工科院校工業設計專業學生的“工程思維”培養方式探討

田晶

【摘 要】工科院校工業設計專業是一個創新性的專業，它將工科知識與藝術設計有機的結合在了一起，是一門交叉學科。因此工科類工業設計專業的師資力量非常與眾不同，它主要是由工科類的教師和藝術設計類的教師組成，教學中往往不能很好的融合。再加上大多數工科院校的工業設計專業的課程設置更偏向于藝術設計類課程，使得學生在產品功能和使用方面的設計略顯不足。本文基于工業設計專業學生的培養目標與教育現狀，結合多年教學經驗，以及工業設計專業的特殊性，提出培養工科院校工業設計專業學生的“工程思維”的方法。

【關鍵詞】工業設計；工科院校；工程思維

【Abstract】Industrial design in engineering colleges is a creative profession， which is the interdiscipline. It hangs together both engineering knowledge and art design. So the teaching group of engineering industrial design is very special. It mainly combined with engineering teachers and art teachers， who cant merge the two subjects well in their teaching. The art courses of industrial design are more than engineering courses in major engineering colleges. It makes students proved to be lack of ability in the designing of products function and application. Based on the training objective and current education of students of industrial design， this paper proposes methods of how to cultivate Engineering Thinking by experience in teaching and the specificity of this profession.

【Key words】Industrial design； Engineering colleges； Engineering thinking

工業設計是一種創造性的活動，其目的是為了用戶和生產廠家對產品或產品系列的外形、功能及使用價值的優選[1]。黨的“十八大”報告明確提出，要堅持走中國特色自主創新道路，以全球視野謀劃和推動創新，提高原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新能力，更加注重協同創新。工業設計的發展，可以豐富產品的種類、提升其附加價值，是實現從“中國制造”走向“中國創造”的重要手段，在集成創新、引進消化吸收再創新、協同創新等方面可發揮至關重要的作用[1]。

工程是人們以科技為手段，為滿足人的需要設計建構的規模較大的人工物的活動和過程[2]。工程的最終目的非常明確，就是達到預先的設計目標，或直接產出符合要求的產品。而所謂“工程思維”，就是人們以“工程”的角度去看待問題和解決問題，可以說“工程思維”是相當具有功利性的，產品的科學性、可實現性、創新性、可靠性、經濟性、藝術性都是需要“工程思維”去統籌的。尤其是“工程思維”的創新性，是建立在實踐的基礎上，然后在實踐中尋求突破點和創新點。

工業設計所涉行業很廣，可進行制造業、IT產業、科研單位從事工業產品設計、人與計算機交互設計、視覺傳達設計、環境設計等方面工作。但目前真正學工業設計的技術人員很少，究其原因就是，專業的工業設計的學生反而不具備“工程思維”，缺乏創造力。因此，如何培養工科類工業設計學生的“工程思維”，是工業設計專業發展的一個至關重要的方向。

1 工業設計專業發展現狀及問題

1.1 工業設計專業課程占比

我國工業設計專業發展很快，教育部網公布資料，我國從20世紀80年代至今，已有超過400所高校設有工業設計專業，多分布在藝術設計類學院（如藝術學院、美術學院、設計學院等）及工科類學院（機械學院、機電學院、工程學院、建筑學院等）。根據國內部分從屬于工科院校的工業設計專業的藝術設計類課程和工科類課程的對比，基本可以看出我國高校工業設計課程的結構分布，藝術類課程無論門數還是學分都大大超過了工科類課程的份額，工科院校的工科課程學分平均僅占到總學分的18.8%，最多的院校也不超過25%[3-4]。可見，我國工科院校的工業設計專業發展雖快，但是大多數高校對工業設計專業的培養目標不是很明確，工科課程相對設計課程比重較小，學生在做產品設計過程中也不能很好的利用起工科課程的內容，而是更偏向于產品的外形設計部分。然而，工業設計專業本身是一個綜合性較強的專業，不但要進行產品外形的設計，更要強調對產品使用功能方面的設計。因此，工業設計專業培養出來的學生應該是一個 “工業設計師”，不是“工程師”，但也不僅僅是“造型設計師”。

1.2 工業設計專業師資的知識結構

工科類工業設計專業，是將工科知識與藝術設計有機的結合，因此對工科類工業設計專業的師資知識結構的要求有其特殊性。而現實是工科類課程多由工科院校中相應課程的工科教師承擔，設計類課程多由藝術設計、產品設計等相關設計類專業出身的教師承擔。這種構成是大多數院校采用的方式，但是卻有一個很嚴重的問題：兩學科課程無法融合。也就是說，工科類教師不懂設計，設計類教師對工科了解不深。因此，這就需要在培養學生“工程思維”之前，先要對兩學科教師的知識體系進行完善。

1.3 學生的畏難情緒

大多工業設計學生在進入大學之前，沒有繪畫基礎，因此大一剛開始即給學生開設素描、色彩、產品設計等藝術設計類課程，同時還會開設機械制圖、力學、機械設計等工科類課程，可以說是設計類和工科類課程同時進行的。學習設計類課程的時候，因為沒有基礎，短時間內畫出來的圖很難達到想要的效果，學生容易產生挫敗感。學習工科類課程的時候，因為理論性較強，又較設計類課程難，大多數學生也會產生畏難情緒，并無意識的回避這些課程的學習，僅以應付考試為主。結果設計類課程達不到藝術設計類專業學生的水準，而工科類課程也沒學進去。再加上一直以來，工業設計專業的學生畢業后從事本職工作的比例太低。上海“中國工業設計周”的數據表明：每年約有30%至40%的人流向包裝和商標設計等行當，有40%至50%的人改行去搞裝潢、廣告，也有部分畢業生到網站進行網頁設計，真正去做工業設計的人很少。就更導致了他們認為工科課程學了也沒用的想法，無法形成學生的“工程思維”模式。

2 培養工業設計學生“工程思維”的措施

2.1 課程體系改革

工業設計專業的課程結構大概可以分為：公共基礎課類、設計基礎課類、工科基礎課類、專業實踐課類。

工科類教師因為不懂藝術設計，所以在進行工科課程的教學中，大多是相對降低了該課程的難度，或者縮減了部分內容，整個教學過程都還是按照工科的方式去教學，理論性比較強，實踐性比較弱，而且對計算分析的要求比較高，并沒有考慮到工業設計專業學生的特殊性，而有意識的去培養一些相應的綜合設計能力。

設計類教師因為不是很了解工科，所以教學內容都是偏向于外觀的設計的，而忽略學生結構設計的部分。再加上學生對工科類課程學習不認真，所以學生就經常會設計出讓人哭笑不得的產品。例如，本校曾有學生設計小型太陽能電動車，竟然沒有給電動車設計轉向系統，小車只能前行，無法轉彎；有的學生設計蔬菜甩干機，以發條帶動小齒輪再帶動大齒輪傳動，從機械的角度和齒輪傳動的知識考慮根本不合理，無法實現甩干的目的。

因此，可以采用以下方法：

1）選用針對性的教材進行針對性的教學。例如基礎力學和機械設計基礎類課程，就有一本機械工業出版社出版的《工業設計機械基礎》教材，其中包含力學基礎和機械設計基礎的內容，并且從產品的受力和產品內部結構的設計出發，涉及了日用品、家電，普通小型機械等結構的設計，既能增加學生對工科課程的興趣，較一般的機械類課程的教材也能更淺顯易懂、更貼近設計方向；

2）應該增加工科課程的課內實踐教學，并適當的與設計課程相結合。比如我校工業設計專業的機械設計基礎的課程設計，以往都是與機械類專業一樣設計減速器，主要設計的是減速器的內部傳動機構，對于工業設計專業的學生來說，既內容枯燥又計算困難。而要與設計課程結合的話，可以結合工業設計的特點，要求學生設計一些平時生活中常見的簡單機械，比如電風扇或者小型手動裝訂機等，內部的機械結構設計部分比較簡單，而且設計過程中還需要先對市場進行調研，然后再進行結構分析，還需要一定的傳動機構設計，最后再讓其做出可動結構模型。這樣學生既可以運用自己學過的工科課程，難度也不是很大，還能親自動手做出成品模型，盡可能的激發出學生的興趣和積極性；

3）增加設計方向專業實踐類課程的結構功能設計部分。這樣學生不但要思考產品結構外形是否美觀的問題，還需要考慮所設計作品是否能順利可靠的運行，是否可以投入實際生產。

這些都需要授課教師本身的知識儲備同時融合兩學科的內容。

2.2 師資力量的“藝工合作”思想

對于工業設計專業來說，是需要考慮到美觀、使用性能、使用壽命等多方面因素的協調，而不是僅為了體現設計師的個性。因此需要藝術設計類課程和工科課程相融合，才能設計出各方面都滿意的產品。

之前也說到，工科類工業設計專業課程由兩個完全不同的學科方向的教師承擔，這就使得教師在教學過程中，著重點會有些偏差。而且，現有的工業設計專業畢業的教師，也大多都是按照工科課程加設計課程培養出來的，他們自身體現出的比較明顯的特點，就是更偏外觀設計，且工科知識不足。這樣所帶出來的學生也不能很好的把產品外形設計與結構、功能設計的融合。因此，解決兩個專業在“工業設計”這個點的融合，擺脫兩張皮的狀況，現在尤顯重要。

所以，教師團隊就應該先完善自己的知識體系，這就要求工科類教師和設計類教師互相隨堂聽課學習，還可以兩學科教師共同合作完成科研項目，尤其是校企合作的項目[5]。首先，這可以促進兩學科的交流與融合，盡量縮小兩個學科之間的差距；其次，兩學科教師可以互相學習，取長補短，提高自己的教學水平和科研創新能力，對本學科科研和跨學科科研的研究都有幫助，尤其是校企合作項目，可以有效的增進教師對另一學科內容的理解與運用；然后，可以根據學生對另一學科的反映及時調整自己的課程教學，如果學生對工科課程感興趣，可以在設計類課程中增強其結構設計的內容，如果學生對設計課程感興趣，可以在工科課程的實踐中增強其對外形設計的要求。

2.3 大學生創新項目

工業設計教育應該注重實踐，重視學生的綜合分析能力、創造性，培養學生解決實際問題的能力，可以組織學生經常參加一些科研項目，將自己設計出來的作品作為產品實際應用于生活中。結合教師的科研，申報大學生創新項目，對學生的創新能力、“工程思維”的培養，起著至關重要的作用。教師的科研，尤其是兩學科教師合作的科研項目，能夠有效的結合兩個學科的特點，融會貫通，讓學生在完成科研項目的過程中，更貼近實際產品的設計，而且能在設計過程中，更好的將結構設計和外形設計相結合，還能夠讓學生體會到親自動手和團隊合作的快樂。而且在指導大學生創新項目的同時，教師之間的合作也能夠更好的發揮，對自身理論和實踐的教學也有更好的提高，還能夠及時發現學生知識貯備的不足之處，在授課過程中對其不足之處進行加強。

3 結論

綜上所述，要培養學生的“工程”思維，需要考慮以下幾點：

1）有針對性的教學，根據工科院校工業設計專業的專業特點，確定明確的培養目標，制定相應的教學計劃和教學大綱，用適用于工科工業設計專業的教材進行教學，增加工科類實踐課程和設計類實踐課程教學的課時，并對兩學科進行有機融合。

2）教師本身需要增強自己的知識儲備，兩學科教師在教學和科研上應該互相學習、共同合作、取長補短，盡量縮小兩學科之間的差距，在教學上能夠讓學生體會到設計課程和工科課程的結合。

3）教師結合自身科研項目，帶領學生參加大學生創新項目，在項目完成過程中，充分的理解工科與設計類課程的基本設計思路，切身體會并完成兩學科的融合，設計出既滿足外形設計，又滿足使用要求的產品。

【參考文獻】

[1]朱宏任.發展工業設計 實現工業強國夢——在工業設計高級研修班上的報告[R].設計，2015（02）：144-148.

[2]趙美嵐.工程思維探析[D].南昌大學，2006.

[3]樓力律.工科類工業設計專業“基礎力學”課程的地位和教學探索[J].課程教材改革，2012（28）：61-64.

[4]吳海紅.工業設計專業工程基礎類課程整合研究[D].南京藝術學院，2008.

[5]杜秋磊，程憲春.工科院校工業設計教學團隊建設的思考[J].長春大學學報，2015（02）：123-136.

[責任編輯：楊玉潔]