面，重視開展國內外交流與合作，拓寬辦學視野與交流合作空間；同時重視開展社會服務，拓展服務面向，增強與實際的結合度。

5產品設計專業實踐教學的形式

5.1產品企劃及概念設計

學生主要參與企業產品前期的調研或概念設計。駐廠設計師思考模式容易受到慣性思維的局限，學生提供給企業的不一定是能直接生產的產品，但是卻能為企業提供大量富有創造力的新思維、新概念，企業可以從這些21世紀主人們的所思所想中發現未來工業產品的潮流趨向。一些注重產品長線開發，要求領先市場，并且在產品前期愿意大力投入的企業會采用這種產學研形式，比如日本百利達公司、廣東TCL等就和國內一些高校建立了這樣的合作關系。

5.2產品開發、設計研究

與主要由學生參與的概念設計不同，產品開發及設計研究是以教師為主體帶領學生與企業進行橫向項目合作，其成果直接應用于實際生產。近年興起的“工作室”就是其中一種比較典型的形式，成為產品設計實踐教學的重要途徑。由于課題來源自企業，學生可以深入了解與設計相關的生產各環節。很多學生通過這種開放式的實踐訓練，大大提高了解決問題的能力，并成為用人單位優先考慮的對象。

5.3設計競賽

近年來各企業對產品設計的重視意識大大增強，企業舉辦的面向高校為主的設計競賽活動此起彼伏。2007年社會各企業舉辦的產品設計大賽就有恒通汽車設計競賽、大顯通信手機設計賽、華帝設計競賽等。各高校學生參賽面廣，提交作品質量高，很多企業還從中選拔獲獎者優先進入企業工作，這些都反映出工業設計專業教育實踐性強、社會文化特征突出的特點。此外，產品設計實踐教學形式還有：學生到企業進行設計實習；企業聘請工業設計知名學者擔任設計顧問，為企業產品開發決策和設計風格的確立提供咨詢和建議等。

6產品設計專業實踐教學的改革措施

6.1對學生做好正確引導，理論與實踐并重

如何把“課題”與產品設計實踐教學結合好，是一個需要反復探討的命題，尤其是面對很多學生急迫希望直接面向市場的心理，以“課題”為中心的同時教師要特別注意做好引導，避免學生可能出現的重實踐、輕理論、專業素質和修養不夠扎實從而走不遠的現象。把實際課題作為實踐教學內容時，首先是觀念上的引導，要讓學生明確實題虛題、理論實踐都是專業學習過程中必不可少的環節。其次是實踐課程內容上的引導，例如在讓學生做手機面板的課題時，可以把認知理論、符號學、色彩與心理、不同行業產品的風格特點等一系列設計學中較為抽象而又重要的理論結合起來，課程完成后還要進行系統總結。這樣的話，以課程為綱領、課題為內容，使學生體會到理論對設計的重要指導作用，從而促進他們自覺地加強文化理論的學習。

6.2合理安排產品設計實踐教學的不同形式與教學的結合

對工業設計學科而言，一系列螺旋式上升的產品設計課程是重點。實踐教學要安排好時間先后、與不同階段的課程切入、不同形式的結合。例如：產品企劃及概念設計中，學生在課程（課題）中完成的是市場調研、分析、概念設計這一部分，很多時候提交的成果是調研報告和一批表現概念的方案圖，那么該類型的課題可安排在二年級下學期開始。并且，可以把產品設計競賽列進中高年級的產品設計課程中，把競賽課題作為設計課題。因為競賽命題貼合企業需要，能夠反映出某行業特點，并且很多競賽并不只是要一紙效果圖，而是包括從方案到模型的完成整個過程，這也是符合產品設計規律的，對學生是一種很好的鍛煉。企業橫向課題、學生進入工作室形式的產學研活動可以和產品設計改良、產品設計開發、系統設計這些課程緊密結合起來，同時也為畢業設計提供了很好的課題。

6.3圍繞實踐課題實現學科知識體系化

工業設計學科中設計類課程和工程技術類課程是兩大塊專業內容。很多高校工程類課程由工程類教師上，教材也使用一般工程類教材，學生很難找到技術與設計的結合點，因此，普遍對工程類課程興趣不高，那么可以把實踐課題作為一個支撐點，把這兩大塊內容統一到實踐課題中來，使其取得延續性，這樣學生知識結構的體系性和完整性便得以加強。廣州美術學院在實踐教學方面頗具特色，它與廣州體育學院合作“2008年北京奧運運動鞋創意設計”活動，大膽地按照課題內容跨行業、跨校際選擇課程指導教師，如體育學院的運動生理學教授、綜合大學材料學的材料專業學者、醫學院的專家等。學生對產品設計的復雜性、深刻性的理解是以往單純課堂教學所不能達到的。這種圍繞實踐課題所做的嘗試不僅實現了工程技術類與設計類課程之間的交叉，而且實現了跨校際、跨學科、優勢互補，對工業設計實踐教學改革富有啟迪意義。

7產品設計專業實踐教學改革階新嘗試——以廣州大學華人軟件學院產品設計專業一廣州鴻進實業有限公司的校企合作模式為例

長期以來，校企合作一直是高校實踐教學實施的一個重要手段。在全國眾多高校的校企合作項目中，涌現出大批頗有建樹的成果，但也不排除部分高校的校企合作項目流于形式，沒有實際意義，浪費了教育資源和企業資源。造成這種現象的原因，一方面來自高校和企業自身的發展因素制約，另一方面則來自于校企合作本身不是一件簡單的工作。它需要相關工作人員努力尋找到一條既適應某個特定高校，又適應與之合作的企業的校企合作道路，不能千遍一律。

基于工業4.0思維的指引，廣州大學華軟軟件學院產品設計專業與廣州鴻進實業發展有限公司嘗試了一種較為先進的校企合作模式，并取得良好的效果，為該高校的實踐教學改革提供了更多的思路，也為該企業的生產運營模式的升級提供了條件。

廣州大學華軟軟件學院一直以來非常重視實踐教學的實施，在校企合作方面已經取得了眾多的成果。產品設計專業作為該校的新設專業，在學院原有基礎的支持下，大膽尋求實踐教學改革的突破點，多方調研并與合作企業開展實質性的生產研究，慢慢形成了此項目的創新優勢。

廣州鴻進實業發展有限公司的業務以家具、燈飾設計制作為主，該公司既有產品外形設計，產品結構設計，生產工藝設計等服務，又有新產品開發研發，家具制造技術創新，家具制造業培訓等業務。

該校企合作項目的創新點在于以下幾點：

7.1用市場考核學生的專業能力

學生在校內完成專業基礎知識后直接參與企業真實項目實踐生產活動，用市場考核學生的專業能力。企業對學生在實訓實習時完成的合格作品，都給予客觀的金錢回報，在實訓期間，根據業績，部分學生能取得千元以上的周薪。這種按件計酬的激勵機制，激發了學生對生產實訓的熱情和興趣，大大提高了學生的學習積極性。而學生的報酬，取決于他們的設計作品是否能吸引到訂單。學生們同時參與生產實訓，收入豐厚的同學也激發了收入低或沒收入的同學認真學習，改進技藝的動力。

7.2“聽話”的學生。少走“彎路”

企業設有專業人員及時調查和收錄世界各地家具設計新潮流和市場新趨勢，提煉和預測市場走勢，直接將提煉和預測的結果轉達參與實踐生產實習實訓的學生，并要求他們根據預測結果進行有方向性的設計生產，讓學生在“聽話”的設計生產中，體會企業人員捕捉市場的經驗，從而達到少走“彎路”的目的。這一舉措雖然限制了學生的設計創意，但能讓他們的設計更貼近市場，更符合實際，從而能提高學生的自信心和工作效率。最重要的，是學生能從“聽話”的設計生產中，悟到捕捉市場的方法，避免學生為了創意而創意，忽視了市場的需求，少做無用功，少走“彎路”，這也是工業4.0思維的一個體現。

7.3海量產品樣板，有訂單再生產，規避生產風險，降低生產成本

企業每年接收的實訓學生高達80人次，人均實訓時長累計超過160小時。學生們平均20小時出一份作品，設計作品合格率約65%，初步投產率約10%，最終投產率約25%。也就是說，學生的實訓作品，有四分之一最終能在市場上買到，這對于未畢業的學生是難能可貴的經歷，而這個結果，歸功于學生海量的產品設計樣板。但如此海量的產品樣本，怎能保證企業的營收呢？原來，企業將學生的合格作品通通擺上國際互聯網，在吸引到客戶下單前，先不投入生產。再有客戶有購買意向后，再制作樣板，溝通改進后得出最終設計圖，客戶下單，車間再按單生產，有效規避了生產風險，大大降低了生產成本。這種生產銷售模式，也是受到工業4.0思維影響的結果。

7.4規范統一的生產工藝，避免學生設計“紙上談兵”

學生海量的設計圖樣，能在客戶需要時，及時生成樣板，方便修改，并最終能順利投產，歸公于企業有統一規范的生產工藝，每個構件、板材、和油漆的色澤，都有標準要求。學生在設計的過程中，每個細節都必須按照企業現有的工藝標準進行設計，從而便于實際生產。這讓學生在設計產品外觀和使用功能的同時，能充分了解到生產技術和工藝，為將來進一步的技術研發和工藝改良打下堅實基礎，避免學生的設計“紙上談兵”空有其表。

8結語

在工業4.0理念的指導下，產品設計專業實踐教學的特點和形式需要不斷求新突破，在實踐過程和改革探索中發現問題、解決問題。面對學生工程知識不足，缺乏技術開發的拓展能力，我們應當大力借助互聯網的優勢，秉持工業4.0的理念，來改進我們的教學模式。只有真正與當下的市場接軌，才能使我們的實踐教學符合企業廠家對產品設計的研發和生產需求。工業4.0時代需要大量與時俱進并具有實踐能力的工業設計人才，而這一類人才的培養在于迎合時代潮流教育，尤其需要能啟迪智慧又結合實踐動手的教育模式。只有這樣，我們的實踐教學才能與工業4.0時代發展相適應。