智能時代基礎(chǔ)編程技能教學(xué)模式探究

李禹臻　徐威　劉曉明

摘要：本文針對在智能時代對工業(yè)設(shè)計師的技能要求，提出革新性教育體系與教學(xué)方法，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的新型設(shè)計人才。本文提出了“課程群組化”、“項目制教學(xué)”、“體驗式發(fā)表”、“跨學(xué)科創(chuàng)客”等有利于增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮90后人群自身優(yōu)勢的教學(xué)方法，使得基礎(chǔ)編程課程不再是一門技術(shù)類課程，而成為利用技術(shù)發(fā)揮創(chuàng)意的設(shè)計核心課程。

關(guān)鍵詞：課程群組化 體驗式發(fā)表 跨學(xué)科工作坊

中圖分類號：G423 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2018）03-0114-02

引言

人工智能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛速發(fā)展使人們的生活方式和溝通方式發(fā)生了日新月異的變化，設(shè)計師的任務(wù)也從相對單一的視覺優(yōu)化轉(zhuǎn)變?yōu)樵诟鼜?fù)雜的服務(wù)體系中承擔(dān)整合與協(xié)作的任務(wù)。設(shè)計教育教學(xué)方式與培養(yǎng)目標(biāo)當(dāng)然也必須隨著職業(yè)職能的變化而實時調(diào)整。

手機、個人電腦、智能手環(huán)等智能產(chǎn)品的增加推動了傳統(tǒng)產(chǎn)品向智能化、物聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展趨勢，越來越多的產(chǎn)品不再只承擔(dān)一項單一功能，工業(yè)設(shè)計學(xué)科中需要包含的界面與交互產(chǎn)品設(shè)計比例越來越高，中國現(xiàn)有的以德式包豪斯設(shè)計教學(xué)體系為范本的工業(yè)設(shè)計教育模式，已經(jīng)無法滿足行業(yè)對現(xiàn)代人才能力的需求。而同時，社會對于交互設(shè)計人才需求總量卻在逐年提升，智能時代的設(shè)計教育改革迫在眉睫。

一、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

在工業(yè)設(shè)計專業(yè)中，國外許多知名大學(xué)早已將編程基礎(chǔ)類實踐課程納入到教學(xué)計劃與人才培養(yǎng)模式中，例如美國麻省理工大學(xué)計算機圖學(xué)專業(yè)，荷蘭德爾福特大學(xué)實體交互設(shè)計專業(yè)，都把編程課程作為設(shè)計專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，并培養(yǎng)出大量相關(guān)人才在業(yè)界都發(fā)揮著重要帶頭作用。

國內(nèi)的大多高校設(shè)計類專業(yè)尚未開展編程基礎(chǔ)類課程教學(xué)實踐，僅有少數(shù)領(lǐng)先高校開展相關(guān)課程。其中特色比較明顯的同濟大學(xué)設(shè)計創(chuàng)意學(xué)院，通過本科一年級開設(shè)“開源硬件與編程”、創(chuàng)辦“MediaLab”等措施和手段，使得每位學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)初始階段就了解編程語言，更通過實踐課程的手段使得學(xué)生掌握設(shè)計需要的編程工具，為之后的設(shè)計能力培養(yǎng)打下技術(shù)基礎(chǔ)。清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院也同樣在本科低年級開設(shè)“設(shè)計工程基礎(chǔ)”課程，使編程基礎(chǔ)與傳統(tǒng)機械原理課程合并，利用樂高平臺開展學(xué)生編程與機械基礎(chǔ)綜合訓(xùn)練，也達到了使學(xué)生了解智能產(chǎn)品原理的目的。

二、教學(xué)模式創(chuàng)新

基于大連理工大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計專業(yè)近年來開設(shè)的“開源硬件與編程”課程以及“交互設(shè)計”課程建設(shè)與培養(yǎng)方案調(diào)整成果對于設(shè)計院?；A(chǔ)編程教學(xué)方法有如下探索思路。

（一）課程體系建設(shè)

基礎(chǔ)編程類課程作為智能產(chǎn)品設(shè)計與交互設(shè)計的基礎(chǔ)課，通常缺乏完整的課程體系。交互智能設(shè)計專業(yè)鮮有獨立建制，幾乎都依附于工業(yè)設(shè)計或視覺傳達設(shè)計院系內(nèi)，作為這些領(lǐng)域中的一個研究方向發(fā)展，本科教學(xué)中通常在三年級或畢業(yè)設(shè)計階段才進入交互設(shè)計工作室或研究方向，這使得此專業(yè)方向課程體系受限于院系課程規(guī)劃，工業(yè)設(shè)計院系下缺乏平面設(shè)計課程，視覺傳達院系下缺乏人機工程學(xué)、感性工學(xué)課程。教育體系不完整使得編程基礎(chǔ)課不能發(fā)揮良好的支撐作用。

1.課程群組

課程群組，即為把基礎(chǔ)課程群組化，是構(gòu)建合理課程體系的方法之一。以本科生一年級課程為例，大連理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系2013年的培養(yǎng)方案中，本科一年級的專業(yè)課程有平面構(gòu)成、色彩構(gòu)成、立體構(gòu)成、結(jié)構(gòu)素描、色彩基礎(chǔ)五門課程，現(xiàn)整合為設(shè)計基礎(chǔ)和繪畫基礎(chǔ)兩門課程群組，群組內(nèi)課程立一名主責(zé)教師，負責(zé)統(tǒng)籌規(guī)劃，組內(nèi)多名教師共同討論設(shè)計，不同研究方向老師相互協(xié)調(diào)配合，使得之前互不兼容的課程相互承接，能力訓(xùn)練更為全面，無死角亦無重疊，知識結(jié)構(gòu)完整無斷層。每學(xué)期設(shè)置一門主要課程群組也有利于學(xué)生在一段時間內(nèi)集中解決一項知識能力補充，而改善之前由于多門課程并行導(dǎo)致的學(xué)生顧此失彼的現(xiàn)象。

2.“T”型人才培養(yǎng)

采用“垂直能力”（專項能力培養(yǎng)）與“水平能力”（綜合專業(yè)素質(zhì)與系統(tǒng)性思考能力）培養(yǎng)相結(jié)合的“T”型人才培養(yǎng)培養(yǎng)方式。即低年級多開設(shè)專項能力培養(yǎng)類課程，高年級發(fā)展專項能力培養(yǎng)與綜合專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合。針對交互智能設(shè)計專業(yè)方向?qū)W生開設(shè)一年級的開源硬件與編程、編程基礎(chǔ)，二年級視覺傳達設(shè)計、人體工程學(xué)、三年級上設(shè)計調(diào)研、感性工學(xué)、設(shè)計心理學(xué)等“垂直能力”培養(yǎng)課程，結(jié)合三年級下交互設(shè)計、四年級智能家居、交互體驗等畢業(yè)設(shè)計組別的“水平能力”培養(yǎng)訓(xùn)練，培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)今社會需要的“T型”人才。

（二）教學(xué)方式改革

基礎(chǔ)編程課程理論與方法模型較多，并且更新迅速。課程教授經(jīng)常疲于各類方法原則的講授，近年來雖增加了各類案例成果展示，但依舊是以教師為中心，采用“灌輸一理解一實踐”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，常常使得學(xué)生迷失于眾多方法與理論而不得其要旨，或是教師要求什么，學(xué)生就反饋什么，難以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性與能力。

1.“sandwish”教學(xué)方法

引入醫(yī)學(xué)院經(jīng)常采用的“sandwish”教學(xué)方法，即在小于40人的小班授課中采用學(xué)生小組研討、教師指導(dǎo)、周期性匯報等方式，有利于增強學(xué)生自主選擇課題、制訂計劃、分析問題、尋找方法、設(shè)計創(chuàng)新和設(shè)計評價能力。開放課堂中更多權(quán)利學(xué)生也有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及培養(yǎng)其團隊協(xié)作能力和表達能力（如圖1）。

“項目制”教學(xué)方法，把“知識點講授”類課程調(diào)整為“項目制”課程，由于設(shè)計類學(xué)科的應(yīng)用性、實踐性特征，交互智能設(shè)計人才能力培養(yǎng)注重學(xué)生實際能力的訓(xùn)練，以虛擬課題或?qū)嶋H項目為背景進行的“項目制”教學(xué)方式有助于學(xué)生更迅速地掌握基礎(chǔ)編程方法，同時也有利于學(xué)生進一步把基礎(chǔ)編程技能運用于設(shè)計創(chuàng)新實踐中。

2017年“開源硬件與編程”課程設(shè)置“沖突”主題。要求學(xué)生五人一組，在四周時間內(nèi)設(shè)計，并制作一個包含有五個以上傳感器的裝置，且貼合主題。課程講授部分只有8學(xué)時（如表1），主要教授開源理念與Arduino平臺編程原理。其余56學(xué)時為實踐環(huán)節(jié)，其中前12學(xué)時為小實驗，通過13個小實驗使學(xué)生了解基礎(chǔ)編程方法和傳感器概況，后44學(xué)時以組內(nèi)討論、方案匯報、裝置制作為主，使學(xué)生在動手實踐的過程中進一步深化對編程技能的應(yīng)用。

2.體驗式發(fā)表

成果發(fā)表能力也是設(shè)計師必備技能之一，設(shè)計師的發(fā)表能力不光只有“講故事”（把項目過程與結(jié)論以引人入勝的方式邏輯清晰地闡述）的能力，也需要圖像視頻甚至現(xiàn)場演示的視覺形式呈現(xiàn)?，F(xiàn)代設(shè)計中越來越強調(diào)“體驗”的重要，因此設(shè)計項目發(fā)表中也加入了發(fā)表者與觀看者的互動交流，使觀看者在實際體驗中了解項目，從而達到發(fā)表目的的“體驗式發(fā)表”。

“開源硬件與編程”課程即采用體驗式發(fā)表方式，邀請相關(guān)學(xué)科人員，在戶外開放式空間中進行發(fā)表。由于課程成果的交互屬性，也吸引了大量經(jīng)過的旁觀者參與體驗式發(fā)表。項目發(fā)表者和觀看者都從發(fā)表中得到了啟發(fā)式新體驗，也得到了很好的展示與宣傳效果（如圖2）。

3.跨學(xué)科創(chuàng)客模式

交互智能設(shè)計學(xué)科的綜合性與交叉性特征使得師資團隊學(xué)科背景復(fù)雜，如工業(yè)設(shè)計、計算機軟件、電氣自動化、社會學(xué)、心理學(xué)等多種學(xué)科，不同學(xué)術(shù)背景帶來的思路與方法大相徑庭，造成課程相互掣肘，一門課程內(nèi)不同教師也會有不同評價標(biāo)準(zhǔn)，不利于學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)。

通常交互智能設(shè)計團隊涉及計算機工程學(xué)、社會學(xué)、設(shè)計、管理等多門學(xué)科的參與融合，因而人才培養(yǎng)中要在掌握多學(xué)科領(lǐng)域知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，具備各學(xué)科知識整合與集成能力。在師資配備上首選多學(xué)科背景教師共同承擔(dān)同一門課程的教學(xué)任務(wù)，同時在課程期間邀請相關(guān)領(lǐng)域其他學(xué)科背景的教師和從業(yè)人員加入小組討論或階段性匯報。設(shè)計課程也可以經(jīng)常吸引和邀請其他學(xué)院學(xué)生加入小組作業(yè)，使小組本身具有跨學(xué)科特征。

同時根據(jù)設(shè)計學(xué)科實踐性特征，很多學(xué)生課程設(shè)計成果也可以加以調(diào)整改進進入真正的市場化運營。如同濟大學(xué)設(shè)計創(chuàng)意學(xué)院2015年本科生課程成果匯報中，就有學(xué)生成果被發(fā)掘，進而孵化成文創(chuàng)產(chǎn)品的例子。

大連理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計專業(yè)也對基礎(chǔ)編程課程成果進行社會化推廣運用邀請校內(nèi)外專家觀看課程發(fā)表、利用自媒體平臺微信公眾號與微博推廣等方式積極引導(dǎo)成果轉(zhuǎn)化，同時還開設(shè)專門的創(chuàng)業(yè)實訓(xùn)課程，使學(xué)生了解市場運作規(guī)律、創(chuàng)客文化和設(shè)計創(chuàng)業(yè)方法?？鐚W(xué)科創(chuàng)客模式對于學(xué)生自信心和設(shè)計自豪感的提升也有很大幫助。

交互智能設(shè)計學(xué)科的基礎(chǔ)編程設(shè)計教育尚在起步階段，鑒于本學(xué)科發(fā)展歷程較短但進展迅速，僅以本文總結(jié)近年來教學(xué)心得與成果，為交互設(shè)計人才培養(yǎng)探討更為合理的教學(xué)模式。