ⓒ 编辑：李杰 李叶
包海默，大连民族大学设计学院教授、硕士生导师。教育部普通高等院校工业设计专业教指委委员，辽宁省机械类专业教指委副主任，国家民委人文社科重点研究基地主任，国家民委设计学一级重点学科负责人，国家民委教学名师，大连市领军人才，韩国K设计奖、亚洲设计奖、中国红星设计奖评委。国家首批一流专业建设点（工业设计）负责人，获辽宁省教育教学成果一等奖2项，二等奖2项，国家民委教学成果一等奖1项。带领团队获得74项德国红点概念奖，44项德国iF设计奖，194项美国IDEA设计奖在内的300余项国际顶级设计奖项。发表SCI、EI和中文核心文章30余篇，设计作品80余件。获得发明专利7项，实用新型专利350余项。
包海默教授表示，在国家大力发展“新工科”的背景下，工业设计专业作为连接工程、技术、设计和人文学科的特殊专业，还有很长的改革之路要走。我们对工业设计专业多年的探索只是一个个案，具有典型性、也具有一定的特殊性。我们认为，教育改革最终的目标都是要面向未来的，只有当我们的学生有勇气敢于面向未知的世界，有能力探索和掌控未知的领域，教育的真正目的也就达到了。
随着中国高等教育改革进入深水区，对学科专业的要求也达到了新高度。“新工科”是我国应对全球化竞争和新的技术挑战背景下，对现有的工科专业建设提出的新要求。2019年教育部六卓越一拔尖计划2.0启动大会提出要全面推进“四新”建设，其中明确指出，“新工科”是要构建“新的工科”和对工科专业提出的“新要求”，目标是提高国家的硬实力，即通过对现有工科专业教学模式的改革和探索，解决关键领域的核心技术问题，更重要的是能够培养一批有效应对全新技术挑战的新型工程设计人才。工业设计作为多学科融合的交叉型专业，在新工科的建设过程中必然会面临更多的挑战和机遇。近年来，国内包括香港科技大学、南方科技大学、湖南大学、上海交通大学和江南大学等多所知名院校的工业设计专业结合各自的区域优势，背景资源和传统特色展开各种尝试性改革，形成各具特色的工业设计专业新工科教学模式，对其他高校有一定的借鉴意义和价值。
大连民族大学作为一所普通的民族类院校，并不具备特殊背景和资源优势，如何能走出一条独特的设计专业办学之路，是我们一直思考和不断实践的命题。回顾我校工业设计专业近二十年的改革和发展历程，“新工科”教育理念一直牵引和贯穿始终，促进专业发展逐渐摆脱传统的路径，形成独具特色的发展模式，实现普通院校中工业设计专业的高水平发展。大连民族大学工业设计专业成立于1999年，2003年通过教育部专业评估，2013年在辽宁省专业综合评价中排名第一名，2014年获省工程改革试点专业，2015年获省首批优势特色专业，2018年获省一流本科示范专业，2019年获首批国家级一流专业建设点。接下来我将详细介绍我校工业设计专业是如何根据自身的有限条件，不断调整和优化教育理念、教学思路和教学环境，逐步将工程研究和集成创新的观念引入到具体的教学环节中，打通学科基础、专业基础和专业设计的全环节，完成对学生工程基础、创新思维和设计实践能力的系统性培养。
一、理解“新工科”教育理念
对于“新工科”的理解，给予我们启发最大的是两所院校，即美国的欧林工学院（Olin College）和英国戴森科技学院（Dyson Institute）。欧林工学院（Olin College）从1997年建校到现在不过20多年时间，在2018年麻省理工学院（MIT）发布的“全球前沿工程教育“报告中，被评为世界本科工程教育第一名。英国戴森科技学院（Dyson Institute）是由全球知名创新企业戴森公司创建的一所全新模式的工程设计学院，于2017年秋季正式开学，第一批招募25个学生，不仅不收取学费，还为每个学员提供每年1.6万英镑的年薪，设置了为期四年的工程类课程，培养能够直接对接企业需求的工程设计人才。通过研究我们发现，这两所新型学校的出现是一个有趣的现象，它反映出现行的传统教学模式已经不能培养出适应现代产业需求的工程设计人才。在传统的教育体系中，学生知识碎片化、思维习惯化、能力单一化等问题很难简单地通过某一教学环节的改造解决，而是需要从系统的角度彻底地进行教育教学模式的重构，因此，直接面向产业的新型院校组织形式应运而生。我们国家目前提出的“新工科”的概念，也是要从系统的角度重新构建适应我国现代产业需求的新型工科类专业人才培养体系和机制（图1）。
图1. 英国戴森科技学院学生在上课研讨
对于依托设计类专业的“新工科”人才培养，我们认为，从专业角度考虑应该具备三种最基本的能力和素质，即创新思维方式、工程实现能力和系统集成意识，实际上就是学生要具备将问题解决到“根“上的能力。这个说起来比较简单，做起来就不那么容易，通过什么样的具体措施能够改变传统教育体制的共性问题，通过什么样的具体方法能够实现对学生关键能力和素质的培养，是新时代教育者共同面对的难题。大连民族大学工业设计专业的系统性改革始于2001年，持续至今已有20年的时间，我们通过反复的探索和尝试，希望能够解决现行教育体系中的结构性问题，来达成“新工科”的人才培养目标。从整体架构到每一个具体执行的细节都做了深入的思考和反复实验，重新构建了教学目标，培养模式，课程结构，课程内容，师生关系，教学环境，考核模式，运行方式以及激励机制等，试图建立一种全新的生态系统，让每个教师和学生都能在系统中找到各自的位置。这种稳定的生态系统可以让师生心无旁骛，持续专注和反复实践一类问题，把创新理念和工程实践紧密联系在一起，通过完成一个又一个工程和设计项目，解决一个又一个实际问题来逐步实现个人能力和素质的提升。
二、构建系统性的工业设计专业生态系统
教育本身应该是一个生态系统，不同的院校在教师结构、学生基础、现有条件以及优势资源方面均有较大差异，不能够按照一个模式发展。所以，构建适合自己的教育生态系统对专业发展的可持续性和教学实施的有效性尤为重要。我校工业设计专业学生基础薄弱，但比较务实，教师个人能力有限，但对教学本身非常投入，专业建立时间不长，但发展受到学校高度重视。基于以上种种现状，构建能够让师生全身心投入的教学环境和氛围，给他们足够的时间和空间慢慢成长，就是一种比较合适的策略。按照这个思路，我们主要从四个方面来构建工程教育的生态系统，即导师制为核心的运行模式，课题制为核心的教学方式，二次工程原理开发为核心的教学内容和设计节为核心的评价方式，以实现学生自学为主的任务驱动型教学改革，图2展示的就是工业设计专业人才培养整体框架。
图2. 工业设计专业人才培养整体框架
导师制为核心的运行模式是专业建设的底层逻辑。工作室责任导师具有绝对的自由度和自主权，负责工作室学生全部的专业课程规划和设计，任何人都无权干涉工作室的教学内容和教学组织。当然导师也要有非常明确的个人研究方向，并能够保持持续的研究，对工作室发展负全责。同时，专业会针对每个工作室配置灵活的教学设备、加工设备和充足的教学运行经费，基本上能保证每个工作室想开展的课题可以没有任何顾虑的实施，极大的调动了师生的积极性（图3）。
图3. 导师制工作室日常情景
课题制为核心的教学方式是专业建设的关键所在。课题制可以把专业教学中分散的知识点在一个个不同的断面进行有效整合。无论是短时间的专项课题，还是持续性的综合课题，都需要学生通过调查、研究、探索、讨论、实验、模拟、设计等过程完成。完成课题的过程就是解决问题的过程，整合知识的过程，团队合作的过程，能力提升的过程（图4）。
图4. 课题制教学案例——特殊运动方式研究课题
二次原理开发为核心的教学内容是专业建设的创新源泉。一个好的课题内容、一个明确的评价标准和一个有挑战的问题，能够激发学生的学习兴趣，引发学习动力，使其自主完成学习和探索的过程。所以，我们评价一个好老师的标准是看他能设计出什么样水平的课题内容，是否能够通过合适的课题内容引导学生完成工程原理的二次开发，再创新和再设计，这也是“新工科“教育中最关键的环节（图5）。
图5. 二次原理开发——针对吸尘器过滤原理结构的二次开发课题
设计节为核心的评价方式是专业建设的检验标准。这个活动我们已经持续搞了十几年，国内大部分知名的设计院校都是通过这个活动近距离了解我们，它是多角度展示全体学生年度教学成果的综合平台。活动中对教学过程的呈现是最有价值的，四个年级的学生需要把每个课题的全部研究过程全都展示出来，哪怕是很不成熟的阶段性草图、模型、样品等，我们认为这些才是最有价值的教学成果。这种方式对所有人都极具启示的意义，能更好的检验和评估教学过程的有效性，还更容易发现深层次问题（图6）。
图6. 国内知名高校学者观摩设计学院历届设计节成果展览
三、贯通工程研究、转化应用到系统集成的工业设计专业课程体系
香港科技大学教授、深圳科创学院发起人李泽湘指出“要实现新工科，我们需要把新工科环境下在学校中要学的内容放在一个框架和系统中，这样我们就知道目前掌握哪些，缺少哪些，需要补充什么，在哪些方面需要做得更好。”这里指出现行的教学体系之所以发挥的作用有限，与课程体系设计缺乏系统性和连贯性有很大关系，课程和课程之间是割裂的，相互之间的关系需要学生在最后短暂的毕业设计环节突发性地集中整合，难度必然很大，也无法达到预期的效果。贯通整体课程体系，给学生创造不断整合设计的机会和可能，是课程改革的新方向，也是实现“新工科”教育改革的核心痛点。为此，我们重新构建了相互连贯、紧密衔接的三个课程群模块，让学生能清晰地意识到每门课程、每个课题之间的明确关系，由简单到复杂，逐步触及工程和设计中最难解决的问题。
第一个模块是以工程基础为核心的学科基础课程群。围绕工程和设计过程中学生需要掌握的最基本知识和具备的最基本能力，从力学和结构研究、传动和机构研究、智能和控制研究、材料和感受研究等4个维度进行基础性训练。这个过程主要在一年级到二年级进行，涉及到4门学科基础课程，学生要先后完成大小9-10个不同难度的课题，平均制作各种类型模型30-40个，能够对工程和设计领域涉及到的基础性结构问题、技术难点和解决问题的方式有深入的掌握（图7～9）。
图7. 工程基础模块（结构与传动）— 纸桥承重、悬臂支撑、生物动态模拟
图8. 工程基础模块（智能与感应）— 开源硬件主题情景课题
图9. 工程基础模块（材料与感受）— 材料属性延展、立方体组织构成
第二个模块是以转化应用为衔接的专业基础课程群。在学科基础训练完成后，学生进入到不同的导师工作室，研究方向相对明确，研究内容相对具体。这个过程主要在二年级到三年级进行，涉及到的4门专业基础课程，分别与之前基础课程群的4门学科基础课程相对应，仍然是是对结构、传动、智能、材料和感知的研究，只是课题复杂度和难度增大，并且要与具体的研究方向相吻合，将后续专项研究中的节点问题抽象成具体的小课题，通过小型装置的设计研究搞清楚问题的核心因素和转化的可能性和可行性（图10）。
图10. 专业基础模块 — 基于流体动力学的玩具设计研究
第三个模块是以系统集成为目标的专业设计课程群。面向真实的复杂问题，结合掌握的相关领域知识，通过不断的反复设计研究、实验验证和系统整合，完成有一定技术壁垒的产品设计。其中涉及到产品的所有技术、结构、形态、材料、色彩、布局、组装、人机交互以及应用场景等全部要系统的解决和实现。这个阶段主要在三年级到四年级进行，涉及到三门专业课程和毕业设计，是一个研究逐步递进和深化的过程。学生要围绕一个具体的产品，从核心技术创新到关键结构改造，由内到外系统集成所有相关要素，通过至少40-50个验证性的功能模型反复研究探索，直到最终解决所有的问题（图11）。
图11. 专业综合模块 — 创新型水过滤吸尘器系统开发过程
所以我们学生的毕业设计实际上从二年级下学期就已经开始准备和进行了，因为要把一个问题弄懂、搞透是需要几年时间的。学生从基础问题开始，遇到什么问题就想办法解决什么问题，需要哪个领域的知识就马上学习哪个领域的知识，这个过程是自身知识体系不断补充和完善的过程，是自身实践能力水平逐步提升的过程，也是工程思维和集成设计意识逐渐成熟的过程。学生最后能敢于面对一切未知的复杂问题，并能快速找到解决问题的路径和方法，这个培养过程就成功了。
四、打造自由开放、平等有效的教学实践环境和氛围
为什么要把教学环境单独拿出来讲一下，是因为有教学环境是否有效对教学目标的实现台重要了，一个合理的环境可能比精心设定的人为机制更加有效。为此我们通过4次大规模的空间改造重塑了教学环境，形成了基础车间、专业车间、工程中心、导师工作室、公共空间等5种类型的教学实践空间。现在我们整个学院接近7000平米的空间，95%以上都是不同类型的工作室、车间和工程中心，集中上课的教室仅保留了4个。空间改造的目的不是要把环境设计得多么靓丽，而是通过空间重塑消除行政化，发挥空间在教学过程中的有效性，最终目标是吸引师生全身心地投入教学活动中。
空间改造的第一阶段主要是建设基础实验室和工程中心。这个基础实践平台十分重要，可以让学生了解和掌握各种常用的现代加工工艺。在木工工艺、金属工艺、陶瓷技术、丝网印刷、三维扫描、3D打印等14个基础车间和快速成型等3个工程中心中，一年级学生根据各自的专业需要，至少要完成2种加工技术的基础学习和考核，并作为后续选择进入工作室的门槛条件，提高了学生对动手实践的重视程度（图12）。
图12. 基础车间 — 木工车间和快速成型加工中心
空间改造的第二阶段主要是建设18个本科生导师工作室。这些工作室是教学运行的底层核心平台，全部的专业教学研究工作均依托导师工作室展开，承担了占培养方案40%以上的全部专业教学任务。导师工作室保障每个学生从二年级开始都有一个稳定的位置，教师空间与学生空间平等开放，便于随时随地研讨交流。导师工作室的改造充分尊重责任导师的意愿，前提是改造后的工作室一定要增加师生的归属感。
空间改造的第三阶段是为每个导师工作室增加了内部的专业车间。根据每个工作室的具体研究方向和实践加工需求，配置专业性更强、使用率更高的专业设备。例如，根据工作室特点，分别建设传统雕刻工艺、智能硬件产品、交互体验产品等小型车间，提高研究和实践的专业水平，使学习、研讨、交流、制作和测试等过程在工作室内部就可以实现无缝衔接，运转流畅（图13）。
图13. 导师工作室和所属专业车间
空间改造的第四阶段主要是对公共空间的重新调整，目标是更加彻底地去行政化，让教学回归根本。原来物理分割的空间大部分作透明化处理，去掉所有传统意义的行政办公室、无效的大教室和计算机房、将多余的公共空间调整为用途更加多元化，功能更加有效的互动展览展示空间、成果发布空间、研究测试空间、集中研讨空间等。通过公共空间改造，大大弱化了行政和管理对教学的制约，增强了教学的主动性，赋予教学更多的自由度和可能性，实现教学过程和教学形式的多元化。
五、培养大批具有国际竞争力的工业设计人才
经过多年的专业改革，我校工业设计专业走出了一条较为独特的发展道路，学生工程设计能力大幅度提升，在国际知名设计竞赛中竞争力显著增强。累计完成300多项具有自主知识产权的产品原型设计，200余套儿童创新玩具设计，600多本儿童原创绘本，多个新农村系统性集成住宅原型设计。师生累计申请发明专利60余项、实用新型专利600余项。2008年以来，累计获得85项德国红点概念奖和红点传达奖，114项德国iF概念奖、新秀奖，247项美国IDEA优秀设计奖，13项中国红星原创设计奖在内的459项国际权威设计奖项。其中2016年获得19项德国红点概念奖，2011和2016年两度获得美国IDEA国际设计优秀奖金奖，2020年获得17项德国iF新秀奖都凸显了专业人才培养的集聚效应和较高水平（图14、15）。
图14. 部分具有自主知识产权的产品和玩具原型设计
图15. 2011、2016两度获得美国IDEA国际设计优秀奖金奖
在国家大力发展“新工科”的背景下，工业设计专业作为连接工程、技术、设计和人文学科的特殊专业，还有很长的改革之路要走。我们对工业设计专业多年的探索只是一个个案，具有典型性、也具有一定的特殊性。我们认为，教育改革最终的目标都是要面向未来的，只有当我们的学生有勇气敢于面向未知的世界，有能力探索和掌控未知的领域，教育的真正目的也就达到了。