基于跨學科交叉融合的產(chǎn)品設(shè)計課程創(chuàng)新研究

李普紅 代書琪 林楓然

（齊魯工業(yè)大學（山東省科學院）藝術(shù)設(shè)計學院，濟南 250353）

當前的科技革命推動了產(chǎn)業(yè)的升級和新產(chǎn)品的創(chuàng)新，對產(chǎn)品設(shè)計人才提出了新的要求，即培養(yǎng)具有厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)的復合型人才[1]。近年來，斯坦福大學D.School 設(shè)計學院為各類學生開設(shè)有關(guān)設(shè)計與創(chuàng)造力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、社會商業(yè)等方面相結(jié)合的課程，促進設(shè)計與工程科技、人文藝術(shù)、商業(yè)創(chuàng)新的跨學科融合教學體系，以設(shè)計思維為基礎(chǔ)，應(yīng)用多學科合作的工作模式去解決實踐中的問題[2]。國內(nèi)許多設(shè)計類知名大學也充分利用了各自的教學資源與平臺，創(chuàng)新與融合跨學科設(shè)計教學體系，搭建“交織與融合”為特色的教育教學設(shè)計體系，形成了以“產(chǎn)品設(shè)計”為中心、多個關(guān)聯(lián)設(shè)計領(lǐng)域為支撐的特色“大設(shè)計”教育教學研究格局[3-4]。因此，產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)迎合技術(shù)變革的趨勢，積極融入科教融合理念，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)目標為“實踐型、復合型、創(chuàng)新型”人才，開展課程改革和探索。

1 產(chǎn)品設(shè)計課程存在的問題

1.1 課程目標相對單一

產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)多設(shè)置在藝術(shù)類或綜合類院校的藝術(shù)設(shè)計學院，課程的主要目標是進行設(shè)計專業(yè)技能的培養(yǎng)，只針對單一課程專業(yè)內(nèi)容進行講授。大部分課程作為單獨的課程授課，存在課時少、知識不夠深入、課程之間缺乏聯(lián)系和融合、容易形成學科壁壘等問題，導致學生眼界和格局受限，且課程目標未針對時代的發(fā)展進行調(diào)整與創(chuàng)新，缺乏實踐能力的培養(yǎng)。因此，目前產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)課程目標單一，亟需創(chuàng)新。

1.2 課程結(jié)構(gòu)缺乏銜接性

課程的縱向結(jié)構(gòu)與橫向結(jié)構(gòu)的分離導致了課程安排不連貫。在一些藝術(shù)院?；蚋咝Ｋ囆g(shù)專業(yè)中存在課程定位不明確、排序混亂的問題，特別是在專業(yè)課程之間，以及理論課程與實踐課程之間缺乏良好地銜接。課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容與實際需求嚴重脫節(jié)，呈現(xiàn)出的結(jié)果是課程的基本結(jié)構(gòu)支離破碎[6]。

1.3 課程內(nèi)容缺乏學科融合性

產(chǎn)品設(shè)計是一門綜合性、多門類知識交叉的學科，涉及諸如市場營銷學、人類學、美學、人機工學、機械與電氣等工程科學等知識，課程內(nèi)容要涵蓋工程、藝術(shù)、商業(yè)等多個方面，但是目前產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)在課程內(nèi)容的設(shè)置上只局限于產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的專業(yè)知識，缺乏與其他學科知識的融合性。課程內(nèi)容若能從學科融合角度出發(fā)，可能會彌補原有知識體系的缺口，成為連接學科知識的紐帶，推進學科的整體融合與革命性變革。面對技術(shù)知識可以傳授而創(chuàng)作能力只能啟發(fā)的事實，課程的內(nèi)容選擇應(yīng)體現(xiàn)出交叉融合性[6]。

2 基于跨學科交叉融合的產(chǎn)品設(shè)計課程創(chuàng)新思路

2.1 創(chuàng)新課程目標

產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)依托于綜合性大學科研創(chuàng)新平臺，應(yīng)加強專業(yè)建設(shè)與產(chǎn)學研融合，以國家重大需求為導向，服務(wù)于地區(qū)新舊動能的轉(zhuǎn)換需求。因此，產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)人才應(yīng)具備扎實的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)技能及理論基礎(chǔ)，掌握綜合設(shè)計的應(yīng)用能力、創(chuàng)新設(shè)計思維、先進設(shè)計理念及一定的設(shè)計研究能力。此外，還需具有開闊的國際視野、敏銳的商業(yè)頭腦、穩(wěn)定的人文社會科學基礎(chǔ)、良好的團隊合作精神及社會責任感，能夠適應(yīng)不斷變化的經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)格局的應(yīng)用型人才[6-8]。

培養(yǎng)目標由單一的掌握綜合設(shè)計技能和先進設(shè)計理念，向具備創(chuàng)新設(shè)計思維、開闊國際視野、敏銳商業(yè)頭腦等綜合能力轉(zhuǎn)變，更為重要的是作為創(chuàng)新整合設(shè)計師，需要學會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。根據(jù)培養(yǎng)目標的變化，跨學科交叉融合的創(chuàng)新課程體系將設(shè)計學科與工科、商科等專業(yè)相融合，將商業(yè)模式創(chuàng)新融合于設(shè)計價值創(chuàng)造中，用系統(tǒng)思維思考產(chǎn)品體系創(chuàng)新，拓寬設(shè)計思維，加深對市場需求等方面的理解，運用各類工程技術(shù)解決設(shè)計方案問題，提升產(chǎn)品設(shè)計的落地水平，增強創(chuàng)新創(chuàng)造及項目的落地能力。

2.2 創(chuàng)新課程結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)致力于培養(yǎng)實踐型、復合型、創(chuàng)新型、多學科交叉型人才，以適應(yīng)社會的發(fā)展。借鑒“知識、能力、價值”目標的理念，建立產(chǎn)品設(shè)計多學科交叉融合型人才的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的目標[9-10]，具體內(nèi)容如表1 所示。

表1 產(chǎn)品設(shè)計師知識結(jié)構(gòu)

知識結(jié)構(gòu)：跨學科融合教學將設(shè)計、藝術(shù)、商業(yè)、技術(shù)和社會等學科知識融入課程體系，引導學生突破專業(yè)知識，養(yǎng)成發(fā)散性思維。在此過程中，整合其他學科理論知識，使學生洞察社會現(xiàn)狀，挖掘用戶需求，界定設(shè)計問題，提出解決方案并執(zhí)行設(shè)計過程。

能力結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品設(shè)計跨學科課程體系拓寬了設(shè)計思維，讓學生能夠深入理解工程知識和市場需求，提升學生的藝術(shù)表達、創(chuàng)新、問題分析、溝通和執(zhí)行等能力。學生可以運用設(shè)計思維創(chuàng)新的方法，組成跨學科團隊，提高產(chǎn)品設(shè)計的實踐能力。

素質(zhì)結(jié)構(gòu)：培養(yǎng)學生具備人文素養(yǎng)、心理素質(zhì)和道德品質(zhì)，提高專業(yè)素養(yǎng)和活躍設(shè)計思維，增強表達和共情能力，以及創(chuàng)新合作精神。

通過知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)三個目標的培養(yǎng)，拓寬學生的人文素養(yǎng)、開闊國際視野、強化設(shè)計創(chuàng)新能力、培養(yǎng)敏銳的商業(yè)頭腦、提升工程實踐能力、聚焦社會熱點問題、促進團隊合作，助推“應(yīng)用型、復合型、創(chuàng)新型”人才的培養(yǎng)，使之適應(yīng)不斷變化的經(jīng)濟形勢和產(chǎn)業(yè)格局。

2.3 創(chuàng)新課程內(nèi)容

在深入整理公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)技能課程、工程及商業(yè)訓練課程、專業(yè)提升課程、專業(yè)綜合課程和集中性實踐課程后，形成了較為完整的跨學科交叉融合課程內(nèi)容，應(yīng)體現(xiàn)以人為本的設(shè)計理念，突破學科界限，滿足社會對人才培養(yǎng)的新要求[11-13]。以“適應(yīng)、遞進、需求、適用”為基本要求，修訂教學內(nèi)容與計劃，重新思考與構(gòu)建課程群，在課程配置與內(nèi)容上進行融合與創(chuàng)新，其中包含基礎(chǔ)社會人文層次、專業(yè)技能訓練層次、綜合提升層次及拓展創(chuàng)新層次，構(gòu)建適應(yīng)藝術(shù)設(shè)計專業(yè)學生的創(chuàng)新課程體系內(nèi)容，如圖1 所示。

圖1 交叉融合課程體系

2.3.1 基礎(chǔ)社會人文課程群

一年級采用設(shè)計專業(yè)通識類課程培養(yǎng)。構(gòu)建基礎(chǔ)的社會人文類課程群，即公共基礎(chǔ)模塊及專業(yè)基礎(chǔ)素養(yǎng)模塊等。公共基礎(chǔ)模塊：外語課、體育勞動等人文社科素養(yǎng)課程，以及信息檢索、創(chuàng)業(yè)教育與就業(yè)指導等發(fā)展規(guī)劃素養(yǎng)課程。專業(yè)基礎(chǔ)素養(yǎng)模塊：藝術(shù)概論、設(shè)計基礎(chǔ)、素描、速寫等課程。從一年級起，學生開始接受人文、藝術(shù)與創(chuàng)業(yè)精神的培訓，學會主動提出問題與切實表達個人的構(gòu)想，而不是僅僅停留在被動接收知識的層面。例如，圖2 為“速寫”課程，學生在掌握速寫知識與技巧后，提出個人對汽車內(nèi)飾座椅設(shè)計的構(gòu)思。在此過程中，學生學會如何從理解人類行為、社會動態(tài)、文化多樣性的角度去思考問題、提出問題，使之具備以人為本的設(shè)計理念與獨立思考的能力。

圖2 “速寫”課程：汽車內(nèi)飾座椅構(gòu)思

2.3.2 專業(yè)技能訓練課程群

在基礎(chǔ)人文啟蒙素養(yǎng)結(jié)束后，進入二三年級培養(yǎng)。學生在此前人文、藝術(shù)、創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)訓練上，繼續(xù)加強與加深人文理論素養(yǎng)、藝術(shù)表達技能、工程商業(yè)思維的訓練，學會利用專業(yè)技能、手段、工具去分析問題，找出核心要素與痛點，為后續(xù)綜合性實踐奠定過硬的專業(yè)基礎(chǔ)。一是，藝術(shù)表達技術(shù)訓練模塊，包括產(chǎn)品設(shè)計表現(xiàn)技法、二維數(shù)字渲染及表現(xiàn)、產(chǎn)品模型制作等課程。學生能夠參與從二維手繪表達到計算機三維表現(xiàn)直至實物模型展示的全階段，實現(xiàn)概念創(chuàng)意視覺化過程；二是，專業(yè)核心理論素養(yǎng)模塊，包含工業(yè)設(shè)計史、設(shè)計思維與用戶研究、產(chǎn)品設(shè)計程序與方法、設(shè)計心理學等。這些理論課程提供了設(shè)計領(lǐng)域的知識體系和實踐方法，學生可以在訓練中提升發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)新解決問題的能力；三是，工程及商業(yè)思維訓練模塊，包括材料與工藝、數(shù)字設(shè)計與制造、智能硬件與控制等課程。

2.3.3 綜合提升課程群

三四年級進入綜合提升課程，包括設(shè)計提升訓練模塊和綜合提升訓練模塊。學生通過先前的課程培養(yǎng)了提出問題、分析問題的能力，該類課程群則培養(yǎng)了學生如何解決問題，并且學會舉一反三。設(shè)計提升訓練模塊主要圍繞生活器物、家具、展示設(shè)計、公共設(shè)施，以及文化創(chuàng)意產(chǎn)品等展開，以外觀形態(tài)創(chuàng)意為主要訓練提升方式，運用設(shè)計提升該類產(chǎn)品的競爭力；綜合提升訓練模塊則以智能產(chǎn)品與交互設(shè)計、服務(wù)及可持續(xù)設(shè)計、健康及關(guān)懷產(chǎn)品設(shè)計、參數(shù)化技術(shù)為主，該類課程對象以功能創(chuàng)新為主要形式，綜合運用各類方法調(diào)研目標用戶需求，通過提出新的功能、操作方式、交互方式、運動方式等來解決問題。

2.3.4 拓展創(chuàng)新課程群

從大三開始，部分課程包含了以實踐應(yīng)用性課題和研究科研性課題為主導的實踐性課程，四年級則更注重在解決問題的基礎(chǔ)上，學會全面的、系統(tǒng)的、多角度的完善問題。學生通過動手實踐的項目載體把多學科知識巧妙地融合起來，再通過解構(gòu)與重構(gòu)問題、失敗案例分析等方法學會應(yīng)用多學科知識，形成提出問題、分析問題、解決問題、完善問題的迭代閉環(huán)。一部分是綜合能力提升課程，包括課程體系內(nèi)的產(chǎn)品專題設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計，以及必需的畢業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計；另一部分是課堂之外的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練模塊，包括各類專業(yè)平臺進行的大創(chuàng)訓練項目、科技競賽活動、學科前沿專題等。整體以項目、創(chuàng)新和解決問題為核心，運用設(shè)計思維創(chuàng)意方法，解決較為綜合的設(shè)計問題。

跨學科交叉融合產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)課程體系的重構(gòu)，真正體現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計以人為本的理念，突破了學科界限，實現(xiàn)了跨平臺、多學科的深度融合、交叉的復合人才培養(yǎng)的教學目標[14]，全面提高了大學生以專業(yè)設(shè)計解決國計民生的綜合服務(wù)能力，讓學生成為內(nèi)外兼修、綜合能力較強的高水平設(shè)計人才[5]。

3 基于跨學科交叉融合的產(chǎn)品設(shè)計課程創(chuàng)新實踐案例

此次課程創(chuàng)新實踐以卒中疾病后遺癥手部康復產(chǎn)品設(shè)計為例，從跨學科交叉融合的視角進行課程創(chuàng)新。此次課題的研究方向是健康康養(yǎng)產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)，團隊成員來自機器人、控制、電氣、機械電子、產(chǎn)品設(shè)計等專業(yè)，圍繞健康機理、健康技術(shù)、健康康養(yǎng)產(chǎn)品體驗與服務(wù)設(shè)計進行教育與研究，通過對人因數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)研究，將它應(yīng)用于健康康養(yǎng)、智慧康養(yǎng)、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域，提升健康康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的預測性、預防性、個性化和參與性，增強用戶的體驗感。

課題選定后，組織學生深入醫(yī)院康復科與康復醫(yī)師和腦卒中患者訪談，并征得患者同意深入家庭，持續(xù)跟蹤患者復健過程3 個月以上的時間，掌握一手資料，了解患者和康復醫(yī)師的痛點，并將痛點轉(zhuǎn)化成用戶需求。同時，對各類手部康復產(chǎn)品的功能、操作使用情況、使用效果、用戶使用體驗等進行深入的了解，并查閱有關(guān)資料，熟悉腦卒中患者手部康復的原理、原則等。

第二個階段通過對收集數(shù)據(jù)和資料進行分析，在團隊老師指導下，確定產(chǎn)品功能（被動康復、智能可穿戴）、改善用戶體驗（智能操作、簡單、有趣、參與性強）、明確產(chǎn)品技術(shù)（智能硬件、編程）、結(jié)合用戶需求，明晰設(shè)計定位。通過團隊合作與多學科老師指導，使學生學會分析問題。

第三個階段則是概念設(shè)計階段，利用綜合設(shè)計技能，進行設(shè)計方案的提煉與迭代。并利用智能硬件及程序進行功能原型的測試與迭代。智能硬件為探索與研究人機對應(yīng)關(guān)系的主要平臺，依托于Arduino 平臺開發(fā)板對手部CPM 康復流程進行模擬與對照，并從中選取出值得保留的部分，將原有不適合進行操作的部分予以優(yōu)化。同時，使用游戲與康復過程相結(jié)合的方法進行設(shè)計，重點探索游戲的具體形式與形態(tài)。這個創(chuàng)意開發(fā)階段不是線性的，而是不斷迭代與反復的，功能原型的加入，為設(shè)計方案的實現(xiàn)和落地提供了基礎(chǔ)。

最后則是通過醫(yī)師和腦卒中患者的反饋，對產(chǎn)品的CMF 進行改善設(shè)計，改變原來醫(yī)療復健產(chǎn)品以黑白灰為主的配色模式，轉(zhuǎn)向多色彩、趣味性的配色方案，提升用戶體驗。

在該產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化過程中，學生在團隊老師指導下，綜合利用設(shè)計學知識、工程技術(shù)等跨學科交叉融合優(yōu)勢，進行康復產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計，提升復健產(chǎn)品的個性化、趣味性和參與性，顛覆和重構(gòu)了傳統(tǒng)技術(shù)和商業(yè)模式。

4 結(jié)語

產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)依據(jù)社會需求，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)的策略，確定以“設(shè)計、藝術(shù)、技術(shù)、用戶”為發(fā)展方向，以培養(yǎng)實踐型、復合型、創(chuàng)新型、跨學科交叉型人才為目標，引入設(shè)計思維創(chuàng)新的方法，建立跨學科交叉融合的課程體系,滿足跨學科復合交叉人才知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求。深入整合學科課程，構(gòu)建包括基礎(chǔ)社會人文課程群、專業(yè)技能訓練課程群、綜合提升訓練課程群和拓展創(chuàng)新課程群的課程體系，以實際設(shè)計項目和設(shè)計競賽為成果輸出目標，逐步實現(xiàn)以項目為主的課程體系，提升學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，以適應(yīng)未來多變的社會需求。