徐平 章勇

摘? 要：針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目制教學(xué)中存在的現(xiàn)實(shí)問題，圍繞“學(xué)生能力培養(yǎng)”和“特色產(chǎn)業(yè)需求”，提出了基于“人機(jī)仿真平臺(tái)”的項(xiàng)目制教學(xué)改革方法。分別討論了“人機(jī)仿真平臺(tái)”的構(gòu)建、項(xiàng)目制教學(xué)方法和課程考核的設(shè)計(jì)，并面向紡織機(jī)械產(chǎn)業(yè)需求進(jìn)行基于“紡織機(jī)械人機(jī)仿真平臺(tái)”的項(xiàng)目制教學(xué)模式改革實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目制;教學(xué)模式;人機(jī)仿真平臺(tái);產(chǎn)品設(shè)計(jì)

基金項(xiàng)目：本文系湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“面向紡織行業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐”（湘教通[2017]452號(hào)-375）研究成果。

項(xiàng)目制教學(xué)是以產(chǎn)業(yè)需求為目標(biāo)，以項(xiàng)目的流程和實(shí)際進(jìn)度來組織教學(xué)活動(dòng)。老師在組織學(xué)生做項(xiàng)目的過程中，引導(dǎo)學(xué)生探索新知識(shí)，傳授學(xué)生新技能，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、項(xiàng)目執(zhí)行能力和系統(tǒng)化解決方案能力的人才培養(yǎng)目標(biāo)。由于項(xiàng)目制教學(xué)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和項(xiàng)目執(zhí)行能力培養(yǎng)方面的優(yōu)勢(shì)，近幾年，得到了各高校的廣泛重視。李津津等介紹了貫通式項(xiàng)目制教學(xué)，即從大一開始，就針對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性的實(shí)踐項(xiàng)目，以研究性項(xiàng)目為主導(dǎo)，在導(dǎo)師指導(dǎo)下，學(xué)生用3～4年時(shí)間完成實(shí)踐項(xiàng)目^[1];畢學(xué)鋒介紹了采用“以問題為導(dǎo)向”的工作室項(xiàng)目制教學(xué)，目的是讓學(xué)生能夠針對(duì)某些社會(huì)問題組織調(diào)研并開展設(shè)計(jì)思維方面的思考^[2];蔡國良介紹了實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目制教學(xué)實(shí)施的步驟和方法，并總結(jié)了項(xiàng)目制教學(xué)的優(yōu)劣勢(shì)^[3];崔木揚(yáng)、王小冬介紹了設(shè)計(jì)類專業(yè)項(xiàng)目制教學(xué)實(shí)踐的過程組織，總結(jié)了項(xiàng)目制教學(xué)的優(yōu)勢(shì)^[4]。從諸多研究成果可以看出項(xiàng)目制教學(xué)應(yīng)用廣泛，各專業(yè)都在積極探索。產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)與產(chǎn)業(yè)需求的高度融合性，使該專業(yè)迫切需要開展項(xiàng)目制教學(xué)研究。然而，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)際的項(xiàng)目制教學(xué)過程中，存在諸多實(shí)際困難。在分析實(shí)際困難的基礎(chǔ)上，討論了應(yīng)用“人機(jī)仿真平臺(tái)”組織項(xiàng)目制教學(xué)的舉措，并以服務(wù)特色產(chǎn)業(yè)需求為背景，實(shí)施了基于“紡織機(jī)械人機(jī)仿真平臺(tái)”的項(xiàng)目制教學(xué)實(shí)踐，為信息技術(shù)支撐下開展項(xiàng)目制教學(xué)提供參考。

一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)項(xiàng)目制教學(xué)問題分析

項(xiàng)目制教學(xué)離不開企業(yè)的參與，需要企業(yè)全程參與設(shè)計(jì)階段性成果的評(píng)鑒。但對(duì)于內(nèi)陸地區(qū)高校，項(xiàng)目制教學(xué)模式的落地實(shí)施存在諸多現(xiàn)實(shí)困難，教學(xué)過程中尚存在一些問題：一是缺乏支撐專業(yè)特色建設(shè)的企業(yè)實(shí)題支持，即便爭(zhēng)取到企業(yè)實(shí)題，但由于路途遙遠(yuǎn)，組織學(xué)生到企業(yè)實(shí)地考察存在經(jīng)費(fèi)、安全等現(xiàn)實(shí)困難。我校產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)依托紡織工程背景，積極培養(yǎng)具有紡織機(jī)械備產(chǎn)業(yè)需要的應(yīng)用型人才。但由于紡織機(jī)械產(chǎn)業(yè)主要聚集地并不在本地，因此無法組織學(xué)生大批次地到企業(yè)實(shí)地考察。不能實(shí)地參觀和現(xiàn)場(chǎng)感知特色產(chǎn)業(yè)需求，學(xué)生們就無法形成設(shè)備與環(huán)境、設(shè)備與使用者之間較詳實(shí)的感性認(rèn)識(shí);二是諸多特色產(chǎn)業(yè)設(shè)備往往價(jià)格高、占地面積大、臺(tái)套數(shù)少，項(xiàng)目制教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)參觀中企業(yè)設(shè)備和學(xué)生人數(shù)匹配度上仍存在很大問題，造成了一群學(xué)生圍著一臺(tái)設(shè)備聽講解的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)現(xiàn)狀，學(xué)生難以深入理解設(shè)備操作及結(jié)構(gòu)原理;三是項(xiàng)目的時(shí)效性要求，往往無法與教學(xué)進(jìn)程一致，給教學(xué)活動(dòng)的組織和進(jìn)度安排帶來困難。鑒于此，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)依托虛擬仿真技術(shù)，進(jìn)行了基于“人機(jī)仿真平臺(tái)”的項(xiàng)目制教學(xué)模式改革研究，并從“紡織機(jī)械”視角進(jìn)行了改革實(shí)踐。

二、基于“人機(jī)仿真平臺(tái)”的項(xiàng)目制教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）“人機(jī)仿真平臺(tái)”的構(gòu)建

基于“人機(jī)仿真平臺(tái)”的項(xiàng)目制教學(xué)改革，首先是依托學(xué)校學(xué)科背景和地方產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，設(shè)定專業(yè)建設(shè)服務(wù)的特色產(chǎn)業(yè)方向，建設(shè)特色產(chǎn)業(yè)相應(yīng)設(shè)備的“人機(jī)仿真平臺(tái)”。我校產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)依托紡織工程背景，面向紡織機(jī)械產(chǎn)業(yè)需求，建設(shè)了“紡織機(jī)械人機(jī)仿真平臺(tái)”。人機(jī)仿真平臺(tái)包含三大模塊，即學(xué)習(xí)區(qū)、需求區(qū)和設(shè)計(jì)區(qū)。

第一模塊是學(xué)習(xí)區(qū)。該區(qū)設(shè)立知識(shí)儲(chǔ)備區(qū)、設(shè)備演示區(qū)、交互體驗(yàn)區(qū)。知識(shí)儲(chǔ)備區(qū)是對(duì)特色行業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行行業(yè)特色、設(shè)備類型等方面的介紹，幫助學(xué)生對(duì)特色行業(yè)有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)。設(shè)備演示區(qū)是對(duì)知識(shí)儲(chǔ)備區(qū)介紹的設(shè)備進(jìn)行工作原理動(dòng)畫展示、工作流程動(dòng)畫展示和部件結(jié)構(gòu)組裝動(dòng)畫展示，構(gòu)建真實(shí)的設(shè)備工作流程場(chǎng)景，生產(chǎn)過程采用仿真運(yùn)行，全面演示該特色行業(yè)產(chǎn)業(yè)設(shè)備特征，幫助學(xué)生深入理解各設(shè)備使用方式。交互體驗(yàn)區(qū)是對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行VR操作體驗(yàn)、VR樣機(jī)拆裝體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的基本常規(guī)操作，如開、停、事故處理等方面的學(xué)習(xí)。通過虛擬交互，幫助學(xué)生更明確地感知設(shè)備使用中的人機(jī)關(guān)系和拆中的部件位置關(guān)系，從而提出該設(shè)備所要解決的問題。通過對(duì)知識(shí)儲(chǔ)備區(qū)、設(shè)備演示區(qū)、交互體驗(yàn)區(qū)的學(xué)習(xí)，能夠有效解決現(xiàn)場(chǎng)參觀、演示安全、組織等困難，及當(dāng)前項(xiàng)目制教學(xué)中臺(tái)套數(shù)與學(xué)生數(shù)之間的不平衡問題，并且通過“人機(jī)仿真平臺(tái)”三大模塊的互動(dòng)充分鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力，幫助學(xué)生建立問題意識(shí)，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。

第二模塊是需求區(qū)。該區(qū)及時(shí)發(fā)布企業(yè)需求，并根據(jù)企業(yè)需求直接連接到學(xué)習(xí)區(qū)相應(yīng)的設(shè)備介紹、設(shè)備演示、交互體驗(yàn)?zāi)K，方便學(xué)生根據(jù)企業(yè)需求定點(diǎn)自主學(xué)習(xí)相應(yīng)的特色行業(yè)產(chǎn)業(yè)設(shè)備相關(guān)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)待解決的問題，形成明確的設(shè)計(jì)定位。老師對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)進(jìn)行指導(dǎo)，老師聯(lián)系企業(yè)，與學(xué)生一起就設(shè)計(jì)定位進(jìn)行研判，進(jìn)而形成獲得企業(yè)認(rèn)可的設(shè)計(jì)方向。

第三模塊是設(shè)計(jì)區(qū)。該區(qū)功能是提供企業(yè)、老師、學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)踐過程進(jìn)行交流，對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行陳列的平臺(tái)。學(xué)生依據(jù)需求區(qū)所形成的設(shè)計(jì)定位進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，老師在線下對(duì)學(xué)生方案草圖、3D模型、實(shí)物模型的各階段進(jìn)行指導(dǎo)，與學(xué)生形成的每一個(gè)階段成果發(fā)布到設(shè)計(jì)區(qū)。老師負(fù)責(zé)聯(lián)系企業(yè)，在設(shè)計(jì)區(qū)對(duì)不同階段成果進(jìn)行對(duì)接，在相互討論中修訂設(shè)計(jì)方案，直至產(chǎn)生最終設(shè)計(jì)成果，并在設(shè)計(jì)區(qū)進(jìn)行陳列。

（二）基于項(xiàng)目制的教學(xué)方法設(shè)計(jì)

在“人機(jī)仿真平臺(tái)”的教學(xué)過程中，通過需求區(qū)實(shí)現(xiàn)以企業(yè)實(shí)際需求為導(dǎo)向的項(xiàng)目制教學(xué)：老師聯(lián)系特色行業(yè)企業(yè)，企業(yè)提出并發(fā)布設(shè)計(jì)需求;學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)需求在老師的引導(dǎo)下到學(xué)習(xí)區(qū)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，老師定期召開討論會(huì)，學(xué)生對(duì)行業(yè)背景、設(shè)備工作原理、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行匯報(bào)，既可以幫助老師掌握學(xué)生相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，又可以對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)起到督促作用;學(xué)生運(yùn)用交互體驗(yàn)區(qū)對(duì)設(shè)備使用方式、人機(jī)關(guān)系、設(shè)計(jì)需求進(jìn)行認(rèn)知體驗(yàn)，與老師討論設(shè)計(jì)方向;企業(yè)、老師、學(xué)生在需求區(qū)一起研判設(shè)計(jì)定位;老師根據(jù)設(shè)計(jì)定位對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)過程進(jìn)行指導(dǎo)，并將設(shè)計(jì)階段成果與企業(yè)對(duì)接，企業(yè)、老師、學(xué)生共同討論、修改設(shè)計(jì)方案，最終形成企業(yè)、老師、學(xué)生共同的設(shè)計(jì)成果。從項(xiàng)目制教學(xué)組織可以看出，在“人機(jī)仿真平臺(tái)”的教學(xué)過程中，教師已由傳統(tǒng)的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)和組織，工作的重點(diǎn)是與企業(yè)協(xié)調(diào)創(chuàng)造特定的設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)境、引導(dǎo)和監(jiān)督學(xué)生自主學(xué)習(xí)，傾聽、組織企業(yè)參與討論，并給予方向性的指導(dǎo)，使學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體。

本教學(xué)團(tuán)隊(duì)面向紡織機(jī)行業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)進(jìn)行“紡織機(jī)械人機(jī)仿真平臺(tái)”的項(xiàng)目制教學(xué)改革，大三學(xué)生針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行為期一個(gè)月的設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐。在教學(xué)實(shí)踐前期，教學(xué)團(tuán)隊(duì)制作完整的“紡織機(jī)械人機(jī)仿真平臺(tái)”學(xué)習(xí)區(qū)的內(nèi)容，對(duì)紡織機(jī)械的行業(yè)背景、設(shè)備類型、發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行逐項(xiàng)建設(shè);并選擇捻線機(jī)、梳理機(jī)、紡織機(jī)、漿紗機(jī)、染色機(jī)、整經(jīng)機(jī)、切布機(jī)、提花機(jī)等設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化建模、動(dòng)畫演示和VR交互設(shè)計(jì)。學(xué)生們對(duì)紡織機(jī)械產(chǎn)品非常陌生，在開展相關(guān)項(xiàng)目之前，學(xué)生有選擇地在學(xué)習(xí)區(qū)進(jìn)行學(xué)習(xí)。老師聯(lián)系紡織機(jī)械相關(guān)企業(yè)提供設(shè)計(jì)需求，最終設(shè)立了“具有現(xiàn)代設(shè)備視覺語言的提花機(jī)”“智能化梳理機(jī)”“多功能開松打包一體機(jī)”三個(gè)項(xiàng)目。學(xué)生對(duì)標(biāo)項(xiàng)目，到學(xué)習(xí)區(qū)分別學(xué)習(xí)提花機(jī)、梳理機(jī)、開松打包機(jī)相關(guān)知識(shí)，并進(jìn)行虛擬感知體驗(yàn)，形成設(shè)計(jì)定位。老師、學(xué)生、企業(yè)在“紡織機(jī)械人機(jī)仿真平臺(tái)”對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行跟進(jìn)、研判，最終形成了較為理想的設(shè)計(jì)方案（如圖1）。

（三）課程考核設(shè)計(jì)

基于“人機(jī)仿真平臺(tái)”的項(xiàng)目制教學(xué)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要來自特色產(chǎn)業(yè)企業(yè)的實(shí)際需求。在老師的協(xié)調(diào)下，學(xué)生與企業(yè)保持真實(shí)有效的溝通，包括項(xiàng)目開始之初與企業(yè)、老師討論并確定設(shè)計(jì)定位、設(shè)計(jì)過程中企業(yè)參與研判各階段的效果等。最終考核并不局限于最終的設(shè)計(jì)效果，而對(duì)“人機(jī)仿真平臺(tái)”學(xué)習(xí)區(qū)的學(xué)習(xí)效果、需求區(qū)和設(shè)計(jì)區(qū)的溝通討論效果、設(shè)計(jì)需求的實(shí)現(xiàn)效果和項(xiàng)目按計(jì)劃執(zhí)行效果等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中，對(duì)學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)是從學(xué)生對(duì)陌生的特色產(chǎn)業(yè)知之甚少到侃侃而談狀態(tài)轉(zhuǎn)變的評(píng)判，是對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的考核;需求區(qū)和設(shè)計(jì)區(qū)的溝通討論效果的評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生協(xié)調(diào)溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的考核;設(shè)計(jì)需求的實(shí)現(xiàn)效果是從設(shè)計(jì)方案最終落地的可行性進(jìn)行考核，考察學(xué)生的實(shí)踐落地能力;對(duì)項(xiàng)目按計(jì)劃執(zhí)行效果的評(píng)價(jià)，反映了項(xiàng)目制教學(xué)中對(duì)學(xué)生職業(yè)化能力培養(yǎng)方面的考核。

三、結(jié)語

在構(gòu)建面向特色產(chǎn)業(yè)的“人機(jī)仿真平臺(tái)”教學(xué)與實(shí)踐平臺(tái)的基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)大三的學(xué)生開展教改實(shí)踐。通過“紡織機(jī)械人機(jī)仿真平臺(tái)”進(jìn)行項(xiàng)目制教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生面對(duì)紡織機(jī)械這一特殊產(chǎn)業(yè)，盡管生活中接觸不多，對(duì)該產(chǎn)業(yè)設(shè)備不熟悉，但經(jīng)過老師的引導(dǎo)和對(duì)學(xué)習(xí)區(qū)、演示區(qū)、交互區(qū)的自主學(xué)習(xí)，對(duì)紡織機(jī)械這一特殊產(chǎn)業(yè)設(shè)備有了較為清楚的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到充分鍛煉。通過設(shè)計(jì)區(qū)設(shè)計(jì)方案的反復(fù)對(duì)接，企業(yè)、老師、學(xué)生形成合力，設(shè)計(jì)方案的最終效果有了普遍的提升，教學(xué)與實(shí)踐平臺(tái)的結(jié)合產(chǎn)生了良好效果，達(dá)到了教改方案的預(yù)期目標(biāo)，具有廣泛的應(yīng)用與推廣價(jià)值。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，以虛擬仿真技術(shù)為支撐，使開展面向特殊產(chǎn)業(yè)設(shè)備的“人機(jī)仿真平臺(tái)”項(xiàng)目制教學(xué)具有可操作性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李津津，葉佩青.新工科背景下貫通式項(xiàng)目制研究型綜合實(shí)踐教學(xué)模式探討[J].中國大學(xué)教學(xué)，2020（10）：58-61.

[2]畢學(xué)鋒.危機(jī)之下的畢業(yè)設(shè)計(jì)探索[J].裝飾，2020（6）：32-33.

[3]蔡國良，陳平.雙創(chuàng)教育中實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目制教學(xué)的應(yīng)用探索[J].高教學(xué)刊，2020（31）：39-41，45.

[4]崔木揚(yáng)，王小冬.“項(xiàng)目制”教學(xué)理念深度實(shí)踐研究——以展示設(shè)計(jì)課程為例[J].設(shè)計(jì)，2020（13）：104-107.

作者簡介：

徐平，博士，湖南工程學(xué)院設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院副教授。研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)及理論研究。

章勇，博士，湖南工程學(xué)院設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院副教授。研究方向：人機(jī)工程學(xué)。

編輯：雷雪