基于AD理论的工业设计课程建设研究

杨涛，高学山，吴婷

（1.福建工程学院 设计学院，福州 350108；2.福建工程学院 机械与汽车工程学院，福州 350108）

引言

目前，我国每年大学毕业生的数量已达到800多万，就业形势非常严峻，很多大学生面临毕业即失业的现状，究其原因，很大程度上是因为我们的高等教育培养的学生与社会需求脱节，专业知识和技能无法胜任企事业单位的需求。深层次的原因还包括大多数高等院校的培养模式大多以培养研究型人才为主，大学生从心理预期上都倾向于做管理、研究性工作，不愿意到生产一线从事体力和技术型工作。这与实际的社会需求是脱节的，大多数企事业单位对管理类和研发类的需求在总体需求上的比例都只占很小的一部分，企业发展需要靠大多数基层技术人员的努力。因此，我国的高等教育需要转变培养模式和培养目标，大学生的就业观也必须进行一定的转变。我国在2014年明确提出发展现代职业教育，加强应用型人才培养，推进一批普通本科高等学校向应用技术型高校转型，培养实践能力强的人才，建立符合职业教育的特定的学位制度。

由于历史原因，福建省属高等教育欠发达地区，除少数本科院校外，绝大多数本科院校都属于应用型本科高校，而本科教育占主流部分，本科生的就业去向主要为福建本省，是地方经济社会建设的主要新生力量。经过几年的摸索和实践，福建省应用技术型本科院校在培养服务于本地企业型人才方面取得了一定成绩，为本地企业输送了大批实用型人才，但也存在以下几方面不足：

1.课程内容相对抽象、内涵过深，不利于学生理解和掌握；授课内容与最新工程技术实际仍存在滞后，教学与应用衔接不够。

2.教学实验方法刻板、老化，以教师讲授为主，教学互动较少。

3.案例教学缺乏理论总结和理论提升，在遇到条件变化的情况下无所适从。

针对目前存在的这些问题，本文以工业设计课程建设为例，针对工业设计专业，构建基于公理设计（AD）理论的新型工业设计课程模型，结合福建省的区域产业需求，依据AD理论主导各个设计环节。

一、基于公理设计理论的工业设计课程模式

公理设计（AD）是一种哲学方法论，其目标是将用户需求进行工程化语言的抽象处理，进而用科学、缜密的逻辑思维开展设计过程，从而避免传统的凭直觉和经验的方法进行设计时所造成的错误或浪费。其理论主体是通过映射，建立需求（FR）与设计参数（DP）间的映射，从而应用具体的设计方案来满足用户的功能需求，公理设计更多地是进行设计过程的规划，没有提供在解决具体工程问题方面的工具，但它提供了功能独立性公理和信息最少公理来约束和指导设计过程，以得到最优方案。

构建基于公理设计的工业设计课程模型（图1），具体方法如下：

>图1 基于工作坊模式引入AD理论的产品开发模型

>图2 伴宠机器人案例

公理映射，根据区域需求选题，题目大小尺度把控，设计定位对应于功能需求，方案设计对应于设计参数，方案优选对应于信息公理。

工业设计突出工业二字，在设计过程中要求设计师必须掌握各种生产加工工艺，并在设计过程中充分考虑何种形式的造型可适用于工业生产。同时要在此基础上融合美学、人机工程学使产品符合美学的、经济的、社会的特征。因此，在工业设计过程中，约束必不可少，有来自生产工艺的约束，有来自形式美法则的约束，还有来自人机工程学等方面的约束，这些约束很多情况下可以成为评价设计方案的准则，也可以成为“信息公理”应用的标准。

二、基于公理设计理论的工业设计课程教学实训

针对福建省区域特点，设定选题。福建省位于中国东南沿海，产业上以制鞋、卫浴等轻工业为主，气候湿润，台风多发，是水果、茶叶的主要产区。针对这些特点，课题组布置了针对伴宠机器人（图2）、台风应急避险、卫浴产品研发等为主的课题任务，将教学班进行分组，每组3至5人（便于讨论和方案评判、优化）。每组学生按照公理设计的产品开发流程进行相应课题实务演练，从需求分析着手，总结归纳出所研究方向的用户需求，然后进行需求到功能域的映射——将用户语言转换成工程语言，画出总功能需求和子级别功能需求图；之后寻求满足功能需求的设计方案，即方案草绘设计；最后将设计方案进行细化实施，即计算机辅助设计与模型制作等环节。在设计过程中，始终要以方案是否具备可行性以及是否符合成本预算等约束条件来进行方案优化与选择，该过程可应用公理设计中的信息公理进行相应操作。

基于上文所构建的工业设计课程模型，需要对传统的授课环节进行如下改革：

1.课程内容以案例分析、设计点评为主，由教师组织实施，让学生理解什么样的设计才是好设计，什么样的设计有市场化成功的可能，对设计理论进行概要性讲解，融合生产工艺、人机工程、设计心理学、形式美法则等美学专业知识，把控各个设计环节。

2.课程评价采用权重评分制，邀请企业、业界人士一同进行成绩评定，避免主观、片面性影响。对设计方案从创新性、可行性、商业价值等多方面设计合理的权重与分值分配，适当引入部分学生的自评评分。

此外，教师需进行三个方面的引导，以对设计进行深入拔升。在课程进行过程中，除了进行常规市场调查外，引导学生进行技术发展史调查，拓展思路，并介绍技术进化法则等理论，引导学生进行未来技术的预测，增加设计方案的创新性；引导学生运用希望点列举法、缺点列举法，进行设计前瞻和改良。引导学生从传统文化和特色文化中挖掘设计元素，进行传统文化再设计，赋予设计以人文情怀。

三、结论

1.工业设计专业是应用性很强的专业，强调实际设计能力的培养，强调综合掌握设计分析能力，熟悉工程及工艺知识，具备手绘、计算机辅助设计、模型制作能力，同时具有良好的美学素养，工业设计专业的学生培养需要建立在与产业融合、合作的基础上，培养具有综合实践能力的学生。

2.教学内容方面引入公理设计理论，改变我国传统设计师依靠经验和试错的方式进行产品开发的陋习，约束设计在理性的思维导向下完成设计工作，从而提高产品开发效率，降低开发成本，对培养学生养成良好的设计习惯具有重要意义。

3.打破封闭式的教学模式，形成产、学、研一体、课内教学与课外实践相结合的教学模式。将企业课题和企业人员引入课堂，强调设计的适用、实用性，提升企业对学生的认可度，对于服务地方经济和提升学生就业保障具有实际意义。

通过近三年的实际改革和推进，基于AD理论的工业设计课程改革取得了一定成效，近三十件学生的设计方案获得企业采纳并得到进一步的生产和销售，学生的作品在全国工业设计大赛、海峡两岸文化创意设计竞赛、全国三维数字化设计大赛等多项赛事中获得了多个奖项。但同时，为更好开展后续课程改革，需要在寻求更多合适的合作企业、引进具备丰富工程经验的人才方面继续努力。