“智能产品设计”课程“专创融合”建设模式探索

侯 宁

(洛阳理工学院 艺术设计学院，河南 洛阳 471000)

2020年11月3日，由教育部新文科建设工作组主办的“新文科建设工作会议”在山东大学(威海)召开，会议发布了《新文科建设宣言》，其中将创新创业教育融入新文科专业人才培养，促进地方经济社会高质量发展，成为新时代中国高等教育转型提质的必然趋势[1]。建设“专创融合”课程是推进专业教育与创新创业教育深度融合，培养具有创新精神、创业意识和创新创业能力的高素质应用型人才的一项重要教改举措。“智能产品设计”是高校艺术学科产品设计专业方向的一门特色选修课程，在新文科背景下其专创融合的课程定位，既要注重掌握营销、审美、文化、数字化设计与制造、开源硬件、编程等专业知识，也要强化文理融合，让学生了解社会真实的市场需求，培养具有跨学科整合的综合设计能力，为今后从事智能产品设计项目工作或自主创业奠定坚实基础。结合洛阳某高校本课程的教学实践，主要从教学内容选择、教学方法设计等方面并以具体教学案例，探索其“专创融合”的建设模式。

一、“智能产品设计”课程“专创融合”的教学模式

“智能产品设计”课程的理论教学，既要使学生理解什么是智能产品，领会智能产品设计概念、意义、内容，掌握文化科技类智能产品设计与开发方法、营销策略、美学法则，更要突显目前备受关注的文化科技类智能产品的设计，包括智能家居、智慧农业、智能教育、智慧城市等产品，切实让学生了解最新的文化科技类智能产品设计的前沿知识。同时，还要不断强化课程思政。一方面，回顾新世纪以来具有代表性的智能制造企业设计成果，增强学生作为设计师的使命感，激发其投入经济建设一线建功立业的热情；另一方面，课程教学融入优秀传统文化知识，在引导学生研发“文化+智能”产品过程中，培养学生的文化自信和爱国情怀。

“智能产品设计”课程的实践环节教学，其专创融合的要义在于：加入绿色设计和人性化设计理念，提高学生的社会责任意识；增加工程操控、安装及管理知识，提高学生工程安全意识；让学生树立良好的项目意识和严谨的工作作风，培养学生跨学科分析问题、解决实际问题的能力和团队合作、创新创业能力；培育企业家精神，使学生能够自主或带领团队完成智能产品设计各个阶段的设计项目。在实践教学过程中，本课程将创新创业理念、企业家精神有机融入，带领学生参加互联网+创新创业大赛和挑战杯等竞赛，在人机智能交互设计实验室完成参赛产品的原型设计与制作，并以大赛的标准进行结课路演汇报，从中挑选优秀作品进行竞赛推荐和商业推广。

在新文科背景下，“智能产品设计”课程的“专创融合”要注重文理交叉。跨专业、跨学科的培育方式是新文科教育理念的重要内涵之一[2]。基于新文科学科重组的教育理念，本课程更新重构了教学内容(见图1)。在文科层面的教学内容上，设计营销包括设计的实用性、可行性；设计美学包括审美关系、形式美法则；河洛文化包括地域文化元素的提取应用方法。在理科层面的教学内容上，数字化设计与制造包括犀牛、PS+AI、3D打印、激光切割；开源硬件包括Arduino传感器；可视化编程包括MIND+软件。课程教学内容的文理、交叉与融合，不仅对学生的学习能力和实践能力有很高的要求，同时对教师的知识体系更新和教学水平提升也提出了挑战。“智能产品设计”课程大量融入现代信息技术，以此赋能课程教学，有效推进了自我革故鼎新。

图1 “智能产品设计”专创融合课程内容

本课程“专创融合”要充分挖掘与彰显地域文化元素。“智能产品设计”课程的一个重要教学目标为智能制造行业与文化创意产业的融合创新，尤其是将地域文化与先进制造技术、智能硬件以及编程相结合，进行文化创意产品智能化设计，赋予产品更高的价值和体验感。为此，要发挥地域文化资源的优势，依托地方企事业单位，进行“专创融合”教育教学。这一课程教学，主要依托“文化创意产业联盟”平台，进行产品的商品转化与落地，以此促进创新创业。这些产品设计不仅有效提升了学生的科研能力和创新创业能力，而且在市场推广中也取得了良好的经济效益。

“智能产品设计”课程的“专创融合”在教学方法上也需探索。本课程适宜采用翻转课堂教学。翻转课堂教学将课堂时间交还给学生来进行活动，教师引导与解决学生自主学习过程遇到的难点，培养学生的创新思维和创新能力。“专创融合”课程旨在培养学生的创新创业能力，这使翻转课堂教学方法具有较强的实践价值[3]。本课程适宜采用项目式教学法，将企业项目、教师科研项目、社会热点项目引入课程形成创新创业项目，组建学生和教师团队，运用问卷调查法、小组研讨法、故事角色法等进行专创融合教学。同时以成果为导向进行实践环节教学设计(见图2)，以学生为主导，老师给予辅导，整合各项专业技能，在人机智能交互设计实验室里进行方案与产品的原型化实践，让学生动手实操制作作品，获得学习的成就感。

图2 “智能产品设计”课程专创融合实践环节教学设计

“专创融合”课程要求多维度进行过程考核与评价。“智能产品设计”课程在考核评价上采取多样化形式，注重过程考核，从不同角度考评学生的学习成果，充分展示学生在整个课程学习阶段里分析和解决问题的能力、沟通与协调能力、创造与执行能力、企业家精神与综合素养等，最大限度地展示学生的学习成果，从而反映出课程教学的真实收效，促进教与学双向互动的良性循环和可持续改进。如期末成绩，可由项目路演和成果转化组成。项目路演是学生根据创新创业大赛的标准进行作品展示，通过播放视频、演示产品交互过程和效果、讲解设计理念和表演情景剧等方式展示自己的项目成果，并由企业、专家和教师共同评定分数等级；成果转化由展览评价+商业预售+参赛获奖情况构成。展览评价是学生将作品原型和视频在学院展厅展览，并进行问卷调查，可由教学督导专家评定分数等级。商业预售渠道包括产品原型地推广、网店销售、众筹等方法，教师根据预售数据进行打分。参赛获奖为学生作品参加双创大赛或专业竞赛的获奖排名情况。

二、“智能产品设计”课程“专创融合”的案例解析

“专创融合”是新时代新文科背景下高校教育教学改革的一个重要方向。洛阳某高校以打造特色鲜明的高水平应用型大学为目标，积极推进专业教育和创新创业教育深度融合的“专创融合”工作。

第一，市场调研寻找痛点。“智能产品设计”课程从降低噪音和有效提醒的校园学习需求出发，采用定量问卷调查和定性用户访谈相结合的方式，在大学生中开展用户调研。调研地点选择在洛阳某高校，发放调查问卷170份，回收有效问卷127份，从有效问卷中选择重点用户20人进行访谈。调研聚焦的问题是图书馆的学习环境，有些同学说话影响别人学习，大部分同学不好意思直接提醒对方。由此，课程项目组决定设计一款具有噪音提示功能、使用人机交互传递无声信息、营造安静学习氛围的智能噪音检测仪。

第二，产品彰显文化元素。课程项目组基于产品噪音提醒功能，选取与声音有关的河洛文化元素。西周时期，周公在洛阳“制礼作乐”，形成的礼乐制度是河洛文化的重要表征，而编钟又是这一制度代表性的器物文化元素[4]。2020年8月，洛阳市文物考古研究院在伊川县徐阳墓地发现一座春秋时期大墓，初步认定其为一座陆浑戎王级大墓，随葬器物中有饕餮夔纹铜编钟(见图3)，纹样精美，造型为椭圆形。对此，在智能噪音检测仪的产品设计中，我们提取编钟外在形象中的关键元素：椭圆形、挂钩、乳钉纹、饕餮夔纹样，进行打散重构，组成噪音显示屏、时间显示屏的产品外观造型。同时，编钟是一种打击乐器，利用钟锤的敲击发出声音，将这种发声的仪式简化、转换成人机交互方式，以实现提醒噪音的功能。更重要的是，编钟是礼仪的物化表现，提醒人们要遵守社会制度、具备良好的行为道德准则，以编钟来进行智能产品设计，改善学习环境，有助于提升产品的文化价值和品牌内涵。

图3 洛阳陆浑戎王级大墓出土编钟

第三，选择智能硬件确定交互方式。本智能产品的功能是显示环境噪音程度，提醒用户养成良好公共行为习惯，共同营造优良的学习环境。根据此功能，课程项目组研讨选择智能硬件，选用Micro:bit主控板、声音传感器、点阵屏。主控板用于下载程序，是产品的大脑，声音传感器对应人的听觉器官，是输入模块，点阵屏是输出模块。视觉是人感知外界刺激的主要方式[5]。本设计采用点阵屏模块输出信息给人的眼睛，达到产品与人互动的目的。产品交互流程(见图4)，运用声音传感器采集环境噪音，通过点阵屏的颜色和表情显示噪音的强弱程度，用色彩和表情符号代替声音传递信息，适用于安静的环境中，可以有效提示用户行为。

图4 产品交互流程图

本产品根据一定的分贝值，设计三种表情：外部噪音低于30分贝时显示绿色微笑，表示周围环境比较安静，适于用户学习；外部噪音介于30～50分贝时显示黄色警示，意为周围声音稍微吵闹，用户要保持安静；外部噪音高于50分贝时显示红色愤怒，表示周围声音太大，已经影响其他人学习，用户要停止喧哗。根据交互流程，运用MIND+软件编程并组装智能硬件，测试产品交互效果。

第四，学生参与产品原型设计与制作。目前市场上的噪音检测仪大多为显示声音分贝数值，有一些会有警示音，提醒声音较大，产品造型基本为工业化简洁形态。课程项目组基于图书馆学习环境降低噪音的需求，以融入编钟文化元素、体现无声智能提醒为基本目标，在课程教学中以创新创业为导向，要求大学生据此绘制可爱、简洁、复古、时尚四种风格草图，先后收到40张，然后师生进行效果图聚焦，以创新性、审美性、趣味性和可行性为标准，选择出最终的智能噪音检测仪产品设计方案(见图5)。

图5 智能噪音检测仪产品使用效果图

产品外观简洁、有趣，符合大学生审美观，而又不失编钟的造型美。色彩选用低纯度白色调，搭配低明度彩色屏幕，朴素典雅，适合图书馆环境。材质选择环保塑料，方便携带，性价比高，适宜大学生群体的消费能力。白色主体部分采用3D打印工艺整体成型，内部放置智能硬件。本设计体型小巧，放置桌面节约空间，既有趣味化、交互化的噪音提示功能，又是一个充满文化韵味的摆件，起到装饰环境的作用。

第五，做好项目路演与成果转化。根据产品使用场景，课程项目组选择学校图书馆为背景进行视频拍摄和剪辑，路演环节播放视频之后，再进行产品人机交互演示和创新创业思路演讲，得到专家的一致好评。成果转化上，本项目参加挑战杯竞赛获得校级三等奖。项目组将继续深入打造二代产品，以参加更高级别竞赛。目前，项目组通过地推和网络众筹等方式，获得超过100个产品订单，用户大部分为在校大学生，证明了产品转化成商品的可行性和本项目的创业市场前景。