摘 要 跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法是一種將多個學(xué)科知識整合在產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中的方法，旨在通過融合美術(shù)、工程學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域，提升學(xué)生的綜合設(shè)計能力與創(chuàng)新思維。文章探討了跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法在產(chǎn)品設(shè)計課堂中的應(yīng)用，分析了外觀設(shè)計、功能設(shè)計、材質(zhì)選擇和制造工藝四個方面的教學(xué)現(xiàn)狀，并提出了相應(yīng)的跨學(xué)科協(xié)作策略，旨在提升學(xué)生的創(chuàng)新能力與綜合實踐水平，滿足現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)的需求。

關(guān)鍵詞 跨學(xué)科協(xié)作；產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標(biāo)識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.02.028

Application of Interdisciplinary Collaborative Teaching Method in"Product Design Classroom

HUANG Yongjian

（Shandong University of Art amp; Design， Jinan， Shandong 250014）

Abstract The interdisciplinary collaborative teaching method is an approach that integrates knowledge from multiple disciplines into product design teaching. It aims to enhance students' comprehensive design capabilities and innovative thinking by drawing on fields such as fine"arts， engineering， and materials science. This paper explores the application of the interdisciplinary collaborative teaching method in product design classrooms， analyzes the current teaching situations in four aspects： appearance design， functional design， material selection， and manufacturing process. Corresponding interdisciplinary collaborative strategies are proposed， aiming to improve students' innovation ability and comprehensive practical level， and meet the needs of modern product design education.

Keywords interdisciplinary collaboration; product design teaching; innovation ability

產(chǎn)品設(shè)計作為一門綜合性學(xué)科，涵蓋外觀設(shè)計、功能設(shè)計、材質(zhì)選擇和制造工藝等多個環(huán)節(jié)，要求設(shè)計師具備多領(lǐng)域的知識與實踐能力[1]。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)模式忽視了跨學(xué)科協(xié)作對于培養(yǎng)創(chuàng)新思維和綜合解決問題能力的重要性[2]。跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法通過整合多學(xué)科知識，能夠有效提升學(xué)生的設(shè)計綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的復(fù)雜需求與發(fā)展趨勢[3]。因此，本文旨在探討跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法在產(chǎn)品設(shè)計課堂中的應(yīng)用策略，以提升教學(xué)效果和學(xué)生的綜合能力。

1" 跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法概述

跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法是一種在產(chǎn)品設(shè)計教育中注重多學(xué)科知識融合的教學(xué)方法。在產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中，單一學(xué)科的知識往往難以應(yīng)對復(fù)雜的設(shè)計問題，因此跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法將藝術(shù)、工程、心理學(xué)、市場分析、材料科學(xué)等領(lǐng)域的內(nèi)容引入課堂，構(gòu)建起多維度的設(shè)計思維模式[4]。在外觀設(shè)計教學(xué)中，美學(xué)與市場趨勢分析的結(jié)合能夠有效提升設(shè)計的視覺沖擊力與商業(yè)競爭力；在功能設(shè)計教學(xué)中，融合人機工程學(xué)與認(rèn)知科學(xué)的知識有助于學(xué)生理解用戶需求，優(yōu)化產(chǎn)品的使用體驗；在材質(zhì)設(shè)計方面，跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法引入化學(xué)、物理學(xué)和環(huán)保技術(shù)，使學(xué)生掌握新型材料的特性與可持續(xù)設(shè)計理念；在制造工藝設(shè)計教學(xué)中，利用智能制造技術(shù)與工程學(xué)的結(jié)合，學(xué)生可以更好地理解產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)的全過程，提升制造可行性與工藝創(chuàng)新性。

2" 產(chǎn)品設(shè)計課堂教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1" 外觀設(shè)計教學(xué)缺乏藝術(shù)表現(xiàn)力

當(dāng)前，產(chǎn)品設(shè)計課堂中的外觀設(shè)計教學(xué)在視覺傳達效果上不夠突出，設(shè)計作品缺乏獨特的審美語言[5]。教學(xué)內(nèi)容更多地關(guān)注設(shè)計工具和技術(shù)應(yīng)用，而忽略了設(shè)計美學(xué)與藝術(shù)表達的深度融合。外觀設(shè)計的形式感與美學(xué)價值往往被技術(shù)實現(xiàn)掩蓋，學(xué)生在設(shè)計過程中難以將視覺藝術(shù)原則有效應(yīng)用于產(chǎn)品外形的創(chuàng)新塑造。設(shè)計教學(xué)缺乏對比例、色彩、形態(tài)與質(zhì)感等視覺要素的系統(tǒng)性分析和審美訓(xùn)練，導(dǎo)致設(shè)計成果在形式上趨于平庸，缺乏與當(dāng)代藝術(shù)潮流及文化趨勢的契合。產(chǎn)品外觀作為與用戶的第一接觸點，其視覺沖擊力與美學(xué)表現(xiàn)會直接影響用戶的情感體驗，然而現(xiàn)有課堂教學(xué)在藝術(shù)史、視覺傳達理論和市場趨勢分析等方面的跨學(xué)科內(nèi)容涉及較少，限制了學(xué)生在設(shè)計過程中的創(chuàng)意思維和藝術(shù)表現(xiàn)力。學(xué)生普遍缺乏對美學(xué)與功能融合的深刻理解，所設(shè)計的作品在形式語言上較為單調(diào)，難以在激烈的市場競爭中脫穎而出。

2.2" 功能設(shè)計教學(xué)脫離用戶體驗

功能設(shè)計應(yīng)當(dāng)以用戶需求分析和人機工程學(xué)為基礎(chǔ)，然而教學(xué)內(nèi)容往往集中于功能實現(xiàn)的技術(shù)路徑，忽略了用戶在使用過程中對于交互、易用性和舒適度的感知。課程缺乏對用戶行為模式、情感需求及使用場景的分析，功能設(shè)計的結(jié)果往往過于注重技術(shù)性能，而忽視了產(chǎn)品與用戶之間的互動體驗。缺乏跨學(xué)科協(xié)作的人機工程學(xué)與認(rèn)知科學(xué)教學(xué)使學(xué)生無法從用戶心理和生理特征出發(fā)，進行符合人體工學(xué)的設(shè)計優(yōu)化，導(dǎo)致設(shè)計的功能性與用戶需求脫節(jié)。功能設(shè)計教學(xué)還缺乏系統(tǒng)的用戶調(diào)研與數(shù)據(jù)分析訓(xùn)練，學(xué)生對于用戶反饋、市場需求和使用習(xí)慣的把握不夠精準(zhǔn)，無法有效引導(dǎo)設(shè)計方案的迭代與改進。在課堂中，功能設(shè)計項目常規(guī)化、模板化，缺乏對真實應(yīng)用場景的模擬，學(xué)生難以進行設(shè)計驗證實際用戶的需求適配度。功能設(shè)計不僅需要考慮技術(shù)層面的實現(xiàn)，還應(yīng)結(jié)合對用戶體驗的全方位考量，涵蓋感知負(fù)荷、認(rèn)知流暢性和操作便捷性等多維度因素。現(xiàn)有教學(xué)體系對于用戶研究方法的介紹不夠深入，學(xué)生對用戶調(diào)研工具的使用不熟悉，導(dǎo)致設(shè)計過程中用戶需求分析流于形式，功能設(shè)計與實際使用情境缺乏緊密聯(lián)系。

2.3" 材質(zhì)設(shè)計教學(xué)選擇缺乏創(chuàng)新

傳統(tǒng)教學(xué)過于依賴常規(guī)材料，學(xué)生對材質(zhì)的理解局限于塑料、金屬和木材等現(xiàn)有的工業(yè)材料，忽視了材料科學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)等學(xué)科的跨領(lǐng)域知識。教學(xué)中較少涉及新材料的研發(fā)與性能分析，學(xué)生對智能材料、可持續(xù)材料以及復(fù)合材料的認(rèn)識不足，缺少對材料特性在不同環(huán)境下的表現(xiàn)分析與研究。材質(zhì)設(shè)計教學(xué)也忽略了材料的可持續(xù)性和環(huán)保性問題，學(xué)生對綠色設(shè)計理念的理解停留在表面，難以將環(huán)保材料與產(chǎn)品設(shè)計相結(jié)合。對于新型材料的加工工藝、結(jié)構(gòu)性能和生命周期管理等內(nèi)容的教學(xué)較為薄弱，導(dǎo)致學(xué)生在設(shè)計過程中無法全面評估材料的可行性與創(chuàng)新潛力。材質(zhì)設(shè)計不僅關(guān)乎產(chǎn)品的功能實現(xiàn)，還與其美學(xué)表現(xiàn)、用戶體驗、可持續(xù)性緊密相關(guān)，然而現(xiàn)有課堂未能系統(tǒng)教授如何在不同設(shè)計需求下靈活應(yīng)用多學(xué)科知識選擇合適的材料。教學(xué)過程缺乏對新材料在不同應(yīng)用場景中的適用性測試，使得學(xué)生無法在真實設(shè)計項目中驗證材料的實際性能。

2.4" 制造工藝教學(xué)忽視新興工藝融合

傳統(tǒng)的教學(xué)方式依然圍繞注塑成型、沖壓成型、CNC加工等經(jīng)典制造工藝展開，未能充分引入3D打印、激光燒結(jié)、增材制造等新興制造技術(shù)。學(xué)生在設(shè)計過程中，缺乏對這些前沿工藝的認(rèn)知和應(yīng)用，導(dǎo)致設(shè)計成果在制造階段難以實現(xiàn)最優(yōu)解?，F(xiàn)有課程缺少對新興工藝的工藝流程、材料適應(yīng)性、成本控制和生產(chǎn)周期等方面的深入講解，限制了學(xué)生在實際產(chǎn)品設(shè)計中對新技術(shù)的靈活應(yīng)用和創(chuàng)新探索。制造工藝與產(chǎn)品設(shè)計緊密相連，技術(shù)的選擇直接影響產(chǎn)品的功能性、可行性和市場競爭力。現(xiàn)代制造技術(shù)的迭代速度極快，傳統(tǒng)教學(xué)模式未能及時更新，學(xué)生對新工藝的感知滯后，缺少對不同工藝技術(shù)特性的跨學(xué)科理解，難以在設(shè)計過程中融入工程學(xué)、材料科學(xué)和制造技術(shù)的前沿成果。制造工藝的創(chuàng)新性不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)效率的提升上，還體現(xiàn)在會直接影響設(shè)計的多樣性與復(fù)雜度。課程中未能提供虛擬仿真或?qū)嶋H操作的機會，學(xué)生難以體驗并評估新興工藝對產(chǎn)品設(shè)計的潛在影響，制造工藝與設(shè)計思維的融合被削弱，無法達到設(shè)計制造一體化的教育目標(biāo)。

3" 跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法在產(chǎn)品設(shè)計課堂中的應(yīng)用策略

3.1" 融合美術(shù)外觀設(shè)計課程體系

這一體系需要在視覺藝術(shù)與設(shè)計學(xué)科間建立緊密聯(lián)系，促使學(xué)生在掌握設(shè)計工具和技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠有效應(yīng)用比例、構(gòu)圖、色彩理論、光影效果等美學(xué)原則，在產(chǎn)品外觀設(shè)計中實現(xiàn)藝術(shù)性與功能性的平衡。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)涵蓋現(xiàn)代藝術(shù)史、視覺傳達設(shè)計、用戶審美偏好分析等模塊，使學(xué)生深入理解不同藝術(shù)流派對外觀設(shè)計的影響，形成對設(shè)計風(fēng)格的全面把握。在課程設(shè)計中，美術(shù)與市場研究的結(jié)合亦同樣關(guān)鍵，要求學(xué)生不僅關(guān)注形式美感，還需考慮產(chǎn)品在市場中的競爭力，理解用戶對視覺元素的認(rèn)知和接受度。課程設(shè)置中應(yīng)引入視覺文化分析與消費心理學(xué)，幫助學(xué)生在設(shè)計過程中結(jié)合當(dāng)代藝術(shù)潮流與市場趨勢，增強設(shè)計作品的市場適應(yīng)性。課堂可以利用美術(shù)館參觀、藝術(shù)家講座、設(shè)計案例分析等形式，強化學(xué)生的藝術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)他們在設(shè)計中融入獨特的視覺語言的能力和藝術(shù)表現(xiàn)力?？鐚W(xué)科的外觀設(shè)計課程體系，不僅培養(yǎng)學(xué)生的審美能力和設(shè)計思維，還能幫助他們在產(chǎn)品的視覺表現(xiàn)和市場定位之間找到平衡，實現(xiàn)設(shè)計價值的最大化。

3.2" 貼合用戶需求高效功能設(shè)計教學(xué)

在產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中，功能設(shè)計的核心目標(biāo)是確保產(chǎn)品在滿足用戶需求的同時，具備高效的操作性和實用性。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容必須結(jié)合用戶研究、認(rèn)知科學(xué)和人機工程學(xué)的跨學(xué)科知識，幫助學(xué)生在設(shè)計過程中深刻理解用戶需求，優(yōu)化產(chǎn)品功能。課程應(yīng)重點講授如何采用用戶調(diào)研、使用場景分析和數(shù)據(jù)收集，識別用戶的實際需求和潛在痛點，從而指導(dǎo)功能設(shè)計的優(yōu)化。學(xué)生需要掌握用戶角色分析、任務(wù)流程分析、認(rèn)知負(fù)荷評估等用戶體驗研究方法，在產(chǎn)品設(shè)計中有效應(yīng)用用戶數(shù)據(jù)，以確保設(shè)計方案貼合用戶的行為模式和認(rèn)知能力。功能設(shè)計不僅需要確保技術(shù)實現(xiàn)的可行性，還必須與用戶的操作習(xí)慣、心理預(yù)期和使用環(huán)境相匹配。在教學(xué)中，應(yīng)融入人機工程學(xué)的知識，幫助學(xué)生理解人體尺寸、運動軌跡和力量分布等因素對功能設(shè)計的影響，使設(shè)計方案更加符合人體工學(xué)原理。課程還應(yīng)強調(diào)功能設(shè)計中的用戶反饋機制，教授學(xué)生如何采用用戶測試、A/B測試等方法評估設(shè)計的有效性，并進行迭代改進?？鐚W(xué)科協(xié)作教學(xué)法通過引入認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)和人機工程學(xué)的理論和實踐，幫助學(xué)生在產(chǎn)品功能設(shè)計中實現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的用戶需求滿足，并在此過程中提升設(shè)計的功能性和用戶體驗的整體水平。

3.3" 跨學(xué)科材質(zhì)環(huán)保創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)

跨學(xué)科材質(zhì)環(huán)保創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)需要結(jié)合材料科學(xué)、化學(xué)工程和環(huán)境科學(xué)的知識，幫助學(xué)生在材質(zhì)選擇上突破傳統(tǒng)思維，探索新型環(huán)保材料及其應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)涵蓋材料的物理性能、化學(xué)特性和生命周期評估，促使學(xué)生在設(shè)計過程中能夠系統(tǒng)性地考慮材料的可再生性、生物降解性和環(huán)境影響。學(xué)生需要掌握如何從材料的結(jié)構(gòu)、強度、耐久性、熱穩(wěn)定性等方面進行深入分析，并結(jié)合生態(tài)設(shè)計原則，選用符合生物基材料、可降解塑料和復(fù)合環(huán)保材料等可持續(xù)發(fā)展理念的創(chuàng)新材料。在課程設(shè)計中，應(yīng)引入跨學(xué)科案例研究，展示如何運用化學(xué)改性、納米技術(shù)等方法提升材料的環(huán)保性能和應(yīng)用價值，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。材質(zhì)教學(xué)還需關(guān)注材料的可回收性和再利用性，強調(diào)閉環(huán)設(shè)計思維和循環(huán)經(jīng)濟模型的應(yīng)用，讓學(xué)生理解如何利用優(yōu)化材質(zhì)選擇減少廢棄物產(chǎn)生和資源浪費?？鐚W(xué)科協(xié)作教學(xué)法通過引入材料科學(xué)、物理學(xué)和環(huán)境科學(xué)的多維度知識，使學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計過程中能夠從功能、環(huán)保和美學(xué)等多方面綜合考慮材質(zhì)的創(chuàng)新應(yīng)用，推動綠色設(shè)計和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)。

3.4" 智能制造工藝設(shè)計模擬教學(xué)

在產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中，智能制造工藝設(shè)計模擬教學(xué)不僅能幫助學(xué)生掌握現(xiàn)代制造技術(shù)，還能利用虛擬仿真平臺增強設(shè)計與生產(chǎn)過程的互動性與可行性。智能制造工藝涉及增材制造、3D打印、數(shù)字孿生技術(shù)、機器人自動化等前沿工藝技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用不僅提升了制造的精度和效率，還使得復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計和快速迭代成為可能。工藝設(shè)計模擬教學(xué)使學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中體驗從設(shè)計到制造的全流程，對制造工藝的各個環(huán)節(jié)進行測試與優(yōu)化。課程應(yīng)結(jié)合仿真工具，模擬材料性能、加工路徑、生產(chǎn)節(jié)奏與成本控制等因素，幫助學(xué)生在數(shù)字平臺上進行制造工藝的可行性驗證與優(yōu)化調(diào)整。智能制造工藝與設(shè)計決策的實時聯(lián)動可以促使學(xué)生深入理解設(shè)計與制造之間的相互作用，尤其是在復(fù)雜幾何形狀、定制化設(shè)計和小批量生產(chǎn)領(lǐng)域，學(xué)生能夠模擬工藝設(shè)計提前預(yù)測制造過程中可能出現(xiàn)的問題并作出調(diào)整。智能制造工藝的可視化特性為學(xué)生提供了直觀的操作界面，使他們能夠利用數(shù)字化手段提高工藝效率，減少材料浪費并優(yōu)化生產(chǎn)流程。

4" 結(jié)語

跨學(xué)科知識的整合與實踐使學(xué)生能夠更好地應(yīng)對復(fù)雜的設(shè)計挑戰(zhàn)，提升外觀設(shè)計的藝術(shù)表現(xiàn)力、功能設(shè)計的用戶適應(yīng)性、材質(zhì)選擇的環(huán)保創(chuàng)新性以及制造工藝的先進性。跨學(xué)科協(xié)作教學(xué)法的實施為未來的產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)提供了更廣闊的視野和創(chuàng)新空間，推動設(shè)計教育走向更加多元化和前沿化的發(fā)展方向。

基金項目：山東省本科教學(xué)改革研究重點項目“雙融共育，立體多元：大思政格局下的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)課堂教學(xué)改革與實踐”（Z2022228）。

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