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新工科背景下产品设计专业教学改革与探索

范文

摘要：该文对新工科背景下产品设计专业开展跨学科教育的重要性进行了探讨，提出了产品设计专业跨学科教育的教学模式，研究试图厘清关于跨学科教育的认识，结合天津城建大学产品设计专业的实践探索分析人才培养目标、人才培养方案的确立要素，并从教学团队组建、课程资源建设、综合评价等方面针对开展跨学科联合培养教学改革模式给出解决方案。

关键词：新工科;跨学科;艺工结合

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）21-0147-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 新工科背景下新的育人要求

传统工程教育强调学生掌握工程科学知识，以学科为本位，围绕学科知识这一主体开展教学活动[1]。学科知识的不断膨胀推动知识出现愈发复杂化的倾向，需要对学科知识进行细化。教育界以学科的形式对知识体系进行整合，恰恰导致各个学科之间的距离进一步加大。特别是专业细分后出现的“单而专”的人才培养模式，已不能适应面向未来的综合性人才所应具备的跨门类、跨学科、跨专业的解决复杂工程问题的能力[2]。

“新工科”是国家基于国际竞争新形势、我国战略发展新需求提出的新时代工程教育改革的新方向[3]，是国家推进高等教育改革的新战略，是工科及综合类高等院校建设与发展的重大机遇。2016年我国正式加入《华盛顿协议》，以工程教育专业认证的三个基本理念，即成果导向、以学生为中心和持续改进，作为推动本科人才培养模式改革的抓手[4]。打破传统的基于学科的学院和专业壁垒，加大课程整合力度，是实现新工科育人目标的有效途径之一。

2 产品设计专业传统教学模式的问题

2.1 学科发展归属争议，导致人才培养目标不够清晰

“产品设计专业”最早的专业名称为“工业造型设计”，后更名为“工业设计”[5]，2012年国家进行产业化调整，在本科专业目录中将“工业设计”专业分为两个大类，一类以工科为背景，开设于机械类学科下，专业名称定为“工业设计”，另一类以设计学类为背景，开设于艺术学门类下，专业名称定为“产品设计”。

调研结果显示，育人单位的自我评价和用人单位的反馈评价，都同时指向该专业育人现状普遍存在“人才培养目标不够清晰”“现有的教学模式导致毕业生知识结构及学科背景单一，难以达到新工科背景对复合型应用人才的要求”的问题。相较于专业目录调整后工科下的“工业设计”而言，设计学类下的“产品设计”专业更加擅长造型设计，注重设计的创造性和表现力，是集人文艺术与现代科技于一体的综合性交叉学科。专业目录调整后的产品设计专业以设计学类为基础进行人才的培养，具有天然优势。国内高校开设的产品设计专业课程主要偏向造型基础理论知识、手绘基础、计算机辅助设计、产品结构、工艺与材料等。

随着社会经济发展，新技术革新，数字化、信息化的发展，时代的进步推动着产品的发展和演化。产品生产侧与消费侧的调整使产品设计的概念更为广泛，涉及范畴包括实体产品设计、服务设计、软件设计、会展设计、信息整合设计等，偏向产品的终端设计。我国的产品设计正处在由“中国制造”向“中国创造”的转折点上，人才培养模式的改革，是高等教育改革抓手，是高等院校建设与发展的重大机遇，是国家战略的一部分。

2.2 师资、生源等局限影响课程体系的完整性，封闭的教育生态导致质量保障体系不系统二级标题

产品设计专业的创新人才培养需要新路径;专业人才培养服务社会能力亟须提升;教学内容与教学方法亟待升级。然而，由于本專业的学缘结构限制，培养方案中往往缺少工程类、创新类课程的支撑。众所周知，“产品设计”专业大多开设在艺术学院（系），师资结构中艺术类教师占比较大。同时.招生对象是以艺术类考生为主，不同程度地存在文化课成绩有所欠缺的问题。高等数学、工程力学、程序语言等课程的开设阻力较大。受师资、生源等条件局限，课程体系缺乏完整性。

与时代相适应相接轨的大数据、人工智能等课程更是迟迟流于形式。在系统开展教学改革之前，相关的尝试都是基于授课教师的自发行为，存在一定的偶然性，缺少系统的管理与质量保障。相关课程的理念、途径等没有得到深入挖掘，教学效果也未进行综合判断和检验。

2.3 人才知识结构单薄，工程技术、管理素养缺失

现有的教学模式导致毕业生知识结构及学科背景单一，难以达到新工科背景对复合型应用人才的要求。通过艺术类高考选拔出来的学生，更容易偏爱设计的创造性和表现力，解决问题的目标主要侧重造型设计。学校开设的工程技术方面的课程有限，工程知识储备不够、管理素养不足，表达容易出现不规范、不严谨的偏差，解决问题不够系统、全面。

以服务于设计管理能力等培养目标的《项目管理》课程为例，经济类、管理类的课程存在确认开课单位两难的困境：艺术学科自身师资了解本学科学生的知识结构与学习习惯，却相对缺乏跨学科的视野和系统的经济、管理知识，而经济、管理学科的师资虽掌握完整的知识体系却因为缺乏对艺术类学生的了解而教学针对性不足。

3 基于新工科理念的艺工结合教学模式构建

3.1人才培养目标重构，人才培养方案修订

跨学科教育在新工科建设中成为解决传统教育故有顽疾重要的途径和手段。产品设计专业作为集艺术设计、技术设计和文化设计于一身的复合度极高的专业，所培养人才必须具备良好的艺术审美能力、工程技术能力、综合表达能力。新工科建设所要求的“更加注重产业需求导向，更加注重跨界交叉融合，更加注重支撑服务”，高度契合产品设计专业的育人需求。产品设计专业要以新工科研究和实践所围绕的工程教育改革的“五新”为目标进行专业的内涵改革与提升，做到集工程、技术、人文、审美于一身的知识交叉复合。重新构建一个符合新工科理念的“艺工结合”新型产品设计复合型应用人才培养目标，以现代大工程观，融人工业4.0、互联网+、智能制造等新工科理念提升专业内涵。

培养方案是高校育人目标的总体设计和规划，培养方案体系构建的科学性直接影响着人才培养目标的实践性和有效性。厘清人才培养目标所需的知识结构，通过课程体系的调整来满足产品设计人才培养目标的需要，将服务国家工业4.0，中国制造2025等战略融人人才培养目标中。突出创新引领、学科融合及强实践性等特征，结合国家战略、地域特色、行业需求，修订人才培养方案。培养既主动服务于相关行业产业对产品设计师的需求，又能够引领未来产业向智能制造方向发展的创新型产品设计科技人才，全面补充现有产品设计专业工程技术素养不足的缺失。

3.2 跨学科教学团队建设，整合各级各类教学资源

为了解决单一学科育人局限性的问题，开设产品设计专业的高校应大力支持跨学科教学团队建设，发挥好各级各类教学资源的效能。打造校内跨学科课程团队、组建跨校教学团队、培育校企合作教学团队。围绕课程建设利用好各级各类教学资源，组织丰富多样的课程形式。教师从强调单兵作战的全能型选手转向多兵种立体化配合的集团军作战模式。课程组的组建原则逐步形成突出一专多能、强调相互补充。教育理念的变化推动课程从校内走向校外，从线下走向线上，从单一化走向多元化。

3.3 质量保障体系建设与持续改进

培养方案制订后的具体实施，需要科学的顶层设计、适合的体制机制、良好的师资、教学过程的组织、协同育人机制等方面做抓手，将艺术学、工学合理交叉，将理论与实践有机结合，高校与行业密切协作，第一课堂与第二课堂互为充实。强调团队合作和成果导向，体现教学的协同性和互补性。确保有效的落地实施。坚持成果导向，更新教学内容，改进教学和评价方法，切实提高人才培养的目标达成度、社会适应度、质保有效度和结果满意度。

4 基于新工科理念的艺工结合教学模式构建

4.1 结构调整原则、困惑与平衡

天津城建大学产品设计专业开办17年来，依据育人效果持续优化改进培养方案。2019年，为全面贯彻落实全国教育大会和新时代全国高等学校本科教育工作会议精神，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，学校启动了新版培养方案的修订工作。产品设计专业结合“新工科”教育的新要求，天津市级应用型专业建设过程中的收获体会，从产业发展的需求角度探索人才培养需求，对专业培养方案进行了修订。

在2019版培养方案调整过程中，工作小组通过调研、访谈、座谈收集的调整意见主要集中在以下几个方面：总学分、总课时数要下调;专业核心课程之间的主线要清晰，课程分工要明确;要增设人工智能、大数据等相关课程;要强化城建大学特色;要增加建筑、经济管理等课程;要加大实践教学占比等。

综合分析这些意见，发现矛盾重重，工作组实施起来左右为难。在反复调整、多方征求意见的基础上，工作组最终完成调整后的培养方案中明确产品设计专业学生毕业需要达到的总学分为155学分，其中通识教育必修课占比19.7%，学科和专业必修课组占比42.6%，通识教育和专业选修课占比11.7%，以周开设的独立实践教学占比23.5%，创新能力与综合素质拓展学分占比2.6%。实践教学总学分达63.5分，占比41%。对比前一版培养方案按照新出台的《设计学类教学质量国家标准》压缩了总学时学分，把更多的时间留给学生自主学习。进一步增加以周开设的独立实践教学和课程中的实践环节，通识教育和专业选修课组占比上升，从课程体系结构上保证了“宽基础”“重实践”“重交叉”。

4.2 课程改革与课程资源建设

课程改革与调整主要从三方面人手，分别是根据新工科理念增设专业课程、多方共建部分课程，以及为开拓国际化视野、培育终生学习理念而开设的课程。

4.2.1 根据新工科理念增设专业课程

2019版培养方案中课程新增面向行业市场需求的设计项目管理、产品整合与创新设计、版式设计、网络平台设计、企业形象设计、产品演示设计、综合设计实训、智能制造基础、数字化设计与3D打印技术等课程。

4.2.2 多方共建部分课程。

共建课程包括两大类。一类为校内跨学院共建课。依托学校城市规划、城市建设、城市管理、生态城市、智慧城市、城市经济、城市文化7大特色学科群，强调人才的复合型培养，为学生提供大量的、丰富的课程资源，联合兄弟学院共建的课程[6]。满足学生对艺术与技术、人工智能、经济等社会热点、能力发展的学习。加强了艺术类学生的科技兴趣和素养、知识眼界和能力。

另一类为校企产、学、研合作共建的设计课、实践周、选修课。为了更好地在课程中植入实题，引入行业、企业资源，最大化合作建课的效益，体现项目化、单元化教学优势，新版培养方案将原开设的体现“城建特色”的家具设计、灯具设计、城市公共设施设计、五金产品设计、厨房产品设计等固定专题设计课程，设置为能力培养进阶式，开放式可替换课程内容的设计课单元。课程更名为产品设计I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，产、学、研一体化，真正地做到“在学中做”与“在做中学”的结合。

4.2.3 国际视野与终生学习理念

为了满足学生继续学习深造的需要，增加同学们的国际视野，树立终身学习理念，在选修课中加入了大学英语艺-（3）、大学英语艺-（4）、专业英语、论文撰写、考研指导、留学指导等课程。

4.3 实践课程和综合实践平台的搭建

目前，实践课程和综合实践平台按照专业、学院、学校三级搭建：专业自有校企共建校内实验室2个，校外实习实训基地8个[7];学院建有市级实验教学示范中心1个、综合展览馆1个、敦煌壁画临摹基地1个、众创空间1个;校内面向多专业共用的工程实训中心1个，建筑面积约1万平方米，服务32个本科专业实习实训，我专业在学校工程实训中心开展金工实习、木工实习、专业集群工作坊实践项目、认知实践等項目;学校共有3个天津市实验教学示范中心，9个天津市实验教学示范中心建设单位、1个天津市虚拟仿真实验教学中心、1个建筑设计研究院，各兄弟学院实验室、科研基地（中心）等都是本专业学生实践基地。

将三级综合实践平台资源融人课堂，增加创新创业教育的覆盖面。加强创新创业课程的建设力度，增设综合实践周，将创新创业教学的相关内容更多地融入培养计划，扩大覆盖面。

4.4 整合优化工作室，实施项目驱动

学院长期坚持工作室制，专业现有6个工作室，一直坚持将真实设计项目引入到专业课程中，提高设计课程的实战性，取得了很多教学成果。新工科新模式下，学院工作室应更好地进行整合优化，利用好学校各学科资源，丰富多专业的指导师资，在综合竞赛项目方面取得更多突破，增强学生的创新创业能力，同时为多专业教师的交流搭建平台，提供资源融合碰撞的机会。

依托于启智斋（校企联合）工作室开设的校企合作伙伴上海龙创汽车设计有限公司的用人需求，开设了第二课堂《Alias汽车A面造型》，为企业实现了人才定向培养，为学生提供了就业机会和专项技能，也为老师提供了接触企业，教学相长的机会。

依托于人机工程实验室开设的《产品整合与创新》，将在研的教育部高教司产学合作协同育人项目《基于液态金属应用的创新创业基地建设》《天津城建大学人工智能创新实验室建设》的师资和训练单元引入实践周课程，引导学生成功完成了人工智能产品的开发与设计，并在京东大学（天津）的协助下完成了仿真模拟的京东众筹平台发布。打通了校企联合人才培养的通道。

4.5 实施跨学科联合毕业设计

设计学毕业设计是学生本科教育的综合验收和成果展示。新工科新模式下应打破传统的、单一专业组织的毕业设计，充分利用工科院校教学资源优势。以学生为中心，以问题为导向，开展为期半年的跨专业联合毕业设计，让学生在踏人实际工作岗位前认识到工程项目的综合性与复杂性。突出项目化选题，重视过程管理，多专业老师联合指导学生毕业设计项目，或组织不同专业的学生一起编组开展设计。进一步固化艺工结合的工作思维及设计实践。

2017年，产品设计专业联合控制与机械学院的工业设计专业共同申报了校级教改项目《创新人才培养模式下艺工结合的产品设计、工业设计联合教学改革与实践》即对跨专业联合毕业设计进行了实践探索。两个专业的教师给予充分地辅导支持，外观造型的问题交由艺术学院老师指导，内部原理和结构问题由机械学院老师解决，学生们带着问题做设计，最终收获良好的设计成果。2018年、2019年举办的毕业设计作品展，两个学院的专业教师全员参与，现场开展教学研讨，实现了毕业设计的联合指导、交叉评价、联合展览;2020年成立了由6名教师组成的跨院联合毕业设计指导小组对13名学生的毕业设计进行联合指导，因受疫情影响此项工作在线开展;两个专业组织专业教师对全体毕业生的毕业设计在线交叉评阅，并进行在线展览。

联合培养提升了教学效果，融入了大工程观的新工科理念，让学生在综合实践中潜移默化地接受和理解新工程技术思维，优化产品设计专业学生综合素质。

5 结束语

产品设计专业具有天然的学科交叉特征，其核心是以设计学科为基础，实现与其他人文艺术、工程技术、材料科学、信息技术、管理学科的交叉创新。笔者认为，多数开设在艺术院校或设计学院的产品设计专业，存在工程技术素养缺失、人才知识结构单薄、教学资源失衡这三个主要短板，面向新工科建设的育人过程必须加强学科交叉。加强顶层设计，强化育人机制，学校通盘统筹、院系资源共享、师生通力合作，形成绿色、创新、开放、共享的价值理念，跨学科融会贯通解决问题的能力，大力推动产品设计专业的整体进步。

在工程教育认证毕业要求12条的基础上，依据专业特点，提出10条主要毕业能力要求，并制订了一一对应的课程毕业目标达成度分析，增加了实践教学及工程技术综合素养知识体系。

参考文献：

[1]柴天佑，创新型自动化工程科技人才培养模式研究与实践[J].高等工程教育研究，2019（3）：1-4，28.

[2]薛子帅.跨学科博士生培养质量评价指标体系的建构与应用研究[D].武汉：华中科技大学，2015.

[3]宗晋明，新工科在高等教育中的应用探析[J].青年时代，2018（27）：187-188.

[4]顾晓薇，陶明炬，魏德洲，等.工程教育认证申请受理工作认识与思考[J].教育教学论坛，2016（17）：111-112.

[5]许江，顾平.“艺”与“工”的融合与分离——工业设计专业设置的变迁与目标定位[J].南京艺术学院学报（美术与设计版），2015（4）：136-140.

[6]何继新，刘严萍.城市管理专业人才培养的探索与思考[J].城市管理与科技，2016，18（5）： 21-23.

[7]郭汉丁，郭伟，马辉.工程能力导向的”三维度六环节”工程管理人才培养实践[J].工程经济，2019（8）：76-80.

【通联编辑：谢媛媛】

基金项目：天津城建大学教学改革项目：创新人才培养模式下艺工结合的产品设计、工业設计联合教学改革与实践（项目编号：JG-YB2-1733）

作者简介：王璞（1983-），女，河北定兴人，讲师，硕士，研究方向为产品设计、教学管理。

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