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《設計》編輯|盧純福:“非典型”工科的改革:浙工大工業設計學科的建設實踐

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? 編輯:李杰  李葉


盧純福,浙江工業大學工業設計研究院院長、教授、博士生導師。浙江省工業設計技術創新服務平臺執行主任,杭州市工業設計創新服務平臺主任,教育部高等學校工業設計專業教學指導分委員會委員,浙江省高級工業設計師職稱評定委員會專家組組長。主持國家級一流本科專業建設(工業設計專業);獲得國家教學成果獎二等獎1項、浙江省教學成果獎一等獎2項。協助政府相關部門完成《浙江省工業設計產業“十三五”發展規劃》和《杭州市工業設計產業發展“十四五”規劃》的政策制定。主持國家級省部級項目7項,其中主持國家科技部火炬項目和國家科技計劃項目2項、浙江省科技計劃項目4項、浙江省自然科學基金1項,杭州市工業設計技術創新重點項目1項。主持企業工業設計技術及產品開發項目30多項,其中重大橫向項目20余項;擁有發明和實用新型專利50余項。出版專著《形態的限度》1部;在SCI、國內核心期刊發表論文50余篇。

盧純福教授認為,“新工科”建設是一項系統工程,牽涉到知識系統、教學框架、組織制度、質量標準的整體性調整。“新工科”建設同時是一項緊迫的工程,因育人工程存在滯后性,高等教育若不做到超前,必然與新一輪技術與產業變革的時代需求相脫節。然而,無論如何調整,工業設計專業人才的核心素養是長期穩定的,其中最為關鍵的是對“人”的共情與體察的能力。技術與產業的變革影響的是“人”的境遇,“人”的本質并無變化。而共情與體察,實質上就是對話與理解的能力,只有通過對話,在解釋學的循環中不斷接近與對象視域的融合,才能達成理解。這是所有設計的起點,同時也是所有設計的終點。

以“新工科”(Emerging Engineering)為名的工程教育改革,是教育部基于對當前工程教育的反思,為應對世界新一輪科技革命和產業變革,滿足國家與區域產業發展的戰略需求,推出的一項長期戰略規劃。2016年,“新工科”概念提出。2017年教育部高教司隨即就組織高校展開研討,形成了“復旦共識”、“天大行動”、“北京指南”3份綱領性文件,描畫出新工科建設的概略路線圖。對于工業設計這一“非典型”的工程學科而言,“新工科”改革有何意義,如何推進?仍是值得討論的問題。

工業設計相較于機械工程、土木工程等學科,它的學科范式更偏向人文性,服務面向更具廣泛性,知識體系擁有更強的交叉性。2012年,教育部頒布的《普通高等學校本科專業目錄(2012年)》將工業設計與產品設計一分為二,工業設計屬于工學門類下的機械類,授予工學學位,產品設計屬于藝術學門類,授予藝術學學位。實質上,這是針對廣義工業設計的“非典型”學科屬性而做出的折中方案。這帶來了一系列問題,例如,歸屬于機械類下的工業設計在目前工科范式的質量標準認證下受到較多掣肘,學科的核心內涵容易迷失;而歸屬于藝術類的產品設計人才培養容易缺少足夠的工科知識支撐,在對接產業需求時又處于弱勢。“新工科”的戰略部署是以工程教育的范式改革而非局部改革為目標,以回歸實踐為導向,講求“問產業需求建專業”,“問技術發展改內容”(“天大行動”),又明確了工科優勢高校、綜合性高校和地方性高校分類指導的原則(“復旦共識”),對于浙江工業大學這類地方性高校的工業設計學科建設而言,具有正本清源的戰略性意義。

一、學科屬性:作為“新工科”的工業設計學科

工業設計學科歷史不長,它本就是字面意義上 “新工科”。industrial design的概念最早見于1839年,當時指的是服務于染織工業的繪圖工作。最早的獨立工業設計師克里斯托弗·德萊塞(Christopher Dresser)活躍于19世紀后半葉,但他從事的工作與后來面向規模化生產的設計仍有區別。最早的工業設計組織是1907年成立的德意志制造聯盟(Deutscher Werbund),其時聯盟內部對是否堅持型式化的設計仍存猶疑。最早奠定現代工業設計教育體系基礎的是1919年成立的包豪斯,要求在工業化大生產的基礎上實現“藝術與技術的新統一”。直到20世紀30年代,工業設計行業才在美國迎來了繁盛。

在國內,近代工業起步于洋務運動的“實業救國”,但設計力量難有匹配。最早的設計人才培養始于1918年成立的北京美術專門學校。隨后,陳之佛、龐薰琹留日留法歸來,分別創立了最早的設計機構“尚美圖案館”(1925年)和“工藝美術社”(1930年),但其實踐主要是為陶瓷、染織、漆器提供圖案。囿于制造業基礎薄弱,中國工業設計始終是觀念先行,實踐滯后,服務面向長期是工藝美術行業。直到70年代末80年代初,湖南大學、江南大學、中央工藝美術學院先后設立了國內最早的一批工業設計系。20世紀90年代至21世紀初,隨著消費類電子產品發展突飛猛進,中國工業設計行業才得到跨越式的發展。

工業設計的學科內涵一直在更新,學科范式從未穩定下來,可以說,它是非典型的工程學科,卻是典型的“新工科”。自1957年到2015年,國際工業設計協會先后發布過5次工業設計的定義。最初的定義認為工業設計是決定產品“形式、色彩、材質以及結構”的活動,是產品審美價值的賦予者,偏重造型設計(styling design)的定位。2015年的新定義則認為,①設計是“一種策略性解決問題的方式應用在產品、服務、系統等中的活動”,意味著實踐對象拓展到了更宏大的服務流程與社會系統,實踐方式延伸為動態調整的長期策略;②設計是“一門協同創新、技術、研究和商業于一體進行創新活動的專業”,意味著實踐內容拓展到了創新的全部鏈環,實踐主體從個體轉變為多主體協同;③設計旨在“對社會、經濟和環境等方面的問題進行回應,旨在創造一個更好的世界”,意味著工業設計的職責從生產與消費的中介,升華為人類文明永續發展的實踐保證。該定義深化與拓展了工業設計的內涵與外延,交互設計、服務設計、社會設計已成為國內外工業設計教學的重要模塊,學科知識的融合不是未來方向,而已是既存現實。

以學科范式論,自19世紀中葉以來,工業設計學科發展游弋于美術范式、技術范式、科學范式、人文范式、實踐范式之間,不同范式存在著合作與競爭的關系,直至今日仍舊如此。如1914年的科隆論戰,個性與型式之爭背后實質是美術與技術的范式之爭;1919年包豪斯形式師傅與技術師傅合作指導的工坊教學安排,體現了美術與技術的范式聯合;1956年烏爾姆轉向了基于科學方法論的基礎教學,是科學范式的勝利;1962年烏爾姆創始人奧托·艾舍(Otto Aicher)爭取設計師在學院管理的領導地位,撰文細數科學與設計之別,是為達成科學范式與實踐范式的平衡。此后,設計方法運動的迭代,霍斯特·里特爾 (Horst Rittel) 與梅爾文·韋伯 (Melvin Webber) “抗解問題”的提出,唐納德·舍恩(Donald Schon)“行動中反映”的論述,斯坦福大學 D. school的創立,都意味著實踐范式的興起。在國內,范式之爭集中體現在學科目錄中工業設計與產品設計的“分家”上,引發的爭議從未停歇。

二、頂層設計:面向“新工科”的工業設計學科

工業設計的學科建制緣起于工業2.0時代,面向工業4.0的時代愿景,繼續做出適應性調整是必然的。我國技術與產業的現狀更為復雜,目前正處于“傳統工業化與新型工業化相互交織、相互交替的轉換期”,“工業化與信息化相互交織、深度融合的過渡期”。面對復雜的技術與產業現狀,工業設計學科的改革必須正確認識新與舊這組關系,新工科并不意味著新對舊的替代,而是新對舊的推動、新與舊的融合。浙江工業大學是浙江省屬的重點大學,工業設計學科始建于1993年,為省級重點特色專業。2011年獲批成立杭州市工業設計創新服務平臺,2013年獲批成立浙江省工業設計技術創新服務平臺。長期以來,浙工大的工業設計學科建設秉持“以浙江精神辦學,與區域經濟互動”的辦學理念,面向產業需求,面向技術趨勢,面向區域戰略,以“新”為牽引,以“舊”為支撐,形成了具有相對特色的學科建設實踐。

(1)面向產業需求:浙江省民營經濟占主體,形成了一鄉一品、一縣一業“塊狀經濟”的地理空間格局,如永康五金產業、安吉椅業、云和木制玩具產業、諸暨襪業等,涉及28個工業部門。區塊內企業規模普遍不大,但中小微企業量大面廣,這是浙江省經濟發展的一大特色。傳統塊狀經濟面臨創新動力與資源薄弱,低水平競爭激烈,環境壓力重,市場風險大等問題,轉型升級迫在眉睫。因此,我們學科面向集群產業的中小微企業創新需求,建立了設計咨詢、設計服務、設計技術和設計教育全鏈路服務體系,挖掘與探索不同行業的關鍵共性技術。近十年來,已經在永康、云和、安吉、義烏、衢州等集群產業帶與地方政府合作共建了創新平臺和創新研究院,推動區域產業轉型升級發展。目前已推動上千款產品設計成功落地生產,來自企業的科研經費突破一億元,產生專利600余項,設計轉化產值累積達120億元。在我們產品創新的持續支持下,杭州申昊科技股份有限公司、浙江帥豐電器股份有限公司等企業已成功上市。


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新一代變電站智能巡檢機器人,以小型化、輕型化、模塊化的巡檢機器人為核心,融合自主導航定位技術、非接觸檢測技術、多傳感器融合、后臺大數據分析,能夠實現變電站全天候、多方位、自主智能巡檢和監控,有效降低勞動強度和變電站運維成本,提高巡檢數據質量,通過技術創新來提高變電站巡檢智能化水平。


帥豐S65智能集成灶

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(2)面向技術趨勢:大數據、云計算、物聯網為核心的新一代科技革命與產業變革蓄勢待發,是當前工程教育面臨的新業態。對于工業設計學科建設而言,打破原有知識結構,推動多學科知識域的融合;面向前沿技術形態,推動跨界創新型人才培養是必由之路。跨學科從師資配置做起,我們學科目前有專任教師26人(其中正高6人,副高10人),其中具有機械工程、計算機科學與技術、心理學、管理學學科背景的教師占比50%,教師立足于問題空間而非專業方向結成科研團隊。例如幾位在健康裝備研發、情感計算、腦電技術方向專長的教師結成“健康裝備創新設計關鍵共性技術研究”的科研團隊。該團隊在國內率先將深度學習方法用于健康生理與心理大數據深度信息挖掘,成功解決生理信號識別率低和復雜關聯性的問題;首次在國內提出具備產業化可行性的類等速力量訓練裝備設計理念,并開發了覆蓋全身重要關節的系列訓練器材、上/下肢輔助外骨骼系統。

上肢康復外骨骼

在中國,大部分偏癱患者缺少有效的康復訓練,現有的康復器材無法實現家庭式的康復服務。GAHand家庭式康復外骨骼,采用模塊化的設計實現多模式、多部位的康復訓練,利用腦電控制外骨骼運動,加快腦神經重塑,通過3D打印技術,高效快速定制符合用戶尺寸的外骨骼。


新技術趨勢對于工業設計學科而言不單純是一個附加的知識模塊,至少具有新產品形態,新設計工具與新服務形態三重意義。后兩重意義通常不受重視。因此我們重點圍繞“智能化創新設計技術研究”方向搭建了科研團隊,團隊面向工業設計鏈條上的各個環節開展智能化創新設計輔助技術研發,包括工業設計專利信息分析、工業設計產品大數據分析與評價技術研發、用戶意象分析技術、產品的形態、色彩、機械結構等工業設計方案的優化設計技術研發、工業設計功能原型產品快速制作技術研發、工業設計專利產品產業化交易平臺建設等內容。這些研究希望通過智能化設計工具與協作創新管理模式,緩解非中心城市的集群產業帶的精英創新人才匱乏的問題。

智能配色系統開發

Quickcolor是一款可以快速生成大量優質色彩方案的軟件,主要提供色彩提取、方案生成、交互評價和智能優化等全鏈式配色功能。Quickcolor可基于用戶給定的條件,自動批量生成配色方案,并提供交互評價和群體智能兩種優化技術,極大地提高用戶配色的效率,也提升了配色方案的質量,實現了人人都是配色師的目標。


(3)面向區域戰略:浙工大是地方性高校,主動融入區域發展戰略是學科的本位。“復旦共識”提出“地方高校要對區域經濟發展和產業轉型升級發揮支撐作用”,而對學科而言“支撐”不僅意味著面向現有產業培養適銷對路的人才,更意味以前瞻視野把握行業產業未來方向,為社會經濟可持續發展儲備可靠人才。這是面向戰略的本意。近年來,我們學科面向“健康浙江”“綠色浙江”“人文浙江”的戰略,面向數字經濟“一號工程”進行宏觀布局,形成了中小企業產品創新與戰略管理、智能產品與交互設計、健康設計與智慧服務、數字化創新設計與智能生成技術等特色方向。在教學方面,設立了文化產品設計、健康產品設計、信息產品設計、智能制造設計4個工作室,學生進入第四學年需自選工作室,在真實設計實踐項目中獲得全方位的鍛煉。

Tread-Table跑步機

 Tread-Table是一款具有雙重功能的跑步機。當他處于跑步機狀態時,人們可以跑步和鍛煉。面板上的凹槽處可以放置外接設備,通過藍牙連接,用戶可以在設備上選擇模式以及查看身體數據。跑板內圈有燈帶,延伸到機頭蓋上,即可以作為氛圍燈,也可以提醒用戶防止誤踩跌倒。在面板上,設置了左右兩個紅外感應元器件,用戶可以通過手勢調速。當鍛煉結束后,用戶關閉電源,此時,內部電機帶動跑步機的面板和扶手一起旋轉90°,treadtable就變成了一張桌子,供人們閱讀和休息,背板以及機身有多種材質顏色供選擇,使他可以更好地融入不同的家居環境。該設計曾獲紅點設計概念獎。

農幫幫助農平臺

農幫幫一個在線助農平臺,設計初衷是為了幫助偏遠地區的貧困農民解決農產品滯銷的問題。平臺由農戶端和消費者端組成。在消費者端采用了游戲化的設計,提升用戶扶貧成就感,增強用戶粘性。在農戶端,借助大數據獲取農產品的銷售和交易情況,按滯銷的緊急狀況進行推送,并給農民提供及時的市場銷售信息和市場預測,避免農民盲目種植。平臺設置直播模塊,幫助農民直播帶貨,并為他們提供了農產品種植,直播運營策略等豐富的教學資源。該平臺設計獲2021中國設計智造大獎概念組“設計新銳獎”。


三、回歸實踐:擁抱“新工科”的工業設計學科

讓工程教育回歸工程實踐,是“新工科”的核心精神。實踐范式意味著對真實情境的介入與參與相比科學理論的掌握更具有優先性。實踐不是對理論的應用,在實踐中方法與目標、行動與思考是相互糾纏的關系。實踐優先體現了對事物復雜性的承認與尊重。由麻省理工學院等世界幾十所大學率先推進的基于CDIO的工程教育模式立足于實踐導向和全過程性,強調構思(Conceive)-設計(Design)-實現(Implement)-運行(Operate)的現實情境,是回歸工程的典范模式。工業設計學科建設中對設計實踐的回歸,同樣有兩個抓手,一是搭建真實項目的實踐平臺,二是搭建面向全流程創新的課程體系。

在實踐平臺方面,我們集聚校內外優質資源,通過“學校、政府、企業”三位一體合作打造了浙江省工業設計技術創新服務平臺、浙江省智慧健康裝備工業設計研究院等創新人才實踐平臺,通過校政企共同推進,建立 20 家校企聯合研發中心與 50 家校企合作實踐基地。近 5 年工業設計學科到校經費的5 千萬元中 20%經費用于升級實踐平臺,有效銜接高校人才培養與企業創新需求。5年中,課程作業與學生畢業設計課題約60%來自企業真實委托,學生基于企業項目申請專利 220 余項,設計方案轉化超 30 億元。

在課程體系方面,我們面向“設計全流程”,構建了多元化四段式的課程框架。全流程是指面向企業產品設計的方案構思、設計呈現、原型制作、市場營銷等流程,本科四年的課程重組為設計思維、設計技能、設計工程和設計戰略遞進式的4個模塊,與流程的4個環節相對應,以培養學生全方位創新實踐的能力。同時專業添加了與各設計環節相對應的選修課,在實現“課程自助”的同時達到設計知識“博”與“專”的平衡。

在實踐平臺與課程體系的支撐下,我們形成了“競賽制+項目制+工作室制”的教學模式。低年級課程(大一大二)采用競賽制教學,將企業的創新需求引入設計競賽與創新創業;100%中年級課程(大二大三)采用項目牽引式教學,從企業項目中發現創新需求、設置知識體系框架;100%高年級課程(面向大三大四)采用工作室制教學,根據浙江省戰略性新興產業需求建立文化產品、健康產品、信息產品、裝備智造工作室,開展精準化的產品設計能力培養。

這種實踐導向的教學設計已經收獲了一些成效。600余名畢業生的就業率高于98%。畢業生參與研制的申昊電力巡檢機器人在2019年雙創周上得到李克強總理的高度肯定,該產品年產值已達 7 億元;研制的系留照明無人機屬國內首創、國際領先,參與了火神山和雷神山的建設。畢業生中有9 名獲杭州市十大工業設計精英,2 名獲光華龍騰獎-浙江省設計業十大杰出青年。更讓人欣慰的是,我們專業的第一志愿率錄取分數連續4年排名全校第一,在省屬高校同專業中錄取分數最高。畢竟學生的認可才真正代表教學的成功。

結語

“新工科”建設是一項系統工程,牽涉到知識系統、教學框架、組織制度、質量標準的整體性調整。“新工科”建設同時是一項緊迫的工程,因育人工程存在滯后性,高等教育若不做到超前,必然與新一輪技術與產業變革的時代需求相脫節。然而,無論如何調整,工業設計專業人才的核心素養是長期穩定的,其中最為關鍵的是對“人”的共情與體察的能力。技術與產業的變革影響的是“人”的境遇,“人”的本質并無變化。而共情與體察,實質上就是對話與理解的能力,只有通過對話,在解釋學的循環中不斷接近與對象視域的融合,才能達成理解。這是所有設計的起點,同時也是所有設計的終點。這也是我們認為工業設計是“非典型”工科的一大緣由。

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