工業(yè)設(shè)計類課程教學(xué)改革模式探析

摘 要：在智能制造業(yè)迅速發(fā)展的背景下，工業(yè)設(shè)計類課程教學(xué)改革正經(jīng)歷著顯著的變化，文章在此背景下綜合探討了智能制造技術(shù)對工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域所帶來的影響，并對技術(shù)發(fā)展、市場需求的演變以及人才培養(yǎng)的新標準進行分析；提出具體的教學(xué)改革策略，通過實際案例的引用，對教學(xué)模式的改革進行探析。工業(yè)設(shè)計類課程教學(xué)模式的改革，對工業(yè)設(shè)計專業(yè)教學(xué)方式創(chuàng)新、新時代工業(yè)設(shè)計人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提供一定的實踐參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計 智能制造 課程教學(xué) 翻轉(zhuǎn)課堂

1 緒論

工業(yè)設(shè)計是一個綜合性學(xué)科，涉及產(chǎn)品功能、外觀、結(jié)構(gòu)、材料、制造、人性化和可持續(xù)性等多個方面[1-2]。工業(yè)設(shè)計類課程包括汽車設(shè)計原理、汽車造型設(shè)計、汽車工程基礎(chǔ)、人機工程學(xué)、汽車內(nèi)飾設(shè)計、汽車材料學(xué)、汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計、汽車模型制作、計算機輔助汽車設(shè)計、汽車設(shè)計史、新能源汽車設(shè)計、交通設(shè)計等課程。智能制造將制造系統(tǒng)與高度智能化的系統(tǒng)集成在一起，以提高制造業(yè)的可靠性。工業(yè)設(shè)計類課程充分體現(xiàn)跨學(xué)科特性，其課程模式改革可以將智能制造技術(shù)與工業(yè)設(shè)計課程融合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐操作[3-4]。傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計專業(yè)課程教學(xué)側(cè)重理論知識和手繪技巧，而智能制造技術(shù)的發(fā)展要求學(xué)生掌握更多的數(shù)字化工具和軟件。教學(xué)改革模式需要將技術(shù)與設(shè)計相結(jié)合，提供更多的實踐機會和項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)，使學(xué)生能夠?qū)⒅悄苤圃旒夹g(shù)應(yīng)用于實際設(shè)計項目中，通過開放式問題分析、研討性思維訓(xùn)練等方式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新意識[5-6]。

2 課程教學(xué)存在的不足

在過去多年的發(fā)展歷程中，中國的工業(yè)設(shè)計專業(yè)經(jīng)歷了探索與發(fā)展，逐步建立學(xué)科知識體系。目前，許多地方院校的工業(yè)設(shè)計人才培養(yǎng)呈現(xiàn)出專業(yè)細分、基礎(chǔ)教學(xué)形式化、實踐環(huán)節(jié)虛擬化和知識傳授碎片化的特點[7]。盡管近年來許多高校在工業(yè)設(shè)計專業(yè)教學(xué)模式改革上取得了一定成效，使得現(xiàn)有教學(xué)模式較過去得到顯著提升，但相較于培養(yǎng)具備多樣化創(chuàng)新能力的人才的目標，目前教學(xué)模式仍有進步余地。因此，工業(yè)設(shè)計專業(yè)在人才培養(yǎng)方面仍面臨一些緊迫問題，需要進一步研究和改善。課程教學(xué)模式需要更強調(diào)學(xué)科交叉、多主體間的協(xié)同創(chuàng)新，促進培養(yǎng)能夠適應(yīng)工業(yè)設(shè)計發(fā)展前沿趨勢的高級專門人才。

2.1 理論與實際聯(lián)系不夠緊密

當前，工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生普遍面臨著理論課程負擔(dān)過重的問題，課程內(nèi)容繁多，導(dǎo)致學(xué)生被動學(xué)習(xí)，缺乏興趣和動手實踐的機會。教學(xué)方法陳舊和實踐環(huán)節(jié)重視不夠，進一步惡化了這一問題，使得學(xué)生難以將所學(xué)理論有效地轉(zhuǎn)化為實際操作能力，進而導(dǎo)致他們的能力與社會需求不匹配，增加了就業(yè)壓力[8]。同時，實踐環(huán)境、設(shè)施和基地不夠完善，以及教師教學(xué)經(jīng)驗不足，也限制了學(xué)生實踐能力的發(fā)展。實際崗位工作強調(diào)實踐能力的重要性，要求將理論與實踐緊密結(jié)合，但目前許多高校的工業(yè)設(shè)計專業(yè)仍以理論講授為主，實踐課程深度不足，專業(yè)實習(xí)和訓(xùn)練往往生產(chǎn)體驗不夠[9]。因此，改革教學(xué)內(nèi)容和方法，加強實踐環(huán)節(jié)的建設(shè)，提高教師的實踐指導(dǎo)能力，是解決理論與實際聯(lián)系不夠緊密問題的關(guān)鍵[10]。

2.2 難以滿足智能制造產(chǎn)業(yè)需求更新

科技進步和市場需求的變化，促使工業(yè)設(shè)計課程教學(xué)改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)向更加靈活、多元和全面的人才培養(yǎng)。智能制造領(lǐng)域的技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的教學(xué)模式在知識更新、技術(shù)實踐和跨學(xué)科整合方面存在一定的滯后性。智能制造對實踐操作和技術(shù)應(yīng)用能力提出更高的要求，傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計教學(xué)過于理論化，缺乏完備的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生缺乏對先進技術(shù)原理的理解以及對智能制造設(shè)備操作規(guī)程的了解不足，導(dǎo)致設(shè)計產(chǎn)品功能與實際操作脫節(jié)。此外，傳統(tǒng)教學(xué)模式抑制了學(xué)生創(chuàng)新力和創(chuàng)造力的發(fā)展，難以應(yīng)對現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計所面臨的多元挑戰(zhàn)。智能制造技術(shù)的不斷進步，要求工業(yè)設(shè)計課程教學(xué)注重持續(xù)學(xué)習(xí)和適應(yīng)性能力的培養(yǎng)。教學(xué)改革模式應(yīng)鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)，提供更多的學(xué)習(xí)資源和機會，以適應(yīng)快速變化的技術(shù)和市場需求[11]。課程教學(xué)內(nèi)容要與智能化、數(shù)字化和人工智能等前沿技術(shù)相結(jié)合，培養(yǎng)能夠適應(yīng)市場需求和技術(shù)發(fā)展的專業(yè)素養(yǎng)人才。

3 教學(xué)模式改革思路

為了使學(xué)生能夠在未來社會更好地投身于設(shè)計領(lǐng)域，并在個人發(fā)展和職業(yè)生涯中持續(xù)進步，教育者應(yīng)當激勵學(xué)生培養(yǎng)對學(xué)習(xí)和知識追求的熱情。工業(yè)設(shè)計教育的核心目標應(yīng)當是促進思維和創(chuàng)造力的提升，喚起學(xué)生的設(shè)計靈感，摒棄過時的、守舊的教學(xué)方法，定期更新教學(xué)內(nèi)容，緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢，引入最新的設(shè)計理念、技術(shù)和工具，確保教學(xué)內(nèi)容的前瞻性。工業(yè)設(shè)計課程的教學(xué)改革應(yīng)當聚焦于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、加強實踐技能和提升整體素養(yǎng)等方面。

3.1 改革教學(xué)方法

教師根據(jù)教學(xué)目標中專業(yè)課程定位，幫助學(xué)生深入理解工業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，能夠獨立完成產(chǎn)品的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、材料和工藝流程設(shè)計。通過強化理論與實踐的結(jié)合，利用案例研究、項目主導(dǎo)和實驗實踐等方法，讓學(xué)生在實際操作中掌握設(shè)計技巧、提升設(shè)計能力，教學(xué)中應(yīng)充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，提升教學(xué)的互動性和實踐性。為應(yīng)對智能制造大工業(yè)背景下的人才培養(yǎng)需求新挑戰(zhàn)，在工業(yè)設(shè)計課程教學(xué)中，教師根據(jù)新技術(shù)的前沿發(fā)展趨勢，不斷融入相應(yīng)新理論和新工藝，進行專業(yè)課程知識單元的調(diào)整和教學(xué)模式的更新，打造多元融合的產(chǎn)業(yè)、教育、競賽和創(chuàng)新四個維度的教學(xué)體系。

3.2 優(yōu)化課程設(shè)置

增加跨學(xué)科課程，如計算機輔助設(shè)計、人機工程學(xué)、市場營銷等，豐富學(xué)生的知識體系。注重課程內(nèi)容的更新，緊跟時代發(fā)展，引入最新的設(shè)計理念、技術(shù)和工具，幫助學(xué)生掌握前沿的設(shè)計方法。通過構(gòu)建全新的教學(xué)體系，學(xué)生的多種感官得到充分激發(fā)，促使學(xué)生從傳統(tǒng)的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c的學(xué)習(xí)方式，包括積極思考、實際操作和交流研討。工業(yè)設(shè)計課程的內(nèi)容更加擴展，教學(xué)方法的創(chuàng)新更加增強，教學(xué)設(shè)計和安排更加合理，同時，教學(xué)技術(shù)手段也更加趨向于現(xiàn)代化發(fā)展。通過這些綜合性的改革措施，能夠為學(xué)生提供一個更加動態(tài)、互動和參與感強的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)出能夠應(yīng)對未來設(shè)計領(lǐng)域挑戰(zhàn)的具有多元技能和創(chuàng)新能力的工業(yè)設(shè)計人才。

3.3 增強校企合作

加大與企業(yè)合作的力度，通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方式，讓學(xué)生參與到企業(yè)實際需求對應(yīng)的設(shè)計研發(fā)項目，依據(jù)市場規(guī)律和發(fā)展趨勢，提高設(shè)計的實用性和創(chuàng)新性。通過邀請企業(yè)專家到學(xué)校開展學(xué)術(shù)交流、指導(dǎo)課程設(shè)計、作為校外導(dǎo)師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計等方式參與具體的教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生更深入地理解企業(yè)的實際研發(fā)及生產(chǎn)需求，提升學(xué)生設(shè)計的針對性和實用性。同時，還應(yīng)該重視學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)，通過舉辦學(xué)科專業(yè)設(shè)計競賽、展覽、講座等活動，增強學(xué)生的審美、溝通和團隊協(xié)作能力。

4 教學(xué)模式改革實踐

4.1 理論與實踐相結(jié)合

在工業(yè)設(shè)計課程中，教學(xué)方法的創(chuàng)新應(yīng)當著重于理論知識與實踐技能的融合，通過實施項目教學(xué)和案例教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生將理論知識具體運用到實際設(shè)計任務(wù)中。項目教學(xué)法側(cè)重于真實或模擬的工業(yè)設(shè)計項目，學(xué)生分組協(xié)作，經(jīng)歷設(shè)計、評估和迭代過程，教師提供指導(dǎo)。通過案例教學(xué)法對真實工業(yè)設(shè)計實例進行分析，使學(xué)生擔(dān)任不同角色，思考和討論對理論知識的理解。在項目教學(xué)中，學(xué)生面對真實設(shè)計挑戰(zhàn)，綜合運用設(shè)計原理、材料科學(xué)、人機工程學(xué)等多學(xué)科知識，通過團隊合作，學(xué)會協(xié)同解決問題；教師為學(xué)生提供理論知識和實踐技巧的支持和指導(dǎo)，設(shè)計過程中鼓勵多次迭代式教學(xué)，每次迭代后進行教學(xué)評價和反饋，不斷改進教學(xué)設(shè)計；項目完成后，學(xué)生進行成果展示，并進行反思總結(jié)，思考理論知識的應(yīng)用過程和收獲。在案例教學(xué)中，通過分析代表性工業(yè)設(shè)計案例，讓學(xué)生探討設(shè)計問題、解決方案和評價標準，學(xué)生在案例中擔(dān)任各種不同的角色，例如設(shè)計師、工程師或決策者，從多個角度分析問題，并提出創(chuàng)新性的解決方案，根據(jù)案例中的問題提出看法，并嘗試說服他人；鼓勵學(xué)生將案例中的問題擴展到其他設(shè)計領(lǐng)域或情境，提出創(chuàng)新性解決方案。

4.2 注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)

通過組織創(chuàng)新工作坊、指導(dǎo)學(xué)生參加專業(yè)設(shè)計競賽等活動，工業(yè)設(shè)計課程能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。工作坊以團隊協(xié)作、思維交流為重點，啟發(fā)學(xué)生發(fā)揮想象，提出獨特見解。通過參加專業(yè)設(shè)計競賽，為學(xué)生創(chuàng)造展現(xiàn)創(chuàng)新能力的平臺，根據(jù)實際課題確定競賽題目，讓學(xué)生獨立思考解答難題；競賽評審團由專業(yè)設(shè)計師、專家學(xué)者等組成，反饋的點評和建議能幫助學(xué)生認識到設(shè)計的不足，從而提高設(shè)計水平。在課程教學(xué)時可以組織創(chuàng)新挑戰(zhàn)活動，讓學(xué)生在限定時間內(nèi)針對某個問題提出創(chuàng)新性解決方案，這類活動強調(diào)迅速思考和動手能力，督促學(xué)生勇于探索。同時，還可以設(shè)置微型創(chuàng)新實驗室，提供各種設(shè)計工具和小型儀器設(shè)備，讓學(xué)生自由探索、開展實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和動手能力。在課程評價方面，應(yīng)注重過程性評價，引導(dǎo)學(xué)生在關(guān)注課程考核的結(jié)果的同時，需要更加關(guān)注學(xué)習(xí)過程和自身能力的提高。教師通過觀察、討論、報告等方式，了解學(xué)生的創(chuàng)新思路和學(xué)習(xí)方法，鼓勵學(xué)生自我反思和總結(jié)，給予及時反饋和指導(dǎo)。

4.3 “翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)方式應(yīng)用

“翻轉(zhuǎn)課堂”要求在課前準備階段，學(xué)生自主學(xué)習(xí)教學(xué)視頻和課件，閱讀相關(guān)文獻和案例，完成課前練習(xí)和思考題；在課堂教學(xué)階段，學(xué)生進行小組討論、實踐活動和總結(jié)，通過設(shè)計原型制作和模擬項目設(shè)計，學(xué)生完成動手操作，提高實踐能力；在反思與總結(jié)環(huán)節(jié)，學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得，教師提供反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生提高設(shè)計水平；在課后研討階段，學(xué)生參與實際項目、設(shè)計比賽和工作坊，將所學(xué)知識應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域；在評價與改進環(huán)節(jié)中，學(xué)生逐漸形成自我監(jiān)控課程學(xué)習(xí)進度的習(xí)慣。教師根據(jù)評價結(jié)果，更新教學(xué)素材，提高教學(xué)質(zhì)量。實施"翻轉(zhuǎn)課堂"教學(xué)模式，提升學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作和創(chuàng)新設(shè)計等多方面能力。

5 結(jié)語

為培養(yǎng)滿足智能制造業(yè)需求的技術(shù)人才，對工業(yè)設(shè)計類課程的教學(xué)方法進行改革勢在必行，確保教學(xué)內(nèi)容的更新與實際產(chǎn)業(yè)需求保持一致。通過不斷升級教學(xué)結(jié)構(gòu)、更新課程材料、增強實際操作技能的培養(yǎng)，以及加強與企業(yè)的協(xié)作，實現(xiàn)改革目標。通過政府、學(xué)校與企業(yè)之間的深度合作，為學(xué)生營造出更加多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)出既具有創(chuàng)新思維又能夠掌握實際技術(shù)的新時代專業(yè)人才。

基金項目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“工程認證背景下《電工電子實習(xí)》雙元協(xié)同教學(xué)模式研究”（230800367280722）；江蘇理工學(xué)院教學(xué)改革與研究項目“基于“導(dǎo)學(xué)互動”與課程思政融合的《電工電子實習(xí)》教學(xué)模式研究”（11610912304）。

參考文獻：

[1]張義峰，張穎，丁成富，等.創(chuàng)新教育背景下工業(yè)設(shè)計專業(yè)“一體兩翼四驅(qū)動”教學(xué)模式研究[J].農(nóng)機使用與維修，2024（2）：131-134.

[2]陳學(xué)蘭.工業(yè)設(shè)計中的工程機械產(chǎn)品外觀造型設(shè)計探究[J].大眾標準化，2024（5）：122-124.

[3]邵菲，袁新林.智能制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2023，13（10）：142-145.

[4]高慧，李江泳，余祥杰.基于智能制造的人機工程學(xué)課程改革與實踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2023（20）：152-156.

[5]羅仕鑒，王瑤.智能制造時代下的設(shè)計建構(gòu)論[J].機械設(shè)計，2023，40（11）：141-146.

[6]黎銳垣.工業(yè)設(shè)計的轉(zhuǎn)變：人工智能全流程應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究，2024（4）：38-40.

[7]韓旭，趙文斌，譚保華.工業(yè)設(shè)計協(xié)同虛擬現(xiàn)實教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計研究[J].計算機仿真，2024，41（1）：284-292.

[8]鄧伊均.新工科背景下工業(yè)設(shè)計專業(yè)“五新四維”教學(xué)體系改革研究[J].工業(yè)設(shè)計，2023（12）：97-100.

[9]孫薇，張立昌.基于OBE理念的工業(yè)設(shè)計工程訓(xùn)練教學(xué)設(shè)計與實踐[J].機械設(shè)計與制造工程，2024，53（1）：121-125.

[10]卜立言，李鶴森，高宏博.工業(yè)設(shè)計專業(yè)“設(shè)計表現(xiàn)”課程教學(xué)改革與實踐[J].工業(yè)設(shè)計，2023（7）：84-87.

[11]高雨辰，高宏博，李少宏.“以學(xué)生為中心”的工業(yè)設(shè)計專業(yè)設(shè)計表現(xiàn)課程群教學(xué)改革研究[J].工業(yè)設(shè)計，2023（4）：40-42.