劉永瞻， 劉靜華

（北京航空航天大學(xué)機械工程及自動化學(xué)院，北京 100191）

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的產(chǎn)品設(shè)計課程實踐教學(xué)研究

劉永瞻， 劉靜華

（北京航空航天大學(xué)機械工程及自動化學(xué)院，北京 100191）

產(chǎn)品設(shè)計課程是工業(yè)設(shè)計教學(xué)體系的核心。針對學(xué)生實踐能力不足的問題，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)模式，可充分利用學(xué)校與企業(yè)的不同資源優(yōu)勢，將封閉理論化的學(xué)校教育與開放應(yīng)用性的生產(chǎn)實踐有機結(jié)合。通過多種方式的教學(xué)及交流互動的開展，分別利用企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)前期、中期、后期三階段的豐富經(jīng)驗，可使學(xué)生在產(chǎn)品概念創(chuàng)新、造型開發(fā)、可實現(xiàn)性等方面的關(guān)鍵能力得到有效提升。

工業(yè)設(shè)計；產(chǎn)學(xué)研合作；實踐教學(xué)

工業(yè)設(shè)計是產(chǎn)品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，它以實現(xiàn)產(chǎn)品易用、塑造產(chǎn)品美學(xué)、提升用戶界面為目標(biāo)，是實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新性和高品質(zhì)的途徑。當(dāng)前隨著國際化趨勢和市場競爭的加劇，工業(yè)設(shè)計的重要地位日益凸顯，已成為提升我國企業(yè)競爭力、促進(jìn)經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)型的重要手段和策略。

工業(yè)設(shè)計是典型的應(yīng)用型交叉性學(xué)科，對從業(yè)人員提出了從設(shè)計思維到設(shè)計表達(dá)等多方面能力和綜合素質(zhì)要求，這也是工業(yè)設(shè)計人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

產(chǎn)品設(shè)計課程是工業(yè)設(shè)計教學(xué)體系的核心。長期以來，由于缺乏良好的實踐環(huán)境支撐，產(chǎn)品設(shè)計課程教學(xué)普遍存在理論脫離實際、應(yīng)用能力欠缺等問題，導(dǎo)致學(xué)生能力無法達(dá)到企業(yè)與行業(yè)需求，影響教育質(zhì)量。因此，在產(chǎn)品設(shè)計課程教學(xué)中，積極探討和引入產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的模式，對其實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究改進(jìn)，具有重要意義。

產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)模式，如圖1所示，可充分利用學(xué)校與企業(yè)的不同教學(xué)環(huán)境資源以及在人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢，把封閉理論化的學(xué)校教育與開放應(yīng)用性的生產(chǎn)實踐有機結(jié)合，既完善了課程教學(xué)體系，提升了學(xué)生在創(chuàng)新、造形等方面的能力培養(yǎng)，又可使企業(yè)獲得良好的智力資源支持和一定的實際效益。

圖1 產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的產(chǎn)品設(shè)計實踐教學(xué)模式

1 產(chǎn)品設(shè)計實踐教學(xué)模塊規(guī)劃定位

產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置，是以實際制造業(yè)企業(yè)“產(chǎn)品開發(fā)流程”[1]為背景，以產(chǎn)品設(shè)計本質(zhì)定義和各階段、各層面能力要求為依據(jù)和線索，通過對功能、人機界面、形式等中心概念的分析、延展和方法應(yīng)用，達(dá)到對產(chǎn)品設(shè)計現(xiàn)象的全面理解和方法指導(dǎo)。

產(chǎn)品設(shè)計實踐教學(xué)模塊，涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中的理論應(yīng)用、方法實戰(zhàn)和技法訓(xùn)練的環(huán)節(jié)，因此,在專業(yè)教學(xué)中占有較大比重。

同樣，根據(jù)實際企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)流程和各項要求，設(shè)定了產(chǎn)品設(shè)計實踐教學(xué)的內(nèi)容模塊，如圖2所示。

在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教學(xué)模式下，先前完全由學(xué)校課堂環(huán)境承擔(dān)的課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可籍此充分利用企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境加以配合實施。通過開展多種方式的教學(xué)及交流互動活動，利用企業(yè)在前期市場規(guī)劃、中期系統(tǒng)設(shè)計和后期產(chǎn)品推出3個階段的豐富經(jīng)驗，提升學(xué)生在產(chǎn)品“概念創(chuàng)新、造型開發(fā)、可實現(xiàn)性”等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上的素質(zhì)和能力。

圖2 企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)流程引導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計課程實踐教學(xué)模塊

2 提升產(chǎn)品概念創(chuàng)新能力

產(chǎn)品概念開發(fā)是產(chǎn)品開發(fā)活動的起點。產(chǎn)品概念的優(yōu)良與否將決定未來產(chǎn)品的市場潛力和商業(yè)價值，從而導(dǎo)致巨大的效益差異。在當(dāng)今用戶市場日益成熟化、個性化的背景下，企業(yè)競相規(guī)劃產(chǎn)品概念，開發(fā)全新產(chǎn)品，獲取空白市場和爭取最大利潤空間。因此，產(chǎn)品概念創(chuàng)新能力是工業(yè)設(shè)計的一項重要素質(zhì)要求。

在實際中，產(chǎn)品概念開發(fā)是嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的活動。由于工業(yè)產(chǎn)品的本質(zhì)是需求性與技術(shù)性的整合，因此，新穎優(yōu)良產(chǎn)品概念的提出需建立在充分的“用戶需求研究、市場現(xiàn)狀分析和產(chǎn)品技術(shù)調(diào)研”的基礎(chǔ)之上。而在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，由于缺乏具體真實的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境和目標(biāo)市場，相關(guān)理論及方法無法得到有效應(yīng)用和印證，同時也缺乏客觀準(zhǔn)確的調(diào)研信息來源，往往造成所生成的產(chǎn)品概念空泛盲目或者脫離實際。

在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實踐教學(xué)模式中，可利用企業(yè)的產(chǎn)品概念開發(fā)環(huán)境，彌補課堂環(huán)境在產(chǎn)品概念創(chuàng)新教學(xué)方面的不足。具體實踐教學(xué)環(huán)節(jié)及方法包括4個方面：

1） 利用產(chǎn)品概念開發(fā)項目，進(jìn)行理論實踐教學(xué)。以企業(yè)現(xiàn)有典型案例為研究對象，通過組織學(xué)生小組討論和遞交分析報告的方式，對用戶需求理論、市場預(yù)測方法、市場細(xì)分方法、產(chǎn)品機會創(chuàng)新法[2]等理論和方法進(jìn)行應(yīng)用分析，從而強化學(xué)生的理論實踐水平。

2） 利用企業(yè)市場資源，進(jìn)行市場調(diào)研實踐教學(xué)。針對現(xiàn)有產(chǎn)品案例，指導(dǎo)學(xué)生利用企業(yè)現(xiàn)有市場信息和調(diào)研成果，進(jìn)行企業(yè)市場調(diào)研方法的學(xué)習(xí)。并指導(dǎo)學(xué)生開展實際的市場調(diào)研實踐，提高市場調(diào)研實踐能力和市場敏感度。

3） 利用企業(yè)技術(shù)資源，進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)調(diào)研實踐教學(xué)。通過企業(yè)技術(shù)部門，獲取產(chǎn)品技術(shù)調(diào)研信息和競爭對手分析報告，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)調(diào)研方法的學(xué)習(xí)和實踐。

4） 利用實際開發(fā)項目，開展項目流程實踐教學(xué)。使學(xué)生參與到企業(yè)在研項目中，并積極參加項目過程中的“產(chǎn)品規(guī)劃會議、方案討論會、階段答辯會”等活動。通過參與和經(jīng)歷實戰(zhàn)性的方案陳述、啟發(fā)互動、概念演示等過程環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的項目實戰(zhàn)經(jīng)驗和應(yīng)變能力。

通過以上實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和方法的實施，以及多年教學(xué)效果檢驗，學(xué)生的產(chǎn)品概念創(chuàng)新能力得到了較為顯著提升，學(xué)生課程作品在概念創(chuàng)新性和市場前景性上得到多家企業(yè)認(rèn)可和好評。如圖3所示，學(xué)生根據(jù)當(dāng)前用戶需求和市場發(fā)展規(guī)律，結(jié)合企業(yè)市場現(xiàn)有調(diào)研數(shù)據(jù)和技術(shù)狀況，所進(jìn)行的以“情感化、交互式”為主題的空氣加濕器產(chǎn)品概念設(shè)計方案。

圖3 空氣加濕器產(chǎn)品概念設(shè)計（設(shè)計者：姜公略、尹肇一、朱一冰）

3 提升產(chǎn)品造型開發(fā)能力

產(chǎn)品造型是工業(yè)產(chǎn)品的外在感觀形式，也是展示產(chǎn)品美學(xué)特征和體現(xiàn)用戶化目標(biāo)的載體[3]。產(chǎn)品造型作為工業(yè)設(shè)計的常用溝通語言，體現(xiàn)設(shè)計師的專業(yè)基本素養(yǎng)。產(chǎn)品造型訓(xùn)練在工業(yè)設(shè)計教學(xué)中具有重要的地位。當(dāng)前學(xué)生在產(chǎn)品造型開發(fā)及形式表達(dá)環(huán)節(jié)存在的問題體現(xiàn)在以下 3方面：

1） 產(chǎn)品造型嚴(yán)謹(jǐn)性差。產(chǎn)品造型欠缺對產(chǎn)品功能實現(xiàn)的考慮，尤其體現(xiàn)在具有較復(fù)雜的產(chǎn)品功能或人機界面的類型中。

2） 產(chǎn)品造型形式感差。形式塑造能力差、造型呆板單一或缺乏細(xì)節(jié)表現(xiàn)力。

3） 產(chǎn)品造型表現(xiàn)技法和表達(dá)手段能力欠缺。針對具體產(chǎn)品概念，對于二維圖、三維圖、三維模型等幾種主要產(chǎn)品設(shè)計表達(dá)手段的運用不靈活不合理，不能很好描述和展示設(shè)計思路和對象特征。

針對以上情況，在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實踐教學(xué)模式中，可利用企業(yè)的產(chǎn)品環(huán)境和實際項目背景，開展產(chǎn)品造型教學(xué)實踐。在造型嚴(yán)謹(jǐn)度上，以實際產(chǎn)品為造型研究對象，明確產(chǎn)品技術(shù)環(huán)節(jié)、功能結(jié)構(gòu)和界面要求，建立產(chǎn)品概略布局圖和界面關(guān)系圖，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品形式發(fā)散設(shè)計，使得“形式扎根功能”。

在形式感訓(xùn)練方法上，可借鑒現(xiàn)有產(chǎn)品及其同類產(chǎn)品在“整體風(fēng)格、局部細(xì)節(jié)、家族款式”等方面的造型經(jīng)驗，加以總結(jié)歸納，并結(jié)合一般形式法則，提升學(xué)生審美認(rèn)知。配合大量形式發(fā)散訓(xùn)練，強化形式感受。

在技法運用和表達(dá)手段上，以“產(chǎn)品模型形態(tài)”和“圖紙功能”為引導(dǎo)，明晰設(shè)計目標(biāo)和規(guī)范工作流程，使造型表達(dá)手段密切服務(wù)于產(chǎn)品開發(fā)各階段的實際需要。

通過以上實踐教學(xué)，可逐步使得學(xué)生在產(chǎn)品造型開發(fā)方面的能力得到矯正與提高，最終達(dá)到產(chǎn)品造型“構(gòu)思嚴(yán)謹(jǐn)、表現(xiàn)豐富、技法靈活”的目標(biāo)。如圖4所示，學(xué)生以實際產(chǎn)品開發(fā)項目為背景，基于產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)和人機操作界面，合理運用二維草圖和三維效果圖的表達(dá)手段，所進(jìn)行的以“竹”為主題構(gòu)思的家用咖啡機產(chǎn)品造型設(shè)計方案。

圖4 家用咖啡機產(chǎn)品造型設(shè)計圖（設(shè)計者：彭飛）

4 提升產(chǎn)品可實現(xiàn)能力

產(chǎn)品可實現(xiàn)性是指工業(yè)產(chǎn)品在工程實現(xiàn)、成本控制、產(chǎn)品推出等方面的可操作性或可行性[4]。在實際產(chǎn)品開發(fā)流程中，可實現(xiàn)性設(shè)計是實現(xiàn)產(chǎn)品“由概念到實體、由圖紙到功能”的后期重要開發(fā)環(huán)節(jié)，直接決定了產(chǎn)品的最終面貌。

對于工業(yè)設(shè)計以解決“用戶問題”為主要職能而言，盡管產(chǎn)品可實現(xiàn)性環(huán)節(jié)主要交由工程人員完成，但由于產(chǎn)品開發(fā)是整合性工作，前期設(shè)計與后期實現(xiàn)緊密聯(lián)系，共同保證產(chǎn)品開發(fā)效率和效果，因此，產(chǎn)品可實現(xiàn)性設(shè)計也是一項必要的工業(yè)設(shè)計能力。由于實踐環(huán)節(jié)的缺乏和工程應(yīng)用能力的不足，產(chǎn)品可實現(xiàn)能力不強是當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)設(shè)計教學(xué)的普遍問題。

在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實踐教學(xué)模式中，可利用企業(yè)在工程實踐方面的資源與優(yōu)勢，彌補課堂環(huán)境在產(chǎn)品可實現(xiàn)性教學(xué)方面的不足。具體實踐教學(xué)環(huán)節(jié)及方法包括3個方面：

1） 利用企業(yè)工程知識資源，開展產(chǎn)品設(shè)計工程方法實踐教學(xué)。通過邀請企業(yè)工程技術(shù)人員進(jìn)入課堂參與教學(xué)，介紹和講解“面向制造和裝配的設(shè)計、常用產(chǎn)品材料工藝、產(chǎn)品模具設(shè)計”等產(chǎn)品設(shè)計工程方法，以及結(jié)合實際案例加以分析應(yīng)用，拓展產(chǎn)品設(shè)計工程實踐教學(xué)內(nèi)容。

2） 利用企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，開展產(chǎn)品設(shè)計工程應(yīng)用實踐教學(xué)。使學(xué)生進(jìn)入企業(yè)工廠，了解和學(xué)習(xí)“產(chǎn)品分解與工程實驗、產(chǎn)品模型加工、產(chǎn)品樣機測試”等工程環(huán)節(jié)，以及參觀產(chǎn)品成型、加工、裝配、包裝等工業(yè)流程。通過直觀經(jīng)驗的學(xué)習(xí)，增強了學(xué)生的產(chǎn)品工程認(rèn)知和應(yīng)用實踐能力。

3） 參與企業(yè)開發(fā)項目，開展項目流程實踐教學(xué)。以企業(yè)實際的項目為依托，對學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果提出結(jié)構(gòu)性、生產(chǎn)性等可實現(xiàn)性要求，并以“成本控制目標(biāo)”進(jìn)行檢驗，由此提高學(xué)生在此方面實戰(zhàn)經(jīng)驗和應(yīng)變能力。

通過以上實踐教學(xué)方法的開展，學(xué)生在產(chǎn)品工程方面的知識和實踐能力均得到了明顯的擴充和提高，從而改善了設(shè)計作品的嚴(yán)謹(jǐn)性和實用性。如圖5所示，學(xué)生以企業(yè)實際開發(fā)項目為背景，在產(chǎn)品可實現(xiàn)性目標(biāo)引導(dǎo)下，運用模具設(shè)計、可拆卸性設(shè)計、面向裝配的設(shè)計等方法，所進(jìn)行的空氣加濕器產(chǎn)品細(xì)節(jié)設(shè)計和可行性設(shè)計。

圖5 空氣加濕器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)布局及人機界面設(shè)計（設(shè)計者：王韞、李茜）

5 結(jié) 束 語

工業(yè)產(chǎn)品是藝術(shù)與工程的結(jié)合，產(chǎn)品設(shè)計是感性和理性并重的創(chuàng)作行為。這就決定了在產(chǎn)品設(shè)計課程教學(xué)過程中，以培養(yǎng)塑造感性創(chuàng)造力、表現(xiàn)力和感知經(jīng)驗為目標(biāo)的實踐性教學(xué)方式貫穿始終。對此，尋求優(yōu)質(zhì)開放完備的實踐教學(xué)環(huán)境和平臺具有重要意義。

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的產(chǎn)品設(shè)計課程實踐教學(xué)模式，無疑可為課堂教學(xué)提供完整的實踐教學(xué)平臺。實際的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境提供了重要的知識資源，而市場引導(dǎo)的開發(fā)目標(biāo)使得產(chǎn)品設(shè)計流程及結(jié)果具有最大實效性。這對學(xué)生在多方面所缺乏的嚴(yán)謹(jǐn)性、執(zhí)行力和經(jīng)驗性能力的培養(yǎng)，是一個重要的提升和補充。

[1] [美] Karl T. Ulrich等著. 產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)[M]. 楊德林等譯. 沈陽: 東北財經(jīng)大學(xué)出版社, 2001: 14-17.

[2] [美] Jonathan Cagan, Craig M.Vogel著. 創(chuàng)造突破性產(chǎn)品——從產(chǎn)品策略到項目定案的創(chuàng)新[M]. 辛向陽等譯. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2003: 98-128.

[3] 簡召全. 工業(yè)設(shè)計方法學(xué)[M]. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 1995: 32.

[4] [美]Kevin N.Otto, Krostin L.Wood著. 產(chǎn)品設(shè)計[M].齊春萍等譯. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2005: 433-453.

Research on the Practice Instructing for the Product Design Curriculum Under the University-Industry Collaboration Mode

Liu Yongzhan, Liu Jinghua
(College of Mechanical Engineering and Automation Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing 100191, China )

The product design curriculum is core for the industrial design education system. Aiming for the problem of students’ lack of practical ability, the university-industry collaboration mode which can utilize the advantages of both sides would combine the theoretical school education with practical producing process. By implementing various ways of instructing and interaction, and separately using the rich experience of the early, mid and later stage in product development from enterprises, the students’ key ability of concept creativity, forming designing and product realization can be effectively improved.

industrial design; the university-industry collaboration; practice instructing

TP 472

A

2095-302X (2013)05-0088-05

2013-04-14；定稿日期：2013-04-25

劉永瞻（1977-），男，山東濰坊人，講師，碩士，主要研究方向為產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)、人機交互設(shè)計。E-mail：liuyz@buaa.edu.cn劉靜華（1953-），女，黑龍江哈爾濱人，教授，主要研究方向為產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)、計算機圖形學(xué)。E-mail：ljinghua@buaa.edu.cn