基于交互式產品原型構建的實踐教學研究

本文主要針對現行設計教學提出了一種新的教學改革嘗試，主要通過將交互式產品的原型構建引入到實踐教學中，用于提升學生的創意思維和解決問題的能力的研究與探討。期間還對交互式產品原型的概念，引入到實踐教學的意義、原型構建的方法和應用進行了一定的闡述。

實踐教學是工業設計應用型人才培養模式的關鍵環節。工業設計作為一門“行”與“思”結合的學科，更強調解決問題的能力。設計教學需要培養學生綜合考慮用戶需求、市場趨勢、工程技術和技術組織等多方面的整合創新能力。那么如何在現有教學條件下，通過教學內容和方法的改革，培養學生全面考慮問題以及自主解決問題的能力是本課題要研究的內容。

交互式產品原型概述

交互式產品概念。隨著虛擬技術和傳感器技術的不斷發展，我們日常生活中的產品日趨復雜和豐富。用戶對產品的關注也不再局限于功能實用、易用的基本層面上，而是逐漸轉向對產品的情感化，體驗性，個性化的期許。而幾乎無一例外，所有那些給用戶帶來卓越體驗的產品都借助于產品的交互形式，這也將是未來產品的一個方向。交互性的產品，需要設計師根據創意概念構建出一系列的裝置，以不斷驗證想法，提高研發效率。在交互設計中，一般將這種幫助我們與未來產品進行互動，從而獲得第一手體驗，并發掘新思路的裝置稱為“原型”，其構建與完善的過程稱為“原型構建”。針對交互式產品的開發而做的原型構建就是交互原型構建。

將交互原型構建引入實踐教學的現實意義

1. 從視覺化呈現到概念實體化。

實踐教學在整個工業設計專業教學中是不可或缺的重要一環，是培養學生創造能力、表達能力、協調能力和實踐能力的綜合課程。以往的專業課教學更注重學生思維層面和視覺化的效果圖表現層面的訓練，無法建立起從虛擬模型到現實產品之間的映射，因此也就無法正確評估作品的可行性和現實意義。而交互原型可以將設計概念實體化，豐富學生的設計思維，學生通過交互原型來快速表達設計概念， 不僅直觀并且便于交流。

2. 整合科技創新，為技術尋找最大的市場機會。

目前我國的科技成果轉化率大約在25%左右，但是真正能夠實現產業化的不到5%，與發達國家的科技成果80%的轉化率相去甚遠（來源：中國新聞網）。我國科技成果轉化率嚴重偏低，工業設計有責任通過整合科技創意，為技術尋找最大的市場機會。比如我們知道“電爐絲”作為一種電熱轉換的技術早已存在，但直到遇上了日本設計師，才成就了現代家庭最常使用的電飯煲，同樣在“微電子”技術不斷成熟的情況下，又是通過技術與設計的整合使得“電飯煲”變成了“智能電飯煲”，為生活帶來了智能化的便利。

從技術到產品需要設計師的敏銳的眼光，設計師要善于發現用戶的潛在需求，并通過整合技術，設計創新的產品。而原型構建是對技術整合的一種有效探索。

3. 養成做中學的習慣

原型的設計是迭代進行的， 需要重復設計—評估—再設計的過程。原型構建遵循的是“做中學”的方法。將原型構建引入實踐教學有助于學生實踐“做中學”的方法。 “做中學（Learning-by-doing）”是美國教育家杜威提出的著名的教育理論原則。也就是“從活動中學”，“從經驗中學”，甚至“從失敗中學”，充分體現了知與行的結合。另外，工業設計師雖然不可能接受工程學方面的專門教育， 但有必要了解相關學科的知識。學生正好借此原型構建過程中了解必要的多學科知識。

交互原型構建的方法和應用

原型構建的方法很多，可以是通過整合技術，利用方便獲取且廉價的材料，現成的功能模塊快速組合的方式來構建功能相對簡單的交互原型，也可以利用3D打印技術獲得快捷高效的原型，或者利用具有完善的軟硬件兼容平臺的LEGO M INDSTORMS（ 樂高頭腦風暴）套件來構建較為復雜的交互原型。3D打印技術，是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。通過3D打印技術可以非常快速地得到的相對滿意的原型或者高保真度的手板模型，3d打印技術對具有復雜外形需要的原型的支持非常出色，并且隨打隨的，方便修改。缺點是3d目前的成本較高，普及使用還需一定時間。LEGO M INDSTORMS（ 樂高頭腦風暴）套件，是由丹麥樂高公司和美國麻省理工學院的媒體實驗室（M ed ia Lab）等共同開發的一項可編程積木（ Prog ramm ab le Br ick）套件。它是一種非常具有時效性的原型構建方法，不僅靈活而且環保，構件可以被反復組合使用，隨意組合直至組建滿意的原型效果，符合原型構建中迭代設計的要求。

在我們的實踐教學研究中主要以整合型的方式構建交互原型為主。因為這種構建方式更為靈活，耗時較少，成本相對較低，適合教學應用。

以整合型的方式構建交互原型，包括原理驗證型和快速交互原型。原理驗證型原型較為簡單、甚至略顯粗陋，有時候僅需要包含傳感器和電路元件組合。這類原型也是后續原型改進的基礎，是交互原型的第一個版本。快速交互原型的構建需要包含一定的外觀和結構，能夠進行交互功能的演示和交互體驗的數據采集。構建這類原型的材料可以是常規用的模型材料比如ABS 板、油泥、發泡塑料等。也可以購買現成的電路元件、傳感器，或搭載相關功能模塊的產品，經過簡單的拆卸，獲取需要的模塊，然后再結合自身的原型進行拼裝以實現交互功能。整合型的原型構建因為簡單快捷，還有助于學生講注意力集中在交互的方式的優化和提升產品的情感體驗。

例如“星辰”小夜燈的課程作業設計。該作品的趣味在于，當有人靠近時會小夜燈會對你“眨眼睛”（led燈珠隨機閃爍），同時在一年中不同月份顯示對應的星象，體現星辰作為一種最為古老的計時方式，極富浪漫氣息。這個原形的制作主要用的的材料包括：一個掛鐘鐘盤，若干個不同規格的led燈珠和一個定時器（見圖4），以及用硬紙板制作的一個星座圖形背板，用于固定led燈珠。Led燈的連接，電圖的連接和程序代碼編寫和原型調試由設計團隊自行完成。關于電路連接和程序代碼編寫是其中較為困難的環節，在具體的實踐教學過程中我們為學生指定了一位電路工程師作為技術指導，設計團隊中也包含一位機電學科背景的成員，保證了完成交互原型構建的基本條件，最后在經過幾番調整、重做等“迭代”開發后，基本實現了最初的交互效果。另一個交互原型案例，交互式加濕器原型的制作也遵循形似的過程，只不過該原型在交互的復雜性和完成性上要求更高，并在后期制作了一個手辦模型。該原型的設計創意是一種交互式的，趣味加濕器，靈感來自成語“狡兔三窟”。

總 結

實踐教學中引入交互原型的思路，豐富了設計教學的內容和形式。幫助學生將創意實體化，引導學生不再把創意的視覺表現，把效果圖當成是設計的全部，在整合傳感器技術、接觸電路元件，構建復雜交互原型的過程中了解學科交叉的重要性并從總學到新的知識，同時原型作為一種開放式問題，也是對學生創新思維應用能力的考驗，鍛煉了學生獨立思考、靈活解決問題的能力，豐富學生的創意視角和提升創意思維，建立完善的設計評價體系，提升學生的創新思維和綜合設計能力。

（作者單位：浙江理工大學科技與藝術學院）