湖南大學設計藝術學院“新工科·新設計”人才培養教學體系與實踐研究

季鐵

在2021年11月10日，聯合國教科文組織在題為《一起重新構想我們的未來：為教育打造新的社會契約》的報告呼吁改革課程和教學方法，以響應社會近年發生的3大變化：全球化、氣候挑戰和數字革命及相關變化。報告特別要求：

·以人權和尊重文化多樣性為基礎的教育;

·將環境教育納入所有學校課程;

·在傳授數字工具時兼顧技能與正確運用所需的批判精神

中國的設計教育目前處于一個規模空前的階段，湖南大學作為綜合院校以“工業設計”為核心的設計學科發展過程中，無論是197了年創建“機械造型及制造工藝美術研究室”，還是1993年《理工科院校工業設計學科的建設與設計教育特征的確立》獲得國家級教學成果獎一等獎并擔任工業設計教學指導組主任單位，湖南大學設計藝術學院始終堅持將不同時期的前沿科技整合應用于產業服務和社會創新，隨著家電、通訊、裝備、汽車、互聯網等產業的逐步發展，不斷豐富學科內涵，迭代研究方法，提升實踐創新能力。2018年，《面向國家戰略的數字化與國際化設計創新人才培養體系》再次獲得國家級教學成果一等獎，延續了“湖大設計”薪火相傳的精神。

一、經世致用：國家戰略與問題導向

2018年12月，2018-2022年教育部高等學校工業設計專業教學指導分委員會成立大會暨第一次全體會議在東北大學召開，明確了“新工科·新設計”的教學改革任務。2020年9月，在總書記視察岳麓書院之后，湖南大學錨定一流大學目標，集聚快速發展新動能，以“培養新時代經世致用的領軍人才”為重點工作，持續推進“新工科”行動。

面向2035和2050的新征程，在“三新”（新發展階段、新發展理念、新發展格局）與“四個面向”（面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康）的戰略規劃指導下，湖南大學設計藝術學院充分發揮綜合學科、產業服務及多元化國際資源優勢，重新定義面向國家戰略和產業升級的系統設計方法與知識體系、智能制造與數字化驅動的“設計學科”時代特征，全面提升工業設計專業的工程實踐能力，提高教師與學生自主融合創新的知識體系建構能力，以數字化為驅動，以互聯網、大數據、人工智能等新興技術為手段，以社會科學和人文科學的視野驅動工業設計創新的原動力、人本思維以及社會運動的判斷能力，敢當設計教育改革的先行者、探索者、引領者，構建跨地域、產業融合、協同發展的創新設計知識體系與產業服務體系，將“教書育人-科學研究-社會服務”融為一體。學院2020年以來，持續舉辦了14期“新工科·新設計”學術論壇，吸引了近20萬人的關注，逐步明確了“新工科”發展應以數字化為驅動，以工業互聯網、大數據、人工智能等新興技術為手段，構建跨地域、產業融合、協同發展的創新設計知識體系與產業服務體系，聚焦構建“數據、工具、平臺”為核心的設計生態。（圖1）

在“問題導向”的指引下，學院針對社會轉型與產業升級過程中的實際需求，逐步聚焦以下六大問題中的設計參與方法：（圖2）

1.產業升級與設計賦能

2020年，我國與創意設計直接相關的16個行業實現營收31425億元，占GDP總量的3.1%。在產業結構調整與轉型的關鍵時期，從簡單的功能需求發展到數據驅動、智能生產、融合眾創的創新生態，設計將加速融合多學科力量，更深入地參與到不同產業的轉型升級過程中，在“生產、生態、生活”的各個環節發揮關鍵性的賦能作用。（圖3）

2.能源結構與綠色發展

面向“雙碳”目標，我國亟需優化產業和能源結構，推動經濟發展模式轉型。針對現有能源系統在產品、交互、服務層面的問題，開展包括面向能源結構調整的生態系統創新設計、面向后疫情時代集聚空間的綠色協同設計、面向消費模式轉型的可持續產品與服務系統等內容的生態設計研究與實踐，逐步形成“生態文化、生態科技、生態經濟”融合的可持續與生態設計知識體系。（圖4）

3.城市群與城鄉融合

面向“城鄉融合”及一系列區域化的城市群發展，“城市化”不斷重新定義，鄉村與城市之間逐步展開以文化與服務因素為核心的新業態、新服務、新經濟、新文化。在此背景下，按照“鄉村社區—城市社區—虛擬社區”的研究路徑，以“鄉村—服務—產品—城市”作為新的研究框架，探索數字文明時代文化與生態多樣化的美好場景，催生多元共生的城市文化與業態融合。（圖5）

1/“三新+四個面向+雙循環”的時代背景

2/社會轉型與產業升級中的設計思考

3/設計驅動的產業轉型升級路徑

4/可持續與生態設計方向的國際合作情況

5/“鄉村社區—城市社區—虛擬社區”的研究路徑

4.文化科技與現代服務業

2019年8月，科技部等六部門共同研究制定了《關于促進文化和科技深度融合的指導意見》，“十四五”國家重點研發計劃重點專項“文化科技與現代服務業”規劃組隨后成立，完成了相關重點任務的調研、部署和指南工作。文化科技融合態勢凸顯，成為現代服務業創新的兩翼與內在驅動力，邁入文化科技經濟融合互動的“文化經濟4.0”時代，“服務經濟”的變革和發展持續升溫。（圖6）

5.糧食、公共安全與健康

在當前國內外政治經濟環境日趨復雜的背景下，受疫情沖擊影響，全球的不確定性不斷加強，糧食安全、公共安全與人民健康是國之大計。通過數據融合與智能創新，設計將有可能在智慧農業、應急系統、航空航天航海等方面展示更多的可能性。（圖7）

6.數據智能與未來發展

在“人、物理世界、智能機器和虛擬信息”構成的“四元世界”（吳朝暉），亟需通過數據智能方法來將傳統的線性工作流程轉化為基于設計大數據的網狀設計創新體系，提升產品定義、服務體驗與賦能產業發展精準度與效率，形成數據智能驅動的創意設計服務新模式。（圖8）

二、知行合一：人才培養與學科建設

為培養能夠解決國家重大關鍵問題的設計人才，學院以“文化引領、科技賦能、融合創新”來推動設計學科內涵體系建設，制定了全新的模塊化教學計劃，并組建了跨學科的教師團隊開展教學工作，包括設計理論與戰略、智能設計方法與工具、文化科技融合與社會創新方法三大方向，以及智能裝備、智慧出行、數據智能與服務設計、智慧健康、可持續與生態設計、數字文化創新六大模塊。（圖9）

6/文化科技融合的與現代服務業研究

7/面向信息一體化作戰的智能座艙

8/數據智能驅動的創意設計服務新模式

9/“3+6”模塊化教學計劃

10/智能裝備模塊研究內容

11/智慧交通場景化創新設計

12/數據智能賦能服務設計發展

13/智慧健康領域的設計大數據

14/可持續與生態設計的三大研究方向

1.智能裝備模塊

針對工程機械、三航、軍工、應急領域的智能裝備設計需求，研究智能化、無人化、集成化趨勢下的復雜系統設計方法、智能功效優化、裝備控制與可靠性、人因交互與體驗、造型風格與品牌基因、全產業鏈商業模式等問題，在“三高四新”地方產業服務與國防安全戰略中發揮積極作用。（圖10）

2.智慧出行模塊

研究智能網聯時代以自動駕駛汽車、軌道交通（高鐵）為代表的智能運載工具設計理論與方法，構建多樣化出行情境下的“安全、舒適、體驗”智慧出行服務系統，參與全球標志性產品設計與研發，基于出行與運載大數據，開發面向運載工具的智能設計系統、工具與軟件。（圖11）

3.數據智能與服務設計

針對現代服務業中人工智能、大數據等關鍵領域的實際需求，主要研究以用戶為中心、以數據為驅動的服務設計方法及相關智能平臺工具，挖掘人、產品、服務與場景中的數據價值，洞察產品與服務的創新機會點，優化服務生態鏈，培養掌握數據驅動創新方法的設計專業人才，推動服務設計產、學、研、創的轉化。（圖12）

4.智慧健康模塊

面向醫療康養、防疫抗災等大健康、公共安全問題，整合設計、人工智能與行為科學，通過智能感知、機器視覺、數據挖掘等方法，圍繞“物理—認知—情感”三個方向，以場景創新開展“生理心理、運動行為以及醫療大數據驅動”的設計研究，形成產品、服務、體驗三個層面的設計理論與方法，開發智慧健康領域的智能設計工具。（圖13）

5.可持續與生態設計

在系統生態觀的導向下，面向“生態文明”的短期目標以及“碳達峰、碳中和”的中長期目標，通過“能源生態系統一綠色協同一可持續設計”的設計參與路徑，從“面向能源結構調整的生態系統創新設計、面向后疫情時代集聚空間的綠色協同設計、面向消費模式轉型的可持續產品與服務系統”三個方面來進行研究，從而形成面向未來的可持續解決方案，推動實現人與自然和諧共生的新格局。（圖14）

15/國家重點研發計劃項目課題研究路線

表1 湖南大學設計藝術學院的部分教學成果列表

6.數字文化創新

針對數字文化生態中的文化資源、文化傳播、文化價值等問題，系統梳理中華優秀傳統文化的核心價值，構建互聯共生的國家文化大數據智能創意設計平臺。以“文化內涵一設計重構一藝術再現”為路徑，豐富文化表現形式、文化與科技體驗，賦能實體產業與數字經濟，以文化科技融合推動文化自信、文化認同、文化強國。（圖15）

三、“新工科·新設計”體系建設的重點工作

1.實事求是，以國家戰略和民生之維，開展課程建設與教學研究

學院以工業設計國家級特色專業、藝術與設計國家級實驗教學示范中心和具有國際競爭力的藝術設計人才培養實驗區等項目建設為基礎，以培養擔當民族復興大任的時代新人為著眼點，堅持設計驅動和問題導向，不斷調整設計教學的內涵與內容建設，培養學生成為技術、文化、經濟和社會創新的推動者。學院將學科特點與國家發展需求緊密結合，提出了設計人才培養的六個基本能力：人文思想與藝術感受、設計思維與綜合表達、復雜問題與知識求解、先進技術與智能交互、本土文化與國際視野、資源整合與協同創新，構建了數字化條件下具有中國文化底蘊和國際視野的創新設計人才培養體系，并在國內外高校進行推廣、示范和應用，十三五期間先后取得國家教學成果獎一等獎1項、省級教學成果一等獎3項。課程建設方面，建設國家級一流課程2門、國際慕課1門、省級一流課程9門;教材建設方面，獲得全國優秀教材獎1項，多本教材入選國家級規劃教材;教學改革方面，立項教育部新工科研究與實踐項目1項、新文科研究與實踐項目1項。（表1）

2.敢為人先：設計引擎，數智賦能，實現產業合作與地方服務

16/為三一集團提供設計服務

17/交互與服務設計發展歷程

以培養擔當民族復興大任的時代新人為著眼點，精準對標國際一流高校（RCA、CMU等），從借鑒到自主，從追趕到超越，培養學生面向未來、面向未知的自主創新能力。學院組建了以設計學為核心的跨學科、高水平科研與社會服務團隊，聚焦重點領域，自“十三五”至今，完成國際合作、國家和省級研究項目80多項，同時服務于國際知名企業與地方產業，完成橫向科研經費近億元。學生在緊密而多元的政、產、學、研的科研體系，學生在田野實踐中鍛煉了意志力、快速學習與轉化能力、市場推廣能力，一大批畢業生進入全球知名企業之后，仍然保留了堅強的使命感，科教融合的體驗成為他們成長過程中寶貴的生命記憶。

在智能裝備、出行方向，培養以汽車、軌道車輛、工程機械和大飛機等高端裝備為主的工業設計人才，為三一、中車、商飛、泛亞、一汽、二汽、廣汽等裝備與汽車產業、高等院校輸送了大量人才。在持續26年為三一重工提供設計服務的基礎上，集中針對汽車起重機、全路面起重機、越野起重機和特種起重機四大類產品開展工業設計，產品型譜覆蓋25噸至1200噸級的20多種規格與型號，完成87款產品的整體產品形象（PI）設計優化，助力三一集團打造國際化、數字化和智能化的自主高端裝備品牌。在2020年11月26日“三一全球購機狂歡夜”，2小時交易額突破234億元，創造了國際工程機械領域的奇跡。（圖16）

在交互體驗與服務設計方向，通過持續十五年的國際知名企業合作，如華為、百度、LG、諾基亞、微軟等展開人才培養和科學研究領域的深度合作，形成了面向新技術和社會條件下的交互與服務設計教育新模式。2014年開始與華為開展全面合作，圍繞全場景業務生態制定了系統的用戶體驗與設計生態研究計劃，完成25個委托項目，解決了無線網絡國際標準、中國頭部和內耳人體尺寸數字化建模等“卡脖子”問題，培養了6位關鍵崗位的設計總監;2018年，學院與百度共建“百度一湖南大學智能設計與交互體驗聯合創新實驗室”與“百度一湖南大學設計學博士后聯合人才培養基地”;2021年，與華為UCD中心成立了首個高校合作聯合創新研究平臺——“用戶體驗設計聯合創新中心”。2021年，與小米、邁瑞、京東、太火鳥等企業組建“面向智能交互產品的創意服務設計技術與平臺”研究聯盟，通過設計大數據、全價值鏈路設計決策和精準營銷等方法，構建數據智能時代面向智能交互產品的創意服務設計理論、方法、工具、平臺，提升創意設計產業效率，探索中國設計4.0范式。（圖17）

表2 工業設計課程標準指南（討論版）

在數字文化創新方向，通過國家社科基金藝術學重點項目“全球化、智能化引領的非物質文化遺產創新生態體系建構研究”、科技部重點研發計劃課題“中國設計風格的經典文化元素及原型數據庫研發”等項目的積累，學院2021年5月獲批“數字文化創意智能設計技術”文化和旅游部重點實驗室，探索“中國風格數字文化資源開發共享技術，數字文化創意智能設計方法，數字文化體驗、交互與服務設計”等熱點問題。通過10多年的地域文化研究和社會創新實踐，以“文創公益、精準扶貧”為目標，在“新通道”項目中培養了一批“有大地情懷、有文化溫度”的設計創新人才，探索總結的“非遺扶貧”路徑在全國形成了一定的影響力，尤其是在懷化市的應用示范卓有成效，支持了市一縣一村各級平臺建設，參與建成了國家級文化（廣告）創意產業園、國家級文化和科技融合示范基地、國家級星創天地、中國侗錦傳承基地、湖南省科普基地、通道縣省級可持續發展實驗區等項目，成為中西部文化、生態資源創新發展的典范。（圖18、19）

3.守正創新，示范引領，協同創新，開展學科內涵與課程標準建設

作為教育部高等學校工業設計專業教學指導分委員會的主任單位，推進“新工科·新設計”學科內涵與國標建設。既要“與智造同行”，集成機械類專業的前沿學科成果，又突出工業設計專業“以人為本、面向未來”的學科融合特征，引領性地推進本專業的學科內涵建設與創新創業教育。2021年，組織20多所院校優秀教師開展了工業設計專業教程編寫工作，構建了“新工科·新設計”的內涵體系、核心知識點，形成新的課程標準指南及工業設計工程實踐創新體系;推動“一流專業”建設，針對“同質化”現象引導全國工業設計專業點差異化發展，突出地域特色和行業優勢，適應多樣化的社會需求，推動“教育部非遺（文創）聯盟”、“海洋文化與生態設計聯盟”等創新生態體系建設。（表2）

4.知行合一，創新思政教育與實踐教學融合生態系統

在實踐創新生態體系建設方面，促進“思政教育”和“實踐教學”深度融合，從支撐平臺、組織形式和內容主題等不同角度為學生營造良好的創新環境，使他們既能扎根本土文化，也能走上國際舞臺。整合社會資源，采用多種社會實踐創新組織形式，積極組建非遺（文創）扶貧聯盟、中意設計創新中心、“金磚五國”設計聯盟、“芙蓉杯”國際工業設計大賽、DESIS國際社會創新與可持續設計聯盟、LeNSin歐盟國際合作課程、設計引擎國家級眾創空間、湖南省工業設計創新平臺、長沙媒體藝術之都、武陵山非遺文創中心、“新通道”設計與社會創新夏令營、阿里聯合教學課程、華為云服務平臺、華為體驗設計聯合創新中心、百度智能設計與交互體驗實驗室建設等項目，廣泛參與米蘭設計周、世博展、國際文化創客展、巴黎博覽會等一系列的國際交流活動。為學生提供更多的跨校、海外的交流機會，與意大利米蘭理工大學、英國倫敦大學瑪麗女王學院、美國喬治亞理工學院等高校建立聯合培養與交換項目，使學生在多元教育環境下提高國際競爭力和國家意識，學生國際名校升學率及500強就業率不斷提升（其中2019年為80%），大部分畢業生進入微軟、華為、阿里巴巴、騰訊等全球500十強企業或國際知名設計機構工作或海外繼續研讀，包括全球一流設計院校，如英國皇家藝術學院、美國藝術設計中心、羅德島設計藝術學院、麻省理工學院等，直接參與國際文化與產業競爭的主戰場。

結語

關于人類命運共同體的思考，培養“新時代經世致用的領軍人才”，設計學科應該承擔更多的歷史使命與責任擔當，充分發揮湖南大學的綜合學科優勢，與岳麓書院、機械工程、信息科學、環境工程等學院形成互動融合的創新生態。

最后，關于“新工科”的理解應該包含幾個層面的涵義：首先就是工匠精神的堅持，然后是運用新的方法提高集成知識的能力，最重要的是要為年輕一代創造“精準、高效”的實踐創新環境。我們相信，深刻理解“經世致用”的內涵，敢于與時俱進、革故鼎新，才能沉淀每個時代的精華，為實現中華民族偉大復興而砥礪前行。

18/“在地、在場、在線”的設計扶貧與鄉村振興思路

19/湖南省首個文化和旅游部重點實驗室

20/“一核兩翼”的人才培養框架

21/設計驅動的學科融合發展