PBL 結合創新模型的交通工具專業課程群建設

付志偉 王奇光

山東工藝美術學院 工業設計學院 山東省濟南市 250300

1 引言

2021 年12 月國家中央《關于深入推進世界一流大學和一流學科建設的若干意見》指出，更加突出“雙一流”建設培養一流人才、服務國家戰略需求、爭創世界一流的導向。其中強調了“拓展校企協同育人途徑，加快培養高層次緊缺急需人才，引導校企共同制定培養方案、共同招生、聯合選題、成果共享，創新構建了產教融合人才培養共同體”等一系列有關產教融合人才培養的明確要求。地方應用型設計院校最終的教學目標在于為社會提供應用復合型人才，在專業人才培養過程中，學生素質綜合性的提升，既要創新思維訓練也要進行實踐能力的拓展。從產品研發到產品運行的生命周期為載體，以校企聯合項目驅動的方式引導學生主動學習。

PBL（Project-Based Learning）由 加拿大麥克馬斯特大學首創，是一種以建立終身學習能力為目標，強調在開放情境中，以現實真實問題為基礎，以團隊為單位收集資料，發現、解決問題，培養學生專業素養和創新能力。1969 年美國神經病學教授巴羅西進行了以學習者為主導的教學改革，關注以問題為中心的學習，目前作為國際應用廣泛的一種學習方法。[1]近年來在我國推行高等教育轉型的過程中，部分高校也進行了不同程度的PBL 教學嘗試，對理論教學或實踐教學進行了改革，取得了一些成效。產教融合背景下以項目為主導的PBL 專業課程建設可以從企業實際用人需求出發，提升教學質量，企業導師進課堂的項目式教學有助于提升學生實際行業實踐經驗。

本文結合地方院校產教融合實際需求、重視基于PBL 教學的人才培養機制優化、結合創新模式的教學專業課程內容創新，建立復合型人才培養課程體系，創新教育人才培養理念,研究制定以社會需求為導向人才培養方案及定制化課堂培養模式。

2 交通工具專業課程群研究內容

2010 年工業設計學院籌建交通工具設計專業方向，2012 年正式招生，學院交通工具設計方向是山東省為數不多的綜合交通工具設計專業方向之一。獲得國際汽車設計平臺Car Design News 的商業設計認可，2020 年工業設計學院交通工具設計專業方向在全國院校的積分綜合排名首位，獲最佳院校獎。交通工具設計專業方向重點發展未來新能源交通工具設計、軌道交通設計、自動化和半自動移動產品設計、軌道交通美學設計、智能機器人造型設計等交叉學科設計。教學改革之后工業設計學院的課程，進行課程訓練目的的梳理。學生在大一的課程主要通過《設計基礎》、《設計程序與方法》等課程完成認知的編碼，在大二的階段課程學習《產品改良設計》、《產品創新設計》等課程形成設計認知的解碼，然后在大三的階段主要是《產教融合實訓》、《產教融合實踐》等一些實踐類課程。通過這些課程的系統實施，學生在完成前期的《市場學》、《心理學》、《設計管理》、《創新設計》等專業課程內容后，能夠在實踐課程中當中進行整合梳理，并且應用到實際的產教融合項目實踐當中，學生在實踐項目中可以完成一個系統的自我設計認知解碼和設計重新編碼的過程。

教學改革后學生在大三下學期進行具體專業方向的劃分，為更好的在較短時間內幫助學生快速把握交通工具專業知識體系，教師需要梳理并設計大三下學期和大四整學年交通工具專業方向課程群設置建設。同時由于交通工具專業方向本身是比較系統的專業性、復雜性、交叉性的專業學科方向，結合產教融合、校企合作協同育人的教學主旨，以項目為導向的PBL 教學模式更加適合構建交通工具設計專業課程群體系。[2]山東工藝美術學院工業設計學院交通工具專業方向課程群建設基于是創新模式下的專業課程群建設。如圖1 所示首先在大三下學期是《交通工具設計導論》、《交通工具開發》、《交通工具內飾設計》、《假期課堂》，然后在大四的整學年貫穿的是《三維綜合表現》、《畢業設計》和《畢業論文》。在《交通工具設計導論》課程中主要學習汽車發展史、汽車類別、汽車動力系統布局、車身的空間劃分等內容；在《交通工具開發》這門課程當中，主要學習的是汽車造型基因、汽車造型、語義前瞻、設計策略設計、概念車設計研究等內容；在《交通工具內飾設計》課程中主要學習的是內飾系統要求、座艙系統設計，成員的約束系統設計以及內飾零件的材料與工藝，到了暑期假期課堂的階段；教師充分引導學生利用假期課堂融合貫通前面的課程，一以貫之地進行校企聯合項目的人才培養以及暑期的企業實習,并最終進行畢業設計實踐創作。通過推進啟發式、探究式等教學方法改革和合作式、項目式、企業實操教學等培養模式綜合改革，通過專業課程群的創新設計，促進課程內容與技術發展銜接、教學過程與生產過程對接、人才培養與產業需求融合。

圖1 交通工具專業課程群授課內容

3 交通工具專業課程群建設思路

基于課程群的專業建設和學生急需短時間內掌握大量專業知識和實踐技能，課程設計通過大三上學期企業來學校進行設計主題宣講工作坊到學生暑期后進入企業實習，學校和企業之間進行導師雙軌制的校企聯合人才培養模式，在大四階段進行畢業設計校企聯合的培養并由企業指定設計主題來進行畢業設計的創作。[3]

基于教學改革，交通工具開發進行了系統課程群建設主要是基于意大利米蘭理工大學設計學院Lucia Rosa Elena Rampino教授提出的創新驅動模型，主要是美學創新、使用方式創新、意義創新和類別創新四種創新形式。[4]美學創新指的是對于產品的外形，例如色彩、形狀、尺寸以及比例大小等與外形相關的創新；使用方式創新是指產品使用方式的改變以及相對于已有同類產品的功能創新；意義創新可以視為提升情感化體驗的創新；類別創新則是關于產品原型的改變，特別是指新技術、新文化的改變產生出的新的產品原型。[5]把四個方向類別的創新應用到整體的課程群建設，如圖2 所示主要基于專業的課程群建設，基于交通工具專業方向本身的課程的復雜程度和難度，相較于其他的學科門類整合性的內容系統性、專業性、應用型內容增多。將課程內容重新進行創新模式上的分類，如美學創新教學內容有：汽車類別、汽車發展史、品牌造型研究、汽車造型基因、汽車造型語義；使用方式創新內容有：汽車動力系統布局、汽車總布局設計、座艙系統設計、內飾零件材料與工藝、車身的空間劃分、內飾系統要求、乘員約束系統要求等；意義創新內容主要有：體驗設計、前瞻設計、策略設計等;類別創新內容主要有：概念車設計研究、企業指定主題設計等等。

圖2 創新模型與交通工具專業課程群建設

從課程建設的創新模式角度出發，將交通工具設計這一復雜程度較高的專業授課內容進行有效的學科分解，課程建設能夠與企業進行對接，課程訓練更加注重綜合造型表達、人機工程、設計心理學、空間設計、材料與工藝等多個門類的交叉學科相互融合。在核心課程的進行過程中由行業企業導師進行專業輔導，將課程內容在整學年內貫穿，使學生具備專業的設計輸出和更加深入的設計表達能力。通過對于專業課程的分析，進一步細化教學內容和教學方向，形成易于專業發展、學生快速入門，深入掌握的課程群建設體系。針對四個層級的創新，進行課程門類之間的融會貫通，把多個課程門類之間的學習內容進行打散并中重新按照創新模型進行歸類的課程設置，之后交通工具專業方向則通過PBL 的教學模式，以交通工具專業2018 級的課程群建設為例，是圍繞上汽大通校企聯合實踐項目為主題進行的設計實踐。

主要的教學體系是通過課程實踐教學創作、實踐教學、項目實踐教學、行業實踐教學和社會實踐教學，形成完整的以項目為主導的教學內容和以行業實踐為主導的教學模式。在前期的課程當中是以學生為導向任務為導向的OBE 教學理念來進行展開。以2018 級交通工具專業為例，山東工藝美術學院工業設計學院交通工具專業在大三下學期和大四學年通過與上汽大通汽車有限公司設計中心進行協同育人、定制課堂項目式教學合作，促進學生掌握行業素養,校企聯合培養自2021 年5 月至2022 年6 月歷時一年多，聘請上汽大通汽車有限公司設計中心設計總監、設計師為企業導師，通過方案篩選企業資助優選方案進行畢業設計實體模型制作。

在學校導師方面以工業設計教研室主任、交通工具專業方向專業教師付志偉老師和王奇光老師為交通工具專業方向導師。如圖3 所示在課程整個的時間安排上，2021年的5 月交通工具專業方向與上汽大通汽車有限公司進行項目式教學平臺搭建，6 月企業導師進行以工作坊的形式來訪學校，并對學生進行專業指導和行業市場經驗的指導；然后7 月份進入暑期后教學團隊拜訪企業，同時進行學生初期階段的方案交流，之后進行設計暑期方案匯報；7 月份到10 月份，8名學生通過篩選進入了暑期實習階段，進行了為期三個月的暑期實習；在后期經歷企業導師的培訓以及一系列選拔，最終有兩名學生成功簽約入職上汽大通；同時4 名學生獲得企業全額資助，完成畢業設計1:4 比例的硬質實體模型的制作。這樣的專業教學流程實際上是圍繞上汽大通企業命題及用人需求的校企聯合人才培養模式。

圖3 上汽大通校企聯合培養時間規劃

4 交通工具課程群教學探索及設計案例

上汽大通汽車有限公司進行校企合作的雙導師制教學，首先上汽大通給出產學研合作課題是以Z 世代多人出行新物種的設計主題，然后允許學生在主課題下面進行創新，主要是以2030 年Z 世代成長為整個社會的主力消費群體，如圖4 所示根據未來使用場景定義的概念，通過前瞻的造型設定對未來多人出行的暢想，以創新的理念來支撐新物種概念。

圖4 上汽大通產學研合作課題

如圖5、圖6 所示，最終獲得上汽大通企業全額資助的4 位同學制作了1:4 的硬質模型，并在山東工藝美術學院美術館進行畢業設計展覽。下面介紹兩個典型的上汽大通校企合作的實踐案例及教學成果進行分享。第一位是李行健同學，設計題目為：上汽大通品牌智能化電動車設計；第二位是梁國軍同學，設計題目為：方圓之間-多人出行概念交通工具設計。

圖5 上汽大通畢業設計實體模型-1

圖6 上汽大通畢業設計實體模型-2

李行健同學的《智能化電動車設計》如圖7 所示，基于MAXUS 對2030 年交通物流運輸與多人出行進行的模塊化設計，重點對車輛系列化、使用場景、結構模塊化等進行創新。通過模塊化技術優化電動車的車輛架構，可替換的不同軸距的底盤、多樣的輪包輪轂以及各類車型的功能座艙的模塊化，設計所形成多元化的車型系列用于解決人們的物流運輸需求及多人出行需求。

圖7 李行健-上汽大通品牌智能化電動車設計

梁國軍同學的《方圓之間》如圖8 所示，基于上汽大通品牌“方·圓”空間電動MPV 設計實踐，通過設計調研、設計定位與分析、設計構思與深化等過程推導，對開放空間概念的設計應用，探討適用于多種生活狀態下的MPV 車型的新發展方向，針對自由設計師群體特征用戶，展開汽車外飾設計、創新的開放空間，配合多變的座椅配置，滿足用戶的對于工作和休閑的多元化需求。

圖8 梁國軍-方圓之間-Z 世代多人出行的概念交通工具設計

5 交通工具課程群建設成果

項目式教學以及基于創新模型的授課方法相結合將交通工具設計專業課程建設與企業人才需求對接，交通工具專業課程群將人才培養、學生實訓實習實踐、企業服務科技創新功能有機結合，促進產教融合、科教融合，通過專業課程群打造集產、學、研、轉、創、用于一體，形成互補、互利、互動、多贏的實體性人才培養創新平臺。

近年來交通工具設計專業方向師生團隊不斷加強校企聯合，教學團隊深耕協同育人,建設交通工具定制課堂，通過交通工具專業課程群，實現從造型創意繪制、實物模型制作、反向數字模型和數字加工等多個教學環節全覆蓋、全鏈條教學模式。適應地方院校注重實踐型教學人才培養，注重成果產出，以發展地方經濟、促進學生實踐能力及就業率為首要目標。通過校企合作的課程群建設以及四種創新模式為課程教學手段，將《交通工具導論》、《交通工具開發》、《交通工具內飾設計》、《假期課堂》、《畢業設計》全鏈程打通，形成較為完整的設計過程，使學生在反復迭代中理解、領會、掌握、實踐各類創新形式，通過校企雙導師制,獲得會更多行業經驗和專業性指導，為學生的就業進行專業性、有效性教學指導，尤其是就業率方面獲得了良好的成績。交通工具課程群建設精準定位人才培養目標、對接企業需求，培養具有實踐能力和創新精神的高層次應用型人才，將專業發展趨勢與市場人才需求精準匹配，課程群建設及人才培養的系統性規劃構建具有核心競爭力的專業設計人才。

交通工具專業師生設計作品在國際汽車設計聯盟、國家工信部、中國工業設計協會、山東省政府、共青團山東省委、汽車與軌道交通行業企事業單位等組織的競賽中獲得重要獎項。其中師生團隊連續7 年參加中國汽車設計大賽，累計入圍50 余人次，累計獲獎20 余項，通過大賽平臺先后與上海汽車集團股份有限公司、上汽通用五菱汽車股份有限公司、韓國現代起亞汽車集團、江蘇新日電動車股份有限公司、深圳飛豹航天航空科技有限公司、北京長城華冠汽車技術開發有限公司、上海飛諾汽車設計有限公司、山東山野特房車制造有限公司等國內外19 家公司建立了產學研合作關系，進行項目實踐教學，畢業設計課題實題占比率超過60%，畢業生專業就業率平均90% 以上，適應社會人才需求，獲得企業與社會認可。

6 教學反思

首先，隨著課程改革的推進，更加需要企業項目式教學聯合培養來快速提升學生進入行業的系統知識能力和實踐應用能力。校企聯合培養給學生從行業指導到專業實踐最終到實習就業都提供了巨大的推動作用，學生在項目中學習的積極性、主動性明顯加強。[6]

其次，線上教學需要考慮更多方式的拓展，需要增加學生整體的線上課程體驗，進一步深化線上教學的合理性和科學性。

最后，校企聯合項目是培養尤其是以PBL 為核心培養模式更加能夠全面培養、鍛煉從實際調研、目標規劃、創意設計、創作制作到設計分析等全流程的素質和能力，后續需要繼續拆解細化課程訓練內容，增強課程實踐的連貫性和實踐培養。