项目驱动式教学法在工业设计专业课程中的研究与实践

工作总结 |

时间:

2021-09-04 10:47:43

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摘要:培养工业设计专业所需的创新能力和思维方式,项目驱动的实践教学是解决这一问题的唯一途径。项目驱动式教学强调过程性知识和面向未来企业要求的工程师标准,其目的是培养学生今后从事职业工作所需的基本人文素质、行动能力和认知能力。本文结合本专业工业设计的专业主干课程——《产品设计》系列课程探讨如何开展项目驱动式教学。

关键词:项目驱动;实践教学;工业设计;自主学习;创新能力

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)02—0097—03

近两年来,随着我国《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010~2020年)》对提高人才培养质量的要求和企业对自主设计研发人才的需求,高等学校正在逐步转变教育思想,重新定位教师角色,由此对研究型教学、项目驱动、讨论式教学的研讨和探索成为教学改革的热点。随着国内高等教育逐步迈向高水准,深入探索面向研究型教学的系统方法和评价体系,推动向“研究型大学”的转变,是高校实现向国际一流教学研究机构跨越式发展的必由之路。“项目驱动式”作为研究型教学的主要方法之一,是国外先进教学普遍采用的教学方法,欧美大学中大量课程是以项目驱动的研究型课程。国内高等教育在开展项目驱动、研究型教学方面起步较晚,我们无论在教学理念、过程及方法上,与国外大学相比都存在一定差距。因此,针对高等学校工程和设计类创新人才培养中存在的种种问题,我们在工业设计专业的课程中开展了一系列有关项目驱动式教学方法的改革措施。本文着重讨论在《产品设计》系列课程中如何开展项目驱动式实践教学。

一、项目驱动式教学现存的问题

1.对以项目驱动的实践教学定位过低

实践不仅仅是“提高动手能力”,实践是全面培养人格、人文和能力的主要途径,实践是培养专业思维行为方式的唯一有效途径,实践是学真本事的唯一途径,实践也是激发开拓探索创新能力唯一有效的途径[1]。

2.很多项目驱动教学中教师仍然没有摆脱“喂奶瓶”、“保姆式”的传统思维,项目往往是由教师提出的,学生缺乏选题训练,实际上选题是科研活动中最难的环节

项目过程中学生遇到问题,也是由教师想办法解决。项目驱动式教学是要建立学生自主做事的环境,而不是教师代替学生做事。这也是造成学生能力和责任感低下的主要原因。

3.项目缺乏企业实际工程背景,学生在设计过程中缺乏考虑企业真实情况下遇到的各种复杂问题

和我国其他专业一样,工业设计的大多数教师本身就缺乏实践,不会设计产品,不了解企业实际,设计作品变成了“纸上谈兵”,“闭门造车”,最终停留于纸上。

4.结果缺乏实际应用或企业评价

项目的最终考核仍然由教师完成。是否被企业认可、是否产品化应作为项目结果评价的主要依据。

二、开展项目驱动式教学的目的

工业设计专业课程教学最重要的两个问题是:设计什么,如何设计。传统教学方法是传授各种设计技能。设计专业最大的忌讳就是模仿,而这些设计技能课程几乎都在传授模仿技能,模仿无法培养设计专业所需的创新能力和思维方式,项目驱动的实践教学是解决这一问题的唯一途径。项目驱动式教学强调过程性知识和面向未来企业要求的工程师标准。其目的是培养学生今后从事职业工作所需的基本人文素质、行动能力和认知能力[2]。

项目驱动是利用企业真实的设计项目和科研项目驱动教学,目的是为了克服纸上谈兵。主要是为了解决以下问题[3]:

1.如何寻找和确定研究课题或设计项目。技术科学的价值在于发现和解决国民经济中的技术与管理方面的普遍性问题和难点性问题,要求学生到社会实践和专业实践中去寻找和解决问题。科研和生产中找课题是最难的环节。

2.项目驱动迫使学生参与实践。传统教学中的一些习题、实验、课程设计脱离实际,逐渐变成闭门造车。解决办法之一就是用企业实际项目和科研项目作为专业课程的训练内容,学生进行行业、企业调查,承担真实设计项目,通过在项目完成过程中遇到的各种实际问题,让学生了解真实设计过程。

三、项目驱动式教学改革内容

西安交通大学工业设计系在开设研究型课程中经过了十余年的积极探索,已经建立了数门具有独特设计思维体系的研究型课程。研究型课程教学过程的共同特点是把传授陈述性知识转变为带领学生自主选题,以项目驱动掌握过程性知识;主要的学习途径是调查、实验和讨论,探索全局性知识。本专业主干课程——《产品设计》系列课程的教学改革,旨在落实卓越工程师教育培养计划,与企业紧密结合,进一步探索校企合作的项目驱动实践教学模式。同时通过与企业、创业团队、产品孵化平台等建立合作机制,实现创新设计方案的产品化过程。

本次教学改革的具体内容包括:

1.建立自主的开放做事环境。项目驱动的实质是“干中学(learning by doing)”[4],项目驱动教学应该在和谐开放的教育氛围中实施。教师需要思考如何跳出自身知识体系的局限,充分发挥学生自主学习能力和动机。教学过程应该按照动机心理学从设计过程的目的动机、计划、实施、评价这四方面展开[5]。根据人才培养目标以及具体的教学任务,引导学生自主建立团队,选择可行的实施项目,制定项目实施的相关方案、计划和进度。通过企业实践、合作项目、企业调研参观、学生实习等方法,进一步探索校企合作的课程教学模式,为学生提供除课堂外的多种教学实践环境。

2.建立校企合作的课程培养体系。项目驱动不仅是把企业真实课题带入课堂教学,而且还要让学生真正参与企业的设计项目,或者由学生独立承担企业的设计课题[6]。在项目驱动教学中,由教师和企业设计师共同负责指导学生,教师指导学生的过程也是教师了解企业、行业情况,丰富设计经验的过程。学生参与企业的设计项目,让学生了解企业的设计流程,多方面考虑问题,学会沟通合作。包括建立校企教学团队,共同制定课程大纲,制定详细的课程内容,建立教学评价方法等内容。

(1)按照卓越工程师的标准,建立课程培养目标:我们调查国内外高端企业对工业设计从业人员的要求,提出工业设计专业卓越工程师应具备的人文素质和专业能力。人文素质包括团队合作、沟通能力、全局眼光、责任心、积极主动、自学能力、抗压能力、诚信、探索创新和领导能力等。专业能力包括全局规划、设计调查、设计定位、设计实施、设计评价和设计管理等环节的职业能力。在课程的具体培养目标中,我们通过项目驱动培养学生能够从企业全局、技术及生产工艺、市场、用户的需求等方面规划项目,能够通过设计调查分析建立详细设计规格,胜任产品外观、结构、模具设计的能力,能够进行项目组织、管理、成本与质量控制。

(2)制定详细的课程内容:明确校企教师的教学环节和内容。由学生自己选题,自己选择学校或企业的指导教师,学生在导师的指导下,通过完成设计项目或企业设计课题,逐步掌握各种产品从设计调研、设计立项、部件选型,到外观设计、结构设计和模具设计,以及样机制作、测试的完整过程;或通过实际项目,掌握软件设计的基本过程,包括用户需求调查分析、建立系统架构、软件逻辑设计、详细设计、交互流程设计、图形界面设计、程序设计、测试评估。能够初步掌握产品规划的整体思路,编写项目经济与技术分析总结报告,制定产品的推广策略的方案。

(3)建立教学评价方法:通过课程互动建立关于教学效果的反馈机制,教师掌握每个学生的能力特点,随时给予有针对性的指导。学生学习效果的考核,不仅看学生掌握知识的程度,更重要的是评估学生在人文素质、认知能力和行动能力方面的提升。根据承担项目的难易程度,完成结果对企业的实际贡献,以及设计作品是否产品化作为课程成绩的主要依据。

3.建立实践经验丰富的师资队伍。由学校和企业共建的教学团队中,校内教师要求有丰富的工程实践背景,承担过企业的设计项目,与企业有长期科技合作经历。校外企业导师,要求至少是中级以上专业技术人员。教师必须具有长远眼光,在价值观念和专业思维方向走在时代前面,这样才能对学生有启发作用。教师必须能够向学生示范专业思维行为方式,具备全局思维能力和行动能力,因此教师必须承担过企业实际的设计项目。通过项目驱动,促使青年教师进一步丰富实践经验。

四、课程教学过程

该课程以学生实践为主,大约占90%学时。实践环节主要包括企业参观、实习、市场调查、用户调查、设计实施、产品原型制作及测试等。

1.选题

自主选题的训练是为了使学生具备全局规划能力:能够从未来长远愿景规划下一时代的可持续发展、低碳科技、生态循环策略;能够胜任新产品开发,从行业、企业策略角度预测规划产品;能够进行项目规划和预算,从生产制造角度设计产品;能够从市场策略规划产品;能够准确把握并预测用户需求。只有学会探索未知问题,才能摆脱跟随式思维,才能为企业提高自主创新能力。

如何选题?没有权威,没有系统知识,针对问题自己思考,自己建立方法。选题的过程是不断尝试、探索、发现问题的过程。教师通过讲座、带领学生参观、调查、讨论,使学生了解某产品的设计思想和国内外行业发展趋势;通过产品案例,让学生开展讨论,分析产品设计的优缺点,促使学生发现产品设计的问题;学生通过调查企业产品设计策略、用户和市场对产品的需求,逐渐形成新的设计思想,并通过讨论、技术可行性、经济性分析等确定选题的可行性。最终提出项目计划书。《产品设计》系列课程分三个学期完成,设计对象涉及家电产品、仪器仪表、医疗产品、数字电子产品、交通工具、数控机床等产品大类。

2.设计实施

(1)设计调查

通过调查用户、市场和技术,分析得出产品的设计目标,制定设计指南。

(2)产品概念设计

将创新概念转化为设计方案,把人因素和美学融入到产品功能设计和机械设计中,提出全面的设计解决方案,将设计调查结果转化为产品设计信息、研发要求、规格定义、实际生产工艺和价格目标。包括产生概念方案、方案选择、概念测试,最终确定产品的设计规格几个阶段。

(3)产品结构设计

通过企业实习、参观,企业导师指导,参与企业设计项目,了解产品开发周期,熟悉常见的材料、加工和表面处理等制造工艺的相关知识。通过产品拆装、功能结构分析,积累典型产品结构设计经验。最终将相关的工程技术知识运用到项目中,完成产品的结构和模具设计。

(4)原型测试

原型的主要作用是探索是否符合用户需求,是否能正常工作;通过产品与相关设计开发人员、用户、市场人员进行交流;通过原型集成实现各功能的产品子系统及组件。原型包括产品的外观原型、分析原型、完整产品或部分功能的实体化原型。对原型的测试包括单一或综合功能的可行性测试,结构和性能的可靠性测试。这一阶段学生首先需要按照设计方案实际制作出不同的原型,设计不同的实验及方法对不同结构装置、材料、整体模型进行测试,最终实现对产品各个设计目标的验证。

3.设计评价

所完成的设计项目最终是否产品化是评价该课程改革效果的主要指标。设计方案不停留于纸上,设计活动不局限于校内。目前我们已经建立了一些与企业、创业团队、产品孵化平台等的合作关系,利用其生产和市场渠道,同时设计方案经过不断改进最终转化为产品。

五、结论

目前我国处于经济转型时期,为了提高自主创新能力,企业急需大量工业设计相关人才,而国内的教育水准和企业社会需求之间还存在着一定差距。我系在工业设计专业课程中开展项目驱动式教学改革研究,建立了校企合作、产品孵化等新模式,所培养的学生在人文素质和专业能力方面有了全面提升,学生能够胜任工业设计师的职业需求。

[参考文献]

[1]李乐山.研究型大学探索:PHA教育模式的理念与实践[J].西安交通大学学报(社科版),2004(01).

[2]李乐山.高等学校开设研究型课程的新思维[J].西安交通大学学报(社科版),2004(02).

[3]李乐山.高等学校进行研究型教学的方法与意义[J].西安交通大学学报(社科版),2008(01).

[4]李乐山.工业设计心理学[M].北京:高等教育出版社,2004.

[5]廖敏.如何提高工业设计专业学生工程设计实践能力[J].科教文汇,2010(12).

[6]冯林,郑薇薇.“任务驱动”与“项目驱动”相结合的创新教育研究[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2010(04).

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