新工科背景下的工業設計本科人才培養模式改革研究＊

呂碩，張秦瑋

新工科背景下的工業設計本科人才培養模式改革研究＊

呂碩，張秦瑋

（北方民族大學機電工程學院，寧夏 銀川 750021）

在討論工業設計教學存在問題的基礎上，研究提出工業設計新工科的內涵，并提出工業設計需要培養學生技術、藝術、文化、商業四個領域的能力。構建知識、能力和素質三個方面的工業設計新工科人才培養標準，確定通識教育、專業教育、綜合應用教育三個模塊的工業設計新工科課程體系。從教學團隊、導師工作室、綜合設計、校企合作、服務戰略五個方面介紹了工業設計新工科實踐效果，總結了工業設計新工科發展方向。

工業設計；新工科；培養模式；課程體系

1 引言

當前，中國在一帶一路、創新驅動發展戰略指導下，為全面實現小康社會發展目標而深入改革開放，努力實現中國制造向中國創造，中國速度向中國質量和中國產品向中國品牌轉變[1]。為了實現工業設計對中國制造2025、創新驅動、高新科學技術的有效支持，必須對工業設計本科人才培養體系進行改革。目前工業設計教學存在的問題主要如下。

課程與課程之間脫節，不能形成相互映射的閉環。主要表現為藝術類課程（設計素描、設計表現、三大構成）、機械類課程（工程制圖、工程力學、機械設計基礎、工業設計工程基礎）、計算機輔助設計類課程（PS、AI、Rhino、Creo）各自為政，不能有效互補，也無法形成知識體系閉環。知識碎片化明顯，無法有效整合。

不能緊跟時代潮流，課程設置前沿性不夠?？紤]任課教師備課、上課、作業批改的習慣性、熟悉性等因素，多數教師不愿意承擔新課。和其他大多數專業一樣，符合社會發展趨勢、專業發展方向的新課無法開出，如服務設計、用戶體驗設計、創新設計思維等。

理論與實踐兩張皮，產學研融合度不高。工業設計專業課程具有明顯的課程屬性或課程類別，如技法類課程（“手繪”“計算機輔助設計”）、理論類課程（“人機工程學”“設計心理學”“工業設計概論”）。在實際本科教學過程中，往往以某一項知識點的訓練為主，而忽略工業設計綜合能力的提升。

在“中國制造2025”“互聯網+”“大眾創新、萬眾創業”等驅動下，工業設計專業必須緊盯世界創新設計發展方向，順應制造業、服務業發展趨勢，順應新科技革命和產業發展大勢，進行自我革命，改造課程體系。

2 工業設計新工科的內涵

工業設計新工科必須堅持三個面向，即面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求[2]。工業設計領域世界前沿科技主要是指人工智能、互聯網+、大數據、物聯網等新技術，工業設計領域經濟主戰場主要是指可以通過工業設計手段實現產品賦能且事關國民生計、經濟發展的有形、無形產品設計，工業設計領域面向國家重大需求主要是指利用工業設計思維、技術、方法、手段服務于國家重大需求。

工業設計新工科建設的內涵應該根據工業設計本質出發，探索符合高等學校本科人才培養體系的教學模式。根據世界設計組織對工業設計下的定義[3]，工業設計的對象包括產品、系統、服務和體驗，工業設計的手段包括策略性解決問題、創造性活動、可視化、重新解構問題，工業設計的目的包括促發商業成功、提供高質量生活、提供新的價值、提供競爭優勢。通過工業設計定義的對象、手段和目的可以得出工業設計需要培養技術、藝術、文化、商業四個領域的能力。技術是指支撐產品設計、系統設計、服務設計和體驗設計的科學技術手段，主要包括機械技術、電氣技術、信息技術、智能技術。藝術是指造型美學、材質美學、色彩美學、美學法則等審美評價。文化是指通過文化的符號、象征和載體對產品、系統、服務和體驗進行設計。商業是指利用工業設計手段、技術、方法提高產品、系統、服務和體驗的價值，增加附加值，形成競爭力，滿足市場對產品的需求。

3 工業設計新工科人才培養標準

綜合考慮《華盛頓協議》[4]、歐洲國家工程協會聯合會規定的工程師專業勝任力要求[5]、美國工程技術認證委員會標準[6]、中國工程教育認證通用標準[7]，結合工業設計在中國的實際情況，確定出北方民族大學工業設計專業人才培養工業設計新工科人才培養標準分為知識、能力和素質。知識是與工業設計相關的自然科學、工程技術、智能技術知識。具體分別為能夠應用自然科學的基本知識分析工業設計中的工程問題；能夠應用工程技術的基礎理論知識解決工業設計中的工程問題；能夠應用智能技術解決工業設計過程中的可視化表達、智能功能、智能分析、智能設計問題。

能力指問題識別和表達、工具使用、可行性評估、設計研究和影響評估。具體為能應用工業設計的基本原理識別和表達工業設計問題，能運用工業設計基本理論分析設計問題的來源，能識別和判斷工業設計問題的關鍵環節；能針對特定的需求合理地確定設計目標；具有創新思維，能夠提出工業設計的多種解決方案，并通過手繪技法、計算機輔助設計、實物模型等表現設計構思、呈現設計成果；能夠在經濟成本、工藝技術等約束條件下，對設計方案的可行性進行評價及優選；能夠運用科學原理對產品設計相關的造型、色彩、材料、人機等相關因素進行研究；掌握選擇、使用恰當技術和資源并獲取解決工業設計問題的方法；能基于工業設計相關背景知識進行合理分析、評價工業設計解決方案對社會、健康、安全、法律、文化、環境、社會可持續發展的影響。

素質指職業道德和規范、團隊意識和人際交往、有效溝通、設計管理、自主學習和終身學習。具體為具有工業設計素養，能在工業設計實踐中理解并遵守職業道德和規范；具有團隊意識和人際交往能力，能夠理解團隊不同角色的責任和作用，并能處理好個人、團隊和其他成員的關系；能夠就工業設計問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發言、清晰表達設計思想；理解設計管理的基本原理和決策方法，并能夠協調相關部門的工作；能認識不斷探索和學習的必要性，具有自主學習和終身學習的意識，掌握自主學習方法。

4 工業設計新工科課程體系

工業設計的本質為創造更合理的生存方式[8]，全面提升人的生存質量。根據工業設計新工科技術、藝術、文化、商業四個領域的能力要求，工業設計新工科知識、能力、素質人才培養標準，工業設計通識教育、專業教育、綜合應用教育三個模塊確定的工業設計新工科課程體系如圖1所示。工業設計的內涵就是通過技術、藝術、文化、商業要素間的交融，通過相互融合的方式協調平衡四者關系，從而產生新的核心競爭力。

從工業設計新工科模式可以看出，在工業設計本科教學模式設計、人才培養中，傳授設計知識首要是傳授設計思維，是教學生如何認識和評價設計問題，并且創造性地解決問題，從而誕生新的“產品”。工業設計新工科強調人文素質培養，引導學生對生活方式、生存狀態、用戶需求的觀察、分析和預測能力，培養學生判斷設計行為對社會、文化、環境影響的能力，培養學生強烈的社會責任感；強調設計實踐能力培養，基于自然科學，借助工程技術、智能技術增強學生創新水平，提升創新能力；強調文化在設計中的重要性，從生活中挖掘文化，從文化本質為人類生活進行再設計；強調商業意識的培養，讓學生理解商業對設計的驅動力，提升產品、系統、服務、體驗的價值。

需要指出的是，工業設計新工科人才培養標準的知識、能力和素質所對應的課程為主要對應課程，實際教學中每一門課程并不是僅僅培養和訓練學生單一方面的能力，而是多個方面的綜合能力。

5 工業設計新工科實踐

北方民族大學作為一所民族類院校，堅持為少數民族和民族地區服務、為國家發展戰略服務的辦學宗旨，尊重民族高等教育特點，鑄牢中華民族共同體意識。學校是培養少數民族優秀人才的重要基地，是傳承和弘揚民族優秀文化的重要基地。36年來，學校為少數民族和民族地區經濟社會發展培養了5萬余名優秀人才，他們深諳民族文化傳統，熟悉民族風俗民情，已經成為少數民族和民族地區經濟社會發展的建設者，中華民族優秀文化的弘揚和傳播者。北方民族大學工業設計專業作為寧夏回族自治區唯一公辦高等院校開設的本科專業，使命重大，意義非凡。在學校和學院的支持下，工業設計專業取得矚目的成績。近5年，獲得自治區級優秀班集體1項，自治區級五四紅旗團支部1項，自治區優秀學生干部1項，自治區級三好學生1項，校長特別獎2項等榮譽稱號。

制造業特別是機床制造業是寧夏的支柱產業，北方民族大學立足于服務地方制造業，2013年成立了具有機床設計制造的完整專業方向的機電工程學院，包括三個專業系：工業設計、機械設計制造及自動化、機械電子工程。這對工業設計專業的發展提出了立足于工業設計專業，開展智能設計、智能制造、大數據、互聯網+等，面向制造業的新工科的要求。

北方民族大學從教學團隊、導師工作室、綜合設計、校企合作、服務戰略五個方面實施工業設計新工科。教學團隊方面，學校機電工程學院成立機械基礎、機械電子、機械制造、工業設計四個教學團隊。工業設計課程由上述四個教學團隊共同承擔，各有側重，交叉融合，聯合實施。四個教學團隊構建了工業設計課程、教學團隊的矩陣式結構，發揮專業團隊優勢，集中精力重點突破，為工業設計新工科建設提供有力保障。

導師工作室方面，以學生為主體，以工作室為依托，以指導創新實踐為主要形式的綜合性實踐教學。學生通過進入導師工作室參加一系列設計實踐訓練，在導師組教師的聯合指導和培養下，使學生在專業教育上進行比較深入的理論學習并獲得解決較復雜工程問題的能力，在專業知識的系統性、寬廣度等方面得到充分的提高。學院出臺了《機電工程學院導師工作室實施方案（試行）》，成立了工業產品設計導師工作室等6個導師工作室，并開設了“導師工作室實踐”課程。近五年，工業產品設計導師工作室獲得國家級學科競賽獎項10項、省部級學科競賽獎項30余項，專利30余項，軟著10余項。

圖1 工業設計新工科課程體系

綜合設計方面，工業設計專業培養學生具有創新思維能力、設計表達能力、審美評價能力、邏輯分析能力以及人文科學素養。通過開展用戶研究與市場調查、人機工程課程設計、產品系統設計課程設計、產品模型制作實踐等課程設計和實訓課程，提高學生綜合設計的能力，加強學生綜合知識應用的能力。

校企合作方面，工業設計新工科建設離不開產學研協同，大力開展與企業的技術合作，在產學研合作中找到契合點。工業設計專業與深圳創新設計研究院、洛可可建立深度合作關系，每年送往學生赴企業實習三個月。同時，舉行學術會議和學術報告，舉辦寧夏創新設計與智能制造高峰論壇，承辦“一帶一路”創新設計與智能制造國家級高研班，開展工業設計專題培訓10余次，邀請何人可、陸長德、余隋懷、蘇建寧、劉肖健等工業設計專家來校開展學術報告。機電工程學院三個專業緊密合作開展了“數控倒立車的設計和分析”“鑄造砂箱柔性加工生產線的設計和分析”“數控液壓機床的設計和分析”等橫向課題。

服務戰略方面，北方民族大學工業設計專業確定了設計思維一個中心，人工智能、大數據兩個著力點，高端裝備、生活用品、地域產品三個產品領域，智能化、數字化、虛擬化三個發展方向，“中國制造2025”“大眾創新、萬眾創業”“互聯網+”三大國家戰略，實現工業設計專業新工科跨越式發展，工業設計新工科發展框架如圖2所示。

圖2 工業設計新工科發展框架

通過設計思維一個中心和人工智能、大數據兩個著力點實現創新設計思維與整體課程體系的有效銜接；三個領域中高端裝備依托機電工程學院雄厚的工科基礎和寧夏地區裝備制造產業，生活用品以人們日常生活起居的家電產品、數碼產品為主，地域產品以寧夏地區的枸杞、紅酒、養殖產業相關產品為主。通過開設程序設計思想與方法、電工電子技術基礎、單片機及智能硬件設計基礎、先進感知技術與物聯網、大數據技術與應用、交互設計、服務設計、互聯網產品設計實現智能化、數字化、虛擬化三大發展方向，進一步支持“中國制造2025”“大眾創新、萬眾創業”和“互聯網+”三大國家戰略。通過一個中心、兩個著力點、三個產品領域、三個發展方向、三大國家戰略環環相扣，由宏觀到微觀再到宏觀的內到外轉變，實現工業設計新工科發展框架。

6 工業設計新工科發展方向

工業設計新工科未來的發展方向由有形工業產品向一切有形和無形的產品、系統、服務、體驗轉變，由造型設計、材質設計、功能設計、人機設計向情感化設計、人性化設計、智能化設計轉變，由傳統工業設計向綠色低碳、網絡智能、超常融合、共創分享的創新設計轉變。

工程改變世界，科技創造未來，工程教育決定著人類的今天，也決定著人類的未來。技術創新提供給設計創新更大空間并推動設計創新的改革，反而設計創新必須適應技術革命。工業設計新工科以整合創新能力為導向，通過有使命感的學習，培養適應未來職業領域的設計師與設計領導者，以適應新經濟、新社會的轉型挑戰。通過設計思維在技術、藝術、文化、商業的基礎上實現思維能力、實現能力、整合能力，提升設計的創新性、可行性、表現性。

［1］宋玉書，徐佳.品牌傳播：重建中國制造的新時代形象［J］.中國地質大學學報（社會科學版），2018，18（3）：117-125.

［2］林健.面向未來的中國新工科建設［J］.清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

［3］蔡軍，李洪海.設計3.0的視角——設計管理中的設計知識結構［J］.裝飾，2016（12）：88-92.

［4］王玲，秦戎，張鳴天，等.《國際職業工程師協議》研究及我國工程師資格國際互認發展前景分析［J］.高等工程教育研究，2020（4）：34-40.

［5］林健.新工科人才培養質量通用標準研制［J］.高等工程教育研究，2020（3）：5-16.

［6］楊若凡，何倩.美國工程技術類專業認證標準對我國應用技術大學建設的啟示［J］.中國高教研究，2015（8）：87-91，106.

［7］林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準詮釋［J］.高等工程教育研究，2014（1）：12-23.

［8］柳冠中.設計是人類未來不被毀滅的“第三種智慧”［J］.設計，2013（12）：126-131.

2095－6835（2021）06－0078－04

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.06.028

寧夏高等教育教學改革項目“校企合作建設工業設計專業新工科的研究與探索”（編號：NXBJG2018073）

標準。

呂碩（1963—），男，本科，教授（高級工程師），工業設計系黨支部書記，研究方向為現代設計技術。

張秦瑋（1988—），男，碩士研究生學歷，講師，工業設計系系主任，研究方向為產品意象設計。

〔編輯：王霞〕