基于知识建构的工业设计专业课程体系研究

李淑江，周 昊，李咏梅，李作林

（1.青岛科技大学 a.机电工程学院；b.艺术学院，山东 青岛 266061；2.北京大学 工学院，北京 100871；3.中国人民大学附属中学，北京 100080）

工业设计专业属于实践创新型交叉学科，同时具有工程和实用艺术学科的特点。近年来，随着社会经济、政治、文化的快速发展变迁，工业设计学科的内涵发生了巨大的变化。2015年世界设计组织对于工业设计定义为，是一个战略性解决问题的过程，通过创新的产品、系统、服务和体验推动创新，建立商业成功，并导致更好的生活质量。新定义极大地丰富了工业设计学科的内涵和外延，体现了工业设计学科自身的创新性、不确定性和复杂性，也对传统的工业设计课程体系和培养模式提出了更高的要求。

一、工业设计学科的特征

（一）设计学科的前沿性

工业设计从最初关注人造物的创造，到如今在数字化背景下，开始关注系统，服务和体验乃至整个社会和环境系统，无不与新技术的出现密切相关。设计需要解决技术发展带来的新问题，其内涵和外延的变化，就导致了设计学科知识边界的不断拓展［1-2］。前沿化的知识不仅对学习者的学习能力和理解能力提出了更高的要求，更对教育者提出新的挑战。

（二）知识的复杂性

工业设计是一项集科学、艺术、工程、市场等多种知识为一体的复合型创造活动，设计学科是一项综合和联系多门学科来解决实际复杂问题的交叉学科，每一次的创新都涉及不同领域知识的交叉融合，在不同知识边界的交叉融合中充满了知识创新的可能性，但也使得知识边界变得模糊不清，复杂性大大增加。因此，工业设计学科要求学生拥有“通才型”的知识结构［3］。只有形成综合、联结式的知识结构才能抓住问题的本质，洞见矛盾和痛点及未来发展趋势，解决复杂的真实问题。

（三）设计问题的不确定性

处于新工科背景下的工业设计学科与传统理工学科不同。传统理工学科解决“明确界定的问题”，可依赖相对确定的条理去逐步解决问题。而设计学科属于“非明确界定问题”，这类问题有着极广阔的问题空间，它们没有特定的“程序”和“目标方向”，任何程序都可能获得某种满意的但非最理想的解答［4］。因此，设计是一种解决多重问题的活动，是对设计问题的肯定与否定循环迭代的过程，是一种高层次的认知过程。在这样的实践活动中，认知主义所构建的线性知识框架已无法解决这类弱构问题，因此，需要通过实践对知识进行筛选重构，形成属于该课题情境下独有的解答知识结构。

二、工业设计的理论基础

（一）知识边界

知识的边界是由部分知识构成的，是一种呈粒状分布的、不规则的、不连续的无形边界，同时也是一种多层的动态边界，从根本上体现着知识之间融合组合进行创新的关系［5］。设计的过程，常常是处于一个多样化的知识共同体中，知识的边界交错复杂，清晰程度低，边界交流层次频繁。在这种状况下，设计师需要拥有庞大的知识量来理解关键知识，同时承担着知识整合的任务。每一次的创新过程从产品规划、设计生产、市场营销、运输乃至回收的整个流程，设计师都需要考虑在内，并与各个行业的专业人士进行沟通进而修改方案。在这个过程中，每一个阶段、层级、节点的知识相互影响。因此，创新设计的过程，其本质上是在与各方人员所代表的知识边界进行摩擦、融合、共同创造新事物的过程。

（二）建构主义学习理论

建构主义学习理论起源于皮亚杰、布鲁纳等人的思想，是继行为主义、认知主义之后的学习理论的进一步发展，1997年由何克抗引入我国教育技术领域。建构主义的主要观点体现在四个方面：知识观、教学观、学生观和学习观。建构主义认为知识既不是通过行为的刺激与反馈获得的，也不是通过信息加工形成的知识框架，而是通过个人经验和互动来构建独特的解释，因而知识的内部表征不断变化。建构主义认为教学过程要重视学生的主动性，教师主要起到引导和帮助的作用。将学习者的学习活动放到中心位置，围绕学习者的学习活动创设，有利于问题探究、知识建构和能力提升的资源环境与运行机制［6］。建构主义认为每个学生都有其自身经验与学习方式，学生的学习具有差异性及多元化特征。建构主义强调学习的主动建构性、社会互动性和情境性，认为知识存在于相关的情景中，因此，为了理解知识，每个人需要进行置身其中的学习［7］。

三、工业设计的课程体系

工业设计是运用设计思维引导交叉学科结构知识，进行整合创新的活动。因此，设计教育从早期的实用美术创作逐渐转化为解决复杂设计问题的能力，以及提升设计师综合素养的培养。一方面，工业设计教育通过系统全面地学习专业理论知识和专业技能实践，培养具有创新素养和解决复杂专业问题能力的创新型专业人才；另一方面，通过设计文化、设计理念与设计实践培养更加多元化的复合型创新人才。

（一）工业设计的知识体系

作为一个多学科交叉的创新型专业，工业设计在不断丰富其知识体系，拓展其知识边界，以适应社会发展不断出现的新型社会问题。因此，学习者在未知领域内面对复杂设计问题时，如何能够运用专业设计知识、设计能力和创新素养抓住解决问题的核心，构建与之相适应的解决方案是当前专业教育者需要解决的主要难题。对工业设计专业的知识结构进行分类编码，如图1所示。

图1 基于建构主义的工业设计知识体系

1.将设计知识分为描述性知识和认知性知识。描述性知识包括可以通过文字或者图片讲授的原理知识、方法知识、史论知识；认知性知识主要是需要学习主体根据自身经验或者认知习惯进行理解的知识。

2.设计能力分为基本专业技能、问题分析技能和项目实施技能三类。基本专业技能又分解为设计表达能力、造型基础能力、机械基础能力；问题分析技能根据设计创新的四个阶段分解为发现问题、分析问题、发展问题及解决问题能力；项目实施技能按照项目流程包括项目立项、项目计划、项目管理、项目沟通能力。能力培养贯穿课题项目中得以实施。

3.创新素养包括知识拓展、综合分析、设计思维、设计研究、情境化分析和研究。在设计教学中通过案例分享、个人展示，以及前沿理论和热点问题的研讨中得以锻炼。

（二）工业设计的课程体系

1.课程体系的构建原则。（1）递进式项目制原则。项目制教学是以项目实践为导向的一种教学模式，课程设置遵循由低到高、由易渐难的原则，针对学习者的知识和技能水平，分阶段、递进式地设置不同层次的设计任务，使学习者在项目实施过程中循序渐进地吸收和消化所学知识，逐渐构建起完整的专业知识体系［8］。（2）系统化原则。作为一门融合多学科知识的实践型学科，工业设计的课程体系是以人造物为中心，以人造物的根本属性特征（功能、结构、材料和造型等）为基础，逐渐加入消费者需求、社会创新、组织创新的一个开放式知识学习系统，该系统既有自身的学科核心知识，又能不断满足社会发展的需求，呈现系统化的创新特征。（3）适时性原则。工业设计课程体系伴随社会发展阶段呈现出不同的设计范式，以适应时代特征，满足时代需求。在不同的时代下，呈现与社会发展相适应的设计范式。

2.以青岛科技大学工业设计专业为例构建工业设计专业课程体系。青岛科技大学作为以工科为主的山东省属重点高校，于2003年成立工业设计专业，专业隶属于机电学院，具有典型的工科特色。在多年的专业建设基础上，逐渐完善并形成了自身相对规范的课程体系。该课程体系由公共基础课、机械基础课、设计基础课、专业知识课、专业综合模块课、专业选修课和综合实践课七大类课程组成。以四门综合模块课程为主干，在不同的阶段融合了相应的专业知识和实践课题。其中，每门课程从知识、能力和素养三个方面进行知识解构［9］。产品设计基础课程关注人造物的设计，强调产品的审美基础、基础造型能力和创意思维的培养；产品改良设计（用户体验与创新设计）关注以人为中心的用户参与式设计，强调深入学习产品知识、用户研究能力及创造性思维；产品系统设计关注社会创新引起的“人的生活方式设计”，强调原型创新、设计研究能力和商业思维的训练；产品开发设计关注社会创新中的组织创新，强调学习社会创新中的组织创新、品牌研究能力与设计策略，如图2所示。

图2 工业设计专业综合模块课程

结语

相较于其他教育理论，建构主义更强调学习者的自主建构、自主学习、自主探索适合于培养学生的创新意识、创新思维与个人创新能力，弥补了传统教学方式在高阶教学阶段的乏力，对工业设计这一类实践创新型学科的教学有很大启发作用。工业设计专业教学要以辩证的态度吸收建构主义的合理见解，创建自身特色的教学理论，促进教学改革的持续发展。