多学科整合创新设计实践教学模式探索-Teaching and research

多学科整合创新设计实践教学模式探索

张祥泉

摘要：创新型人才培养是高校教学改革的目标之一，但各学科之间教学上缺乏融合，以设计学科作为纽带，运用设计思维融合各学科进行跨学科整合创新实践教学，可促进各学科之间教学上的交叉融合。以设计专业为主导，多个专业学生组成跨学科整合创新设计团队，模拟企业研发环境，围绕企业项目课题展开自主式实践训练，通过并行式创新设计流程展开整合创新设计，有助于培养学生多学科视角和立体化创新思维，塑造完善的知识结构，实现创新型设计人才培养目标。

关键词：跨学科交叉；整合创新设计；设计思维；实践教学

引言

在《国家中长期人才发展规划纲要(2010--2020年)》中提出高等教育要突出培养创新型人才，因此高校如何落实创新创业教育已成为教学改革的重要内容之一。而随着知识经济的到来，各领域也越来越强调相互跨界融合、整合创新，正如中国工程院院士潘云鹤所言，整合创新是未来创新设计的重要方向。以IDEO为代表的许多创新型企业，以设计及设计思维作为一种创新方法论应用于众多领域，如服务机构、公司组织、医疗和政府等，由此可见设计及设计思维可以作为方法和手段与其它学科合作展开整合创新^[1]。在工科院校，由于传统教学模式局限，各专业之间在教学上各自为阵的现象较为普遍，以设计作为纽带融合各学科进行跨学科整合创新实践教学，可以促进各学科之间实践教学上的跨界与融合，落实创新创业实践教育。

1. 跨学科整合创新设计实践教学的意义

1．1 国内外创新设计教育现状

为了适应现代创新型人才培养的要求，国内部分高校如清华大学、北京理工大学等均设置“创新理论”、“创新设计”、“创新思维”类的课程，江南大学设计学院则通过开设整合创新设计实验班的方式来落实创新教育。而国外诸多顶尖级高校在这方面也值得我们学习。在德国大学的教育科学学院里,已经把跨学科教学的设计专题列入教学计划,把跨学科教学称为“全面的教学”^[2]。斯坦福大学专门设立创新设计学院——普莱特纳设计学院，开设创新设计课程体系，包括跨专业创新实践项目类课程。该校创新创业课程强调理论与实践相结合，学院与业界良性互动。例如，《技术创新》课由3个有丰富创新创业经验的外聘教师共同开设，大部分课程鼓励各学院学生跨专业选课^[3]。辛辛那提大学有着专门的合作学院的大学之一。这个学院使学生通过和其它专业合作或修读相应课程获得跨专业合作的经验。各专业之间相互交叉。设计学生也学习商业课程，辅修创业学，参与生物医疗项目，环境项目或者跨学科创新中心。萨凡纳艺术设计学院做得更好，会和不同专业的六十个公司一起合作项目，有的课题就需要八个不同的专业人员一起参与。学生能从世界顶级公司、专业人士、同学身上学到宝贵经验^[4]。据此我们可以发现，突出跨学科教学合作是国外诸多院校培养学生创新设计能力和实践经验的重要方式。

目前国内高校各学科之间教学上缺乏交叉与融合，导致学生培养上普遍存在知识结构不完善，思维方式单一，团队意识和创新实践能力偏弱等问题。跨学科教学强调以课题为中心的各学科功能的整合,其目的是为学生提供多学科视角和立体思维的解决问题的方式^[2]。因此跨学科教学有利于培养具备视野开阔、思维活跃和务实创新能力的学生。

1.2跨学科整合创新设计实践教学模式的重要性和必要性

正如辛辛那提大学艺术与规划学院副院长Craig Vogel教授所说：今天很多学生到学校来不是为了找一份工作，而是为了寻找成立自己公司的机会。学生除了学习专业知识和技能以外，还要考虑学习其它的重要技能，如设计、管理、心理学、人类学、工程和制造等知识，成为多面手，从而具备应对变化和各种挑战的能力^[5]。而通过整合创新设计实践训练将赋予学生这方面的能力，它符合目前各学科领域强调跨学科整合创新的大趋势，其意义体现在：

首先，设计专业具备整合创新的先天优势。从其定义可见，设计是旨在引导创新、促发商业成功及提供更好质量的生活，是一种将策略性解决问题的过程应用于产品、系统、服务及体验的设计活动。它是一种多学科交叉的专业，将创新、商业、技术、研究及用户紧紧连接在一起，一起展开创造性活动、并将需解决的问题、提出的解决方案进行可视化，重新解构问题，并将其作为建立更好的产品、系统、服务、体验或商业网络的机会，提供新的价值以及竞争优势^[6]。由此可见设计学科具有重要的跨学科整合创新功能。

其次，设计专业与其它专业进行跨学科合作，可以实现学科优势互补。因为设计专业本身的知识结构限制，不足以支撑一个创新项目的完成，因此必须整合其它学科，如机械、电子、通信、计算机、管理、营销、社会学、心理学等，以确保创新设计的深入实施。同样，其它学科尤其是理工科虽具有技术优势，但对用户、市场、创意、设计等方面较为欠缺，因此需要通过设计作为纽带，与其它学科进行整合。

2.跨学科整合创新设计实践教学模式基本框架

跨学科整合创新设计实践教学模式的主要做法是，通过企业真实的创新设计项目，以设计专业为主导和纽带，运用设计思维，将机械、电子、通信、计算机等工科专业，人文社科和经管类专业的实践教学整合到创新设计实践中。通过并行式创新流程，使不同专业的学生分工合作，实现整合创新设计目标。

2.1 教学目标与意义

该教学模式的目标是旨在培养学生创新实践能力、团队协作能力，尤其是让设计专业学生懂得如何与其它专业技术人员进行团队合作。通过跨学科实践教学，拓展学生知识面，完善其知识结构，塑造立体化思维方式。通过实践项目培养学生独立思考能力、创新思维能力和动手能力。

另外，通过跨学科整合创新设计实践教学模式，实现设计学科与其它学科的融合与优势互补，协同创新。并以此为桥梁，连接高校与企业，整合学校资源和社会资源，融合学校各学科协同展开整合创新，使其成为大学生创新创业训练平台。一方面充分利用高校丰富的学科门类资源优势，进行跨学科创新设计实践教学，激发学生创新创业意识和热情，促进创新创业教育。另一方面利用社会资源（尤其是企业），为高校培养创新型人才进行产学合作。

2.2 教学模式的基本框架

以杭州电子科技大学数字媒体与艺术设计学院现行模式为例，通过跨学科整合创新设计实践教学，以设计专业为核心和纽带，通过创新设计项目，整合其它工科专业如机械设计、计算机、电子科学技术、通信工程、材料科学，以及管理学、市场营销、社会学、心理学等经管和人文社科专业，使各专业相互交叉融合，优势互补，如图1所示。由各专业学生组成跨学科交叉的创新设计项目团队，模拟企业研发环境，围绕共同的创新设计课题展开实践训练。创新设计团队各专业学生各施所长，通过并行式创新设计流程展开项目合作，其流程包括：设计调研、创意构思、方案设计、技术验证与原型制作、评估测试与调整等几个主要步骤，设计流程如图2所示。设计流程前期根据企业需求制订创新设计目标和各项技术指标，并对各环节具有技术约束、评估反馈和递进优化作用。跨学科学生团队根据学生专业特点进行任务分工，教师团队进行技术指导和方向把控，企业提供技术支持，校内网络教学资源库提供学生自主式学习资源，各学科实验室提供实验支撑。运用创意设计方法提出设计方案。以此为基础进行技术方案设计和技术论证，制作设计原型样机，展开技术评估和功能测试，最后调整优化和方案定型。项目完成后交由企业市场化运作，部分项目通过网络众筹等方式进行市场化验证。目前开展的整合创新设计课程主要有设计专业实践教学类课程，包括：电子产品创新设计、机电产品开发、创意商品设计、小商品设计、整合创新设计和创新设计工作坊，部分设计专业的毕业设计也是以跨学科合作的方式展开。为了消除跨学科合作的障碍，目前各学院之间实践教学互认学分，学生可以进行跨专业自主选课获取创新学分。

3．跨学科整合创新设计实践教学模式基本特点

3.1 教学组织与规划

跨学科整合创新设计教学组织的基本流程为：企业提出创新设计需求——成立跨专业教师团队——拟定教学计划——发布创新设计课题——跨学科学生创新设计团队——创新设计展开——项目评审与优化——项目实施与商业化。其中企业提出创新需求和项目技术指标，根据企业发布的创新设计项目特点，教师明确设计任务和目标，制订教学计划。根据实践课题特点，明确教师和学生团队的专业构成比例，教师团队由不同专业教师共同组成，并从企业临时聘请企业技术人员作为项目专业技术顾问加入，构成跨学科执教团队。学生团队也由不同专业学生交叉组成，分成项目小组和专业技术小组两类。项目小组负责具体项目设计开发，专业技术小组由同一专业学生组成，负责各创新项目技术方案的协作与评估。

3.2 教学内容与教学方法

3.2.1教学内容

教学内容安排围绕设计实践来展开，根据设计实践需要设置教学内容，包括理论教学内容和创新设计实践两个部分。其中理论教学内容包括专业理论知识、创新设计方法和专业技能等，穿插到创新设计实践各个环节中展开。创新设计实践是学生围绕设计课题展开创新设计活动，使学生积极发挥专业知识和技能专长。设计课题的设置需考虑学校专业分布、师资力量和实验室条件等诸多因素，做到既能保证各专业学生充分参与，又力所能及。

3.2.2 教学方法

该教学模式强调以学生自主式学习为主，教师教学为辅。不预设问题和结果，学生通过自主式探索发现问题和解决问题，学生必须根据现有技术、生产和市场条件找到合理的设计方案，设计方案以技术可实现性为前提。为满足学生自主式学习要求，学校正在建设校内网络教学资源库，并鼓励教师运用慕课(IMOOC)等方式开展在线课程，使学生通过网络平台可以进行快速自主学习，适应跨学科教学的要求。

3.3教学评价与考核方式

该教学模式的宗旨是培养学生创新创业能力，其考核标准是过程与结果并重。为体现不同专业学生考核内容的

表1.整合创新设计实践教学考核指标

项目	考核指标	考核内容	分数（100）
综合考核	创新性	该项目提出问题，解决问题的有效性和新颖性	20
	可行性	解决方案的合理性，技术实现和生产实施的可行性	10
	市场化	评估市场化前景，模拟测试用户反馈，	10
	设计效果	完成度，设计效果	10
	团队协作	成员相互合作与参与积极性情况，团队配合默契情况	10
专业考核	技术创新性	单一专业技术体现的创新性	20
	专业贡献度	专业技术在项目开发过程中所体现的作用与价值	10
	实施效果	该技术的可行性、可靠性和实施效果	10

差异性，考核指标分为综合考核和专业考核两部分，其中专业考核是考核学生在项目中专业技术价值体现，综合考核是考核创新设计团队，具体如表1所示。部分创新项目将市场反馈纳入评价指标，比如采用网络众筹的方式直接获取市场和用户反馈，并将反馈数据纳入评价指标。

4．教学实践探索

下面为跨学科整合创新设计实践操作实例，该实践课程是电子产品创新设计课程，是杭州电子科技大学数字媒体与艺术设计学院与杭州鸿雁电器联合开展的照明灯具创新设计项目。以新型照明方式的探索与研究为设计课题，成立跨学科教师团队，制订教学计划，面向全校招募包括工业设计、电子科学与技术、机械工程、材料、市场营销和社会学等专业的学生，组成4个创新设计项目小组。同时各专业学生分别组成工业设计、电子技术、机械与材料及设计研究专业技术小组，负责各项目组技术方案论证和评估。教师团队由工业设计、电子科学与技术、机械工程专业教师和企业工程师联合组成。该实践教学历时2周，其过程包括以下几个步骤（见图3.4）。

a.设计调研。根据课题要求，各创新小组制定调研方案，前往企业和市场展开产品调研、技术调研和市场调研。以设计学和社会学专业学生为主进行用户研究和市场调研，明确设计目标，电子专业和机械专业学生制订相关技术指标。

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2016-04-21 09:01:59

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