呂碩，張秦瑋

新工科背景下的工業(yè)設(shè)計本科人才培養(yǎng)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(yè)設(shè)計教學存在問題的基礎(chǔ)上，研究提出工業(yè)設(shè)計新工科的內(nèi)涵，并提出工業(yè)設(shè)計需要培養(yǎng)學生技術(shù)、藝術(shù)、文化、商業(yè)四個領(lǐng)域的能力。構(gòu)建知識、能力和素質(zhì)三個方面的工業(yè)設(shè)計新工科人才培養(yǎng)標準，確定通識教育、專業(yè)教育、綜合應(yīng)用教育三個模塊的工業(yè)設(shè)計新工科課程體系。從教學團隊、導(dǎo)師工作室、綜合設(shè)計、校企合作、服務(wù)戰(zhàn)略五個方面介紹了工業(yè)設(shè)計新工科實踐效果，總結(jié)了工業(yè)設(shè)計新工科發(fā)展方向。

工業(yè)設(shè)計；新工科；培養(yǎng)模式；課程體系

1 引言

當前，中國在一帶一路、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，為全面實現(xiàn)小康社會發(fā)展目標而深入改革開放，努力實現(xiàn)中國制造向中國創(chuàng)造，中國速度向中國質(zhì)量和中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變[1]。為了實現(xiàn)工業(yè)設(shè)計對中國制造2025、創(chuàng)新驅(qū)動、高新科學技術(shù)的有效支持，必須對工業(yè)設(shè)計本科人才培養(yǎng)體系進行改革。目前工業(yè)設(shè)計教學存在的問題主要如下。

課程與課程之間脫節(jié)，不能形成相互映射的閉環(huán)。主要表現(xiàn)為藝術(shù)類課程（設(shè)計素描、設(shè)計表現(xiàn)、三大構(gòu)成）、機械類課程（工程制圖、工程力學、機械設(shè)計基礎(chǔ)、工業(yè)設(shè)計工程基礎(chǔ)）、計算機輔助設(shè)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(huán)。知識碎片化明顯，無法有效整合。

不能緊跟時代潮流，課程設(shè)置前沿性不夠。考慮任課教師備課、上課、作業(yè)批改的習慣性、熟悉性等因素，多數(shù)教師不愿意承擔新課。和其他大多數(shù)專業(yè)一樣，符合社會發(fā)展趨勢、專業(yè)發(fā)展方向的新課無法開出，如服務(wù)設(shè)計、用戶體驗設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計思維等。

理論與實踐兩張皮，產(chǎn)學研融合度不高。工業(yè)設(shè)計專業(yè)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(shè)計”）、理論類課程（“人機工程學”“設(shè)計心理學”“工業(yè)設(shè)計概論”）。在實際本科教學過程中，往往以某一項知識點的訓(xùn)練為主，而忽略工業(yè)設(shè)計綜合能力的提升。

在“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”等驅(qū)動下，工業(yè)設(shè)計專業(yè)必須緊盯世界創(chuàng)新設(shè)計發(fā)展方向，順應(yīng)制造業(yè)、服務(wù)業(yè)發(fā)展趨勢，順應(yīng)新科技革命和產(chǎn)業(yè)發(fā)展大勢，進行自我革命，改造課程體系。

2 工業(yè)設(shè)計新工科的內(nèi)涵

工業(yè)設(shè)計新工科必須堅持三個面向，即面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求[2]。工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域世界前沿科技主要是指人工智能、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域經(jīng)濟主戰(zhàn)場主要是指可以通過工業(yè)設(shè)計手段實現(xiàn)產(chǎn)品賦能且事關(guān)國民生計、經(jīng)濟發(fā)展的有形、無形產(chǎn)品設(shè)計，工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域面向國家重大需求主要是指利用工業(yè)設(shè)計思維、技術(shù)、方法、手段服務(wù)于國家重大需求。

工業(yè)設(shè)計新工科建設(shè)的內(nèi)涵應(yīng)該根據(jù)工業(yè)設(shè)計本質(zhì)出發(fā)，探索符合高等學校本科人才培養(yǎng)體系的教學模式。根據(jù)世界設(shè)計組織對工業(yè)設(shè)計下的定義[3]，工業(yè)設(shè)計的對象包括產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)和體驗，工業(yè)設(shè)計的手段包括策略性解決問題、創(chuàng)造性活動、可視化、重新解構(gòu)問題，工業(yè)設(shè)計的目的包括促發(fā)商業(yè)成功、提供高質(zhì)量生活、提供新的價值、提供競爭優(yōu)勢。通過工業(yè)設(shè)計定義的對象、手段和目的可以得出工業(yè)設(shè)計需要培養(yǎng)技術(shù)、藝術(shù)、文化、商業(yè)四個領(lǐng)域的能力。技術(shù)是指支撐產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計、服務(wù)設(shè)計和體驗設(shè)計的科學技術(shù)手段，主要包括機械技術(shù)、電氣技術(shù)、信息技術(shù)、智能技術(shù)。藝術(shù)是指造型美學、材質(zhì)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(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)和體驗進行設(shè)計。商業(yè)是指利用工業(yè)設(shè)計手段、技術(shù)、方法提高產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)和體驗的價值，增加附加值，形成競爭力，滿足市場對產(chǎn)品的需求。

3 工業(yè)設(shè)計新工科人才培養(yǎng)標準

綜合考慮《華盛頓協(xié)議》[4]、歐洲國家工程協(xié)會聯(lián)合會規(guī)定的工程師專業(yè)勝任力要求[5]、美國工程技術(shù)認證委員會標準[6]、中國工程教育認證通用標準[7]，結(jié)合工業(yè)設(shè)計在中國的實際情況，確定出北方民族大學工業(yè)設(shè)計專業(yè)人才培養(yǎng)工業(yè)設(shè)計新工科人才培養(yǎng)標準分為知識、能力和素質(zhì)。知識是與工業(yè)設(shè)計相關(guān)的自然科學、工程技術(shù)、智能技術(shù)知識。具體分別為能夠應(yīng)用自然科學的基本知識分析工業(yè)設(shè)計中的工程問題；能夠應(yīng)用工程技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識解決工業(yè)設(shè)計中的工程問題；能夠應(yīng)用智能技術(shù)解決工業(yè)設(shè)計過程中的可視化表達、智能功能、智能分析、智能設(shè)計問題。

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

素質(zhì)指職業(yè)道德和規(guī)范、團隊意識和人際交往、有效溝通、設(shè)計管理、自主學習和終身學習。具體為具有工業(yè)設(shè)計素養(yǎng)，能在工業(yè)設(shè)計實踐中理解并遵守職業(yè)道德和規(guī)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(guān)系；能夠就工業(yè)設(shè)計問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達設(shè)計思想；理解設(shè)計管理的基本原理和決策方法，并能夠協(xié)調(diào)相關(guān)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(yè)設(shè)計新工科課程體系

工業(yè)設(shè)計的本質(zhì)為創(chuàng)造更合理的生存方式[8]，全面提升人的生存質(zhì)量。根據(jù)工業(yè)設(shè)計新工科技術(shù)、藝術(shù)、文化、商業(yè)四個領(lǐng)域的能力要求，工業(yè)設(shè)計新工科知識、能力、素質(zhì)人才培養(yǎng)標準，工業(yè)設(shè)計通識教育、專業(yè)教育、綜合應(yīng)用教育三個模塊確定的工業(yè)設(shè)計新工科課程體系如圖1所示。工業(yè)設(shè)計的內(nèi)涵就是通過技術(shù)、藝術(shù)、文化、商業(yè)要素間的交融，通過相互融合的方式協(xié)調(diào)平衡四者關(guān)系，從而產(chǎn)生新的核心競爭力。

從工業(yè)設(shè)計新工科模式可以看出，在工業(yè)設(shè)計本科教學模式設(shè)計、人才培養(yǎng)中，傳授設(shè)計知識首要是傳授設(shè)計思維，是教學生如何認識和評價設(shè)計問題，并且創(chuàng)造性地解決問題，從而誕生新的“產(chǎn)品”。工業(yè)設(shè)計新工科強調(diào)人文素質(zhì)培養(yǎng)，引導(dǎo)學生對生活方式、生存狀態(tài)、用戶需求的觀察、分析和預(yù)測能力，培養(yǎng)學生判斷設(shè)計行為對社會、文化、環(huán)境影響的能力，培養(yǎng)學生強烈的社會責任感；強調(diào)設(shè)計實踐能力培養(yǎng)，基于自然科學，借助工程技術(shù)、智能技術(shù)增強學生創(chuàng)新水平，提升創(chuàng)新能力；強調(diào)文化在設(shè)計中的重要性，從生活中挖掘文化，從文化本質(zhì)為人類生活進行再設(shè)計；強調(diào)商業(yè)意識的培養(yǎng)，讓學生理解商業(yè)對設(shè)計的驅(qū)動力，提升產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)、體驗的價值。

需要指出的是，工業(yè)設(shè)計新工科人才培養(yǎng)標準的知識、能力和素質(zhì)所對應(yīng)的課程為主要對應(yīng)課程，實際教學中每一門課程并不是僅僅培養(yǎng)和訓(xùn)練學生單一方面的能力，而是多個方面的綜合能力。

5 工業(yè)設(shè)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(shù)民族和民族地區(qū)服務(wù)、為國家發(fā)展戰(zhàn)略服務(wù)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(yǎng)少數(shù)民族優(yōu)秀人才的重要基地，是傳承和弘揚民族優(yōu)秀文化的重要基地。36年來，學校為少數(shù)民族和民族地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展培養(yǎng)了5萬余名優(yōu)秀人才，他們深諳民族文化傳統(tǒng)，熟悉民族風俗民情，已經(jīng)成為少數(shù)民族和民族地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的建設(shè)者，中華民族優(yōu)秀文化的弘揚和傳播者。北方民族大學工業(yè)設(shè)計專業(yè)作為寧夏回族自治區(qū)唯一公辦高等院校開設(shè)的本科專業(yè)，使命重大，意義非凡。在學校和學院的支持下，工業(yè)設(shè)計專業(yè)取得矚目的成績。近5年，獲得自治區(qū)級優(yōu)秀班集體1項，自治區(qū)級五四紅旗團支部1項，自治區(qū)優(yōu)秀學生干部1項，自治區(qū)級三好學生1項，校長特別獎2項等榮譽稱號。

制造業(yè)特別是機床制造業(yè)是寧夏的支柱產(chǎn)業(yè)，北方民族大學立足于服務(wù)地方制造業(yè)，2013年成立了具有機床設(shè)計制造的完整專業(yè)方向的機電工程學院，包括三個專業(yè)系：工業(yè)設(shè)計、機械設(shè)計制造及自動化、機械電子工程。這對工業(yè)設(shè)計專業(yè)的發(fā)展提出了立足于工業(yè)設(shè)計專業(yè)，開展智能設(shè)計、智能制造、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等，面向制造業(yè)的新工科的要求。

北方民族大學從教學團隊、導(dǎo)師工作室、綜合設(shè)計、校企合作、服務(wù)戰(zhàn)略五個方面實施工業(yè)設(shè)計新工科。教學團隊方面，學校機電工程學院成立機械基礎(chǔ)、機械電子、機械制造、工業(yè)設(shè)計四個教學團隊。工業(yè)設(shè)計課程由上述四個教學團隊共同承擔，各有側(cè)重，交叉融合，聯(lián)合實施。四個教學團隊構(gòu)建了工業(yè)設(shè)計課程、教學團隊的矩陣式結(jié)構(gòu)，發(fā)揮專業(yè)團隊優(yōu)勢，集中精力重點突破，為工業(yè)設(shè)計新工科建設(shè)提供有力保障。

導(dǎo)師工作室方面，以學生為主體，以工作室為依托，以指導(dǎo)創(chuàng)新實踐為主要形式的綜合性實踐教學。學生通過進入導(dǎo)師工作室參加一系列設(shè)計實踐訓(xùn)練，在導(dǎo)師組教師的聯(lián)合指導(dǎo)和培養(yǎng)下，使學生在專業(yè)教育上進行比較深入的理論學習并獲得解決較復(fù)雜工程問題的能力，在專業(yè)知識的系統(tǒng)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(dǎo)師工作室實施方案（試行）》，成立了工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計導(dǎo)師工作室等6個導(dǎo)師工作室，并開設(shè)了“導(dǎo)師工作室實踐”課程。近五年，工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計導(dǎo)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(yè)設(shè)計新工科課程體系

綜合設(shè)計方面，工業(yè)設(shè)計專業(yè)培養(yǎng)學生具有創(chuàng)新思維能力、設(shè)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(yǎng)。通過開展用戶研究與市場調(diào)查、人機工程課程設(shè)計、產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計、產(chǎn)品模型制作實踐等課程設(shè)計和實訓(xùn)課程，提高學生綜合設(shè)計的能力，加強學生綜合知識應(yīng)用的能力。

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

服務(wù)戰(zhàn)略方面，北方民族大學工業(yè)設(shè)計專業(yè)確定了設(shè)計思維一個中心，人工智能、大數(shù)據(jù)兩個著力點，高端裝備、生活用品、地域產(chǎn)品三個產(chǎn)品領(lǐng)域，智能化、數(shù)字化、虛擬化三個發(fā)展方向，“中國制造2025”“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”“互聯(lián)網(wǎng)+”三大國家戰(zhàn)略，實現(xiàn)工業(yè)設(shè)計專業(yè)新工科跨越式發(fā)展，工業(yè)設(shè)計新工科發(fā)展框架如圖2所示。

圖2 工業(yè)設(shè)計新工科發(fā)展框架

通過設(shè)計思維一個中心和人工智能、大數(shù)據(jù)兩個著力點實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計思維與整體課程體系的有效銜接；三個領(lǐng)域中高端裝備依托機電工程學院雄厚的工科基礎(chǔ)和寧夏地區(qū)裝備制造產(chǎn)業(yè)，生活用品以人們?nèi)粘Ｉ钇鹁拥募译姰a(chǎn)品、數(shù)碼產(chǎn)品為主，地域產(chǎn)品以寧夏地區(qū)的枸杞、紅酒、養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)品為主。通過開設(shè)程序設(shè)計思想與方法、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)、單片機及智能硬件設(shè)計基礎(chǔ)、先進感知技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用、交互設(shè)計、服務(wù)設(shè)計、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計實現(xiàn)智能化、數(shù)字化、虛擬化三大發(fā)展方向，進一步支持“中國制造2025”“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”三大國家戰(zhàn)略。通過一個中心、兩個著力點、三個產(chǎn)品領(lǐng)域、三個發(fā)展方向、三大國家戰(zhàn)略環(huán)環(huán)相扣，由宏觀到微觀再到宏觀的內(nèi)到外轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)工業(yè)設(shè)計新工科發(fā)展框架。

6 工業(yè)設(shè)計新工科發(fā)展方向

工業(yè)設(shè)計新工科未來的發(fā)展方向由有形工業(yè)產(chǎn)品向一切有形和無形的產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)、體驗轉(zhuǎn)變，由造型設(shè)計、材質(zhì)設(shè)計、功能設(shè)計、人機設(shè)計向情感化設(shè)計、人性化設(shè)計、智能化設(shè)計轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計向綠色低碳、網(wǎng)絡(luò)智能、超常融合、共創(chuàng)分享的創(chuàng)新設(shè)計轉(zhuǎn)變。

工程改變世界，科技創(chuàng)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(shù)創(chuàng)新提供給設(shè)計創(chuàng)新更大空間并推動設(shè)計創(chuàng)新的改革，反而設(shè)計創(chuàng)新必須適應(yīng)技術(shù)革命。工業(yè)設(shè)計新工科以整合創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，通過有使命感的學習，培養(yǎng)適應(yīng)未來職業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計師與設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)者，以適應(yīng)新經(jīng)濟、新社會的轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)。通過設(shè)計思維在技術(shù)、藝術(shù)、文化、商業(yè)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)思維能力、實現(xiàn)能力、整合能力，提升設(shè)計的創(chuàng)新性、可行性、表現(xiàn)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(zhì)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(shè)［J］.清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

［3］蔡軍，李洪海.設(shè)計3.0的視角——設(shè)計管理中的設(shè)計知識結(jié)構(gòu)［J］.裝飾，2016（12）：88-92.

［4］王玲，秦戎，張鳴天，等.《國際職業(yè)工程師協(xié)議》研究及我國工程師資格國際互認發(fā)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(yǎng)質(zhì)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(shù)類專業(yè)認證標準對我國應(yīng)用技術(shù)大學建設(shè)的啟示［J］.中國高教研究，2015（8）：87-91，106.

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［8］柳冠中.設(shè)計是人類未來不被毀滅的“第三種智慧”［J］.設(shè)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(shè)工業(yè)設(shè)計專業(yè)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(yè)設(shè)計系黨支部書記，研究方向為現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)。

張秦瑋（1988—），男，碩士研究生學歷，講師，工業(yè)設(shè)計系系主任，研究方向為產(chǎn)品意象設(shè)計。

〔編輯：王霞〕