“智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程“專創(chuàng)融合”建設(shè)模式探索

侯 寧

(洛陽理工學(xué)院 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，河南 洛陽 471000)

2020年11月3日，由教育部新文科建設(shè)工作組主辦的“新文科建設(shè)工作會(huì)議”在山東大學(xué)(威海)召開，會(huì)議發(fā)布了《新文科建設(shè)宣言》，其中將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入新文科專業(yè)人才培養(yǎng)，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，成為新時(shí)代中國(guó)高等教育轉(zhuǎn)型提質(zhì)的必然趨勢(shì)[1]。建設(shè)“專創(chuàng)融合”課程是推進(jìn)專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深度融合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的一項(xiàng)重要教改舉措?！爸悄墚a(chǎn)品設(shè)計(jì)”是高校藝術(shù)學(xué)科產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)方向的一門特色選修課程，在新文科背景下其專創(chuàng)融合的課程定位，既要注重掌握營(yíng)銷、審美、文化、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造、開源硬件、編程等專業(yè)知識(shí)，也要強(qiáng)化文理融合，讓學(xué)生了解社會(huì)真實(shí)的市場(chǎng)需求，培養(yǎng)具有跨學(xué)科整合的綜合設(shè)計(jì)能力，為今后從事智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目工作或自主創(chuàng)業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)合洛陽某高校本課程的教學(xué)實(shí)踐，主要從教學(xué)內(nèi)容選擇、教學(xué)方法設(shè)計(jì)等方面并以具體教學(xué)案例，探索其“專創(chuàng)融合”的建設(shè)模式。

一、“智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程“專創(chuàng)融合”的教學(xué)模式

“智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程的理論教學(xué)，既要使學(xué)生理解什么是智能產(chǎn)品，領(lǐng)會(huì)智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念、意義、內(nèi)容，掌握文化科技類智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)方法、營(yíng)銷策略、美學(xué)法則，更要突顯目前備受關(guān)注的文化科技類智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，包括智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、智能教育、智慧城市等產(chǎn)品，切實(shí)讓學(xué)生了解最新的文化科技類智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前沿知識(shí)。同時(shí)，還要不斷強(qiáng)化課程思政。一方面，回顧新世紀(jì)以來具有代表性的智能制造企業(yè)設(shè)計(jì)成果，增強(qiáng)學(xué)生作為設(shè)計(jì)師的使命感，激發(fā)其投入經(jīng)濟(jì)建設(shè)一線建功立業(yè)的熱情；另一方面，課程教學(xué)融入優(yōu)秀傳統(tǒng)文化知識(shí)，在引導(dǎo)學(xué)生研發(fā)“文化+智能”產(chǎn)品過程中，培養(yǎng)學(xué)生的文化自信和愛國(guó)情懷。

“智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，其專創(chuàng)融合的要義在于：加入綠色設(shè)計(jì)和人性化設(shè)計(jì)理念，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)；增加工程操控、安裝及管理知識(shí)，提高學(xué)生工程安全意識(shí)；讓學(xué)生樹立良好的項(xiàng)目意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科分析問題、解決實(shí)際問題的能力和團(tuán)隊(duì)合作、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；培育企業(yè)家精神，使學(xué)生能夠自主或帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)各個(gè)階段的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在實(shí)踐教學(xué)過程中，本課程將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念、企業(yè)家精神有機(jī)融入，帶領(lǐng)學(xué)生參加互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和挑戰(zhàn)杯等競(jìng)賽，在人機(jī)智能交互設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室完成參賽產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)與制作，并以大賽的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)課路演匯報(bào)，從中挑選優(yōu)秀作品進(jìn)行競(jìng)賽推薦和商業(yè)推廣。

在新文科背景下，“智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程的“專創(chuàng)融合”要注重文理交叉。跨專業(yè)、跨學(xué)科的培育方式是新文科教育理念的重要內(nèi)涵之一[2]?；谛挛目茖W(xué)科重組的教育理念，本課程更新重構(gòu)了教學(xué)內(nèi)容(見圖1)。在文科層面的教學(xué)內(nèi)容上，設(shè)計(jì)營(yíng)銷包括設(shè)計(jì)的實(shí)用性、可行性；設(shè)計(jì)美學(xué)包括審美關(guān)系、形式美法則；河洛文化包括地域文化元素的提取應(yīng)用方法。在理科層面的教學(xué)內(nèi)容上，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造包括犀牛、PS+AI、3D打印、激光切割；開源硬件包括Arduino傳感器；可視化編程包括MIND+軟件。課程教學(xué)內(nèi)容的文理、交叉與融合，不僅對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力有很高的要求，同時(shí)對(duì)教師的知識(shí)體系更新和教學(xué)水平提升也提出了挑戰(zhàn)。“智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程大量融入現(xiàn)代信息技術(shù)，以此賦能課程教學(xué)，有效推進(jìn)了自我革故鼎新。

圖1 “智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”專創(chuàng)融合課程內(nèi)容

本課程“專創(chuàng)融合”要充分挖掘與彰顯地域文化元素?！爸悄墚a(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程的一個(gè)重要教學(xué)目標(biāo)為智能制造行業(yè)與文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的融合創(chuàng)新，尤其是將地域文化與先進(jìn)制造技術(shù)、智能硬件以及編程相結(jié)合，進(jìn)行文化創(chuàng)意產(chǎn)品智能化設(shè)計(jì)，賦予產(chǎn)品更高的價(jià)值和體驗(yàn)感。為此，要發(fā)揮地域文化資源的優(yōu)勢(shì)，依托地方企事業(yè)單位，進(jìn)行“專創(chuàng)融合”教育教學(xué)。這一課程教學(xué)，主要依托“文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”平臺(tái)，進(jìn)行產(chǎn)品的商品轉(zhuǎn)化與落地，以此促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。這些產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅有效提升了學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，而且在市場(chǎng)推廣中也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

“智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程的“專創(chuàng)融合”在教學(xué)方法上也需探索。本課程適宜采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)將課堂時(shí)間交還給學(xué)生來進(jìn)行活動(dòng)，教師引導(dǎo)與解決學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程遇到的難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力?！皩?chuàng)融合”課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，這使翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法具有較強(qiáng)的實(shí)踐價(jià)值[3]。本課程適宜采用項(xiàng)目式教學(xué)法，將企業(yè)項(xiàng)目、教師科研項(xiàng)目、社會(huì)熱點(diǎn)項(xiàng)目引入課程形成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，組建學(xué)生和教師團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用問卷調(diào)查法、小組研討法、故事角色法等進(jìn)行專創(chuàng)融合教學(xué)。同時(shí)以成果為導(dǎo)向進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)(見圖2)，以學(xué)生為主導(dǎo)，老師給予輔導(dǎo)，整合各項(xiàng)專業(yè)技能，在人機(jī)智能交互設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行方案與產(chǎn)品的原型化實(shí)踐，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)操制作作品，獲得學(xué)習(xí)的成就感。

圖2 “智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程專創(chuàng)融合實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)

“專創(chuàng)融合”課程要求多維度進(jìn)行過程考核與評(píng)價(jià)?！爸悄墚a(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程在考核評(píng)價(jià)上采取多樣化形式，注重過程考核，從不同角度考評(píng)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，充分展示學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)階段里分析和解決問題的能力、溝通與協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)造與執(zhí)行能力、企業(yè)家精神與綜合素養(yǎng)等，最大限度地展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，從而反映出課程教學(xué)的真實(shí)收效，促進(jìn)教與學(xué)雙向互動(dòng)的良性循環(huán)和可持續(xù)改進(jìn)。如期末成績(jī)，可由項(xiàng)目路演和成果轉(zhuǎn)化組成。項(xiàng)目路演是學(xué)生根據(jù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作品展示，通過播放視頻、演示產(chǎn)品交互過程和效果、講解設(shè)計(jì)理念和表演情景劇等方式展示自己的項(xiàng)目成果，并由企業(yè)、專家和教師共同評(píng)定分?jǐn)?shù)等級(jí)；成果轉(zhuǎn)化由展覽評(píng)價(jià)+商業(yè)預(yù)售+參賽獲獎(jiǎng)情況構(gòu)成。展覽評(píng)價(jià)是學(xué)生將作品原型和視頻在學(xué)院展廳展覽，并進(jìn)行問卷調(diào)查，可由教學(xué)督導(dǎo)專家評(píng)定分?jǐn)?shù)等級(jí)。商業(yè)預(yù)售渠道包括產(chǎn)品原型地推廣、網(wǎng)店銷售、眾籌等方法，教師根據(jù)預(yù)售數(shù)據(jù)進(jìn)行打分。參賽獲獎(jiǎng)為學(xué)生作品參加雙創(chuàng)大賽或?qū)I(yè)競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)排名情況。

二、“智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程“專創(chuàng)融合”的案例解析

“專創(chuàng)融合”是新時(shí)代新文科背景下高校教育教學(xué)改革的一個(gè)重要方向。洛陽某高校以打造特色鮮明的高水平應(yīng)用型大學(xué)為目標(biāo)，積極推進(jìn)專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深度融合的“專創(chuàng)融合”工作。

第一，市場(chǎng)調(diào)研尋找痛點(diǎn)?！爸悄墚a(chǎn)品設(shè)計(jì)”課程從降低噪音和有效提醒的校園學(xué)習(xí)需求出發(fā)，采用定量問卷調(diào)查和定性用戶訪談相結(jié)合的方式，在大學(xué)生中開展用戶調(diào)研。調(diào)研地點(diǎn)選擇在洛陽某高校，發(fā)放調(diào)查問卷170份，回收有效問卷127份，從有效問卷中選擇重點(diǎn)用戶20人進(jìn)行訪談。調(diào)研聚焦的問題是圖書館的學(xué)習(xí)環(huán)境，有些同學(xué)說話影響別人學(xué)習(xí)，大部分同學(xué)不好意思直接提醒對(duì)方。由此，課程項(xiàng)目組決定設(shè)計(jì)一款具有噪音提示功能、使用人機(jī)交互傳遞無聲信息、營(yíng)造安靜學(xué)習(xí)氛圍的智能噪音檢測(cè)儀。

第二，產(chǎn)品彰顯文化元素。課程項(xiàng)目組基于產(chǎn)品噪音提醒功能，選取與聲音有關(guān)的河洛文化元素。西周時(shí)期，周公在洛陽“制禮作樂”，形成的禮樂制度是河洛文化的重要表征，而編鐘又是這一制度代表性的器物文化元素[4]。2020年8月，洛陽市文物考古研究院在伊川縣徐陽墓地發(fā)現(xiàn)一座春秋時(shí)期大墓，初步認(rèn)定其為一座陸渾戎王級(jí)大墓，隨葬器物中有饕餮夔紋銅編鐘(見圖3)，紋樣精美，造型為橢圓形。對(duì)此，在智能噪音檢測(cè)儀的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，我們提取編鐘外在形象中的關(guān)鍵元素：橢圓形、掛鉤、乳釘紋、饕餮夔紋樣，進(jìn)行打散重構(gòu)，組成噪音顯示屏、時(shí)間顯示屏的產(chǎn)品外觀造型。同時(shí)，編鐘是一種打擊樂器，利用鐘錘的敲擊發(fā)出聲音，將這種發(fā)聲的儀式簡(jiǎn)化、轉(zhuǎn)換成人機(jī)交互方式，以實(shí)現(xiàn)提醒噪音的功能。更重要的是，編鐘是禮儀的物化表現(xiàn)，提醒人們要遵守社會(huì)制度、具備良好的行為道德準(zhǔn)則，以編鐘來進(jìn)行智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)，改善學(xué)習(xí)環(huán)境，有助于提升產(chǎn)品的文化價(jià)值和品牌內(nèi)涵。

圖3 洛陽陸渾戎王級(jí)大墓出土編鐘

第三，選擇智能硬件確定交互方式。本智能產(chǎn)品的功能是顯示環(huán)境噪音程度，提醒用戶養(yǎng)成良好公共行為習(xí)慣，共同營(yíng)造優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境。根據(jù)此功能，課程項(xiàng)目組研討選擇智能硬件，選用Micro:bit主控板、聲音傳感器、點(diǎn)陣屏。主控板用于下載程序，是產(chǎn)品的大腦，聲音傳感器對(duì)應(yīng)人的聽覺器官，是輸入模塊，點(diǎn)陣屏是輸出模塊。視覺是人感知外界刺激的主要方式[5]。本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)陣屏模塊輸出信息給人的眼睛，達(dá)到產(chǎn)品與人互動(dòng)的目的。產(chǎn)品交互流程(見圖4)，運(yùn)用聲音傳感器采集環(huán)境噪音，通過點(diǎn)陣屏的顏色和表情顯示噪音的強(qiáng)弱程度，用色彩和表情符號(hào)代替聲音傳遞信息，適用于安靜的環(huán)境中，可以有效提示用戶行為。

圖4 產(chǎn)品交互流程圖

本產(chǎn)品根據(jù)一定的分貝值，設(shè)計(jì)三種表情：外部噪音低于30分貝時(shí)顯示綠色微笑，表示周圍環(huán)境比較安靜，適于用戶學(xué)習(xí)；外部噪音介于30～50分貝時(shí)顯示黃色警示，意為周圍聲音稍微吵鬧，用戶要保持安靜；外部噪音高于50分貝時(shí)顯示紅色憤怒，表示周圍聲音太大，已經(jīng)影響其他人學(xué)習(xí)，用戶要停止喧嘩。根據(jù)交互流程，運(yùn)用MIND+軟件編程并組裝智能硬件，測(cè)試產(chǎn)品交互效果。

第四，學(xué)生參與產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)與制作。目前市場(chǎng)上的噪音檢測(cè)儀大多為顯示聲音分貝數(shù)值，有一些會(huì)有警示音，提醒聲音較大，產(chǎn)品造型基本為工業(yè)化簡(jiǎn)潔形態(tài)。課程項(xiàng)目組基于圖書館學(xué)習(xí)環(huán)境降低噪音的需求，以融入編鐘文化元素、體現(xiàn)無聲智能提醒為基本目標(biāo)，在課程教學(xué)中以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向，要求大學(xué)生據(jù)此繪制可愛、簡(jiǎn)潔、復(fù)古、時(shí)尚四種風(fēng)格草圖，先后收到40張，然后師生進(jìn)行效果圖聚焦，以創(chuàng)新性、審美性、趣味性和可行性為標(biāo)準(zhǔn)，選擇出最終的智能噪音檢測(cè)儀產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案(見圖5)。

圖5 智能噪音檢測(cè)儀產(chǎn)品使用效果圖

產(chǎn)品外觀簡(jiǎn)潔、有趣，符合大學(xué)生審美觀，而又不失編鐘的造型美。色彩選用低純度白色調(diào)，搭配低明度彩色屏幕，樸素典雅，適合圖書館環(huán)境。材質(zhì)選擇環(huán)保塑料，方便攜帶，性價(jià)比高，適宜大學(xué)生群體的消費(fèi)能力。白色主體部分采用3D打印工藝整體成型，內(nèi)部放置智能硬件。本設(shè)計(jì)體型小巧，放置桌面節(jié)約空間，既有趣味化、交互化的噪音提示功能，又是一個(gè)充滿文化韻味的擺件，起到裝飾環(huán)境的作用。

第五，做好項(xiàng)目路演與成果轉(zhuǎn)化。根據(jù)產(chǎn)品使用場(chǎng)景，課程項(xiàng)目組選擇學(xué)校圖書館為背景進(jìn)行視頻拍攝和剪輯，路演環(huán)節(jié)播放視頻之后，再進(jìn)行產(chǎn)品人機(jī)交互演示和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思路演講，得到專家的一致好評(píng)。成果轉(zhuǎn)化上，本項(xiàng)目參加挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽獲得校級(jí)三等獎(jiǎng)。項(xiàng)目組將繼續(xù)深入打造二代產(chǎn)品，以參加更高級(jí)別競(jìng)賽。目前，項(xiàng)目組通過地推和網(wǎng)絡(luò)眾籌等方式，獲得超過100個(gè)產(chǎn)品訂單，用戶大部分為在校大學(xué)生，證明了產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成商品的可行性和本項(xiàng)目的創(chuàng)業(yè)市場(chǎng)前景。