智能裝備下工業大學一流專業建設探究

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摘要：為解決工業設計在滿足智能裝備等國家重大需求面臨的新挑戰。文章通過分析智能裝備與工業設計融合趨勢，詳細論述了交叉融合專業建設的主要內容、建設規劃，提出了面向智能裝備的工業設計專業的建設策略。以哈爾濱工業大學為例，闡明了大類招生背景下，面向智能裝備集群招生模式，工業設計專業建設的詳細實施途徑及具體保障措施。文章提出的建設策略對工科優勢高校開展工業設計一流專業建設提供了可供實際操作的范例。

關鍵詞：一流專業建設智能裝備工業設計建設策略實施途徑

引言

伴隨著21世紀的高速發展，高精尖核心技術引領著國家產業鏈，智能化裝備則是其重點應用領域[1]，是產業發展核心競爭力并將起著決定性的作用。《中國制造2025》規劃[2]提出，“中國制造”要向“中國創造”轉變，創造的關鍵在于創新，其體現形式為設計，“中國設計”尤其是智能化裝備的設計就成了制高點；工業設計是智能裝備產品由“中國制造”要向“中國創造”轉變的關鍵，工業設計給智能裝備產品所帶來的附加值必將無可估量。近年推出的一系列支持工業設計產業發展的政策措施，推動了工業設計向專業化發展；2019年4月，教育部提出了一流本科專業建設“雙萬計劃”[3]。站在國家一流專業建設的新起點，工業設計專業的培養模式、辦學思路必將調整和升級，解決新形勢下工業設計專業人才培養模式及專業建設的關鍵問題就變得尤為重要，也是滿足國家對智能裝備領域多樣化、創新型人才的迫切需求，這也將成為工業設計專業發展的基石之一。

一、智能裝備與工業設計融合趨勢

《智能制造發展規劃（2016-2020年）》明確提出“支持高校開展智能制造學科體系和人才培養體系建設”。縱觀國際，發達國家的智能裝備與工業設計的融合程度較深[2]，因此，裝備制造技術與工業設計的融合發展，形成具有中國特色的智能裝備設計風格，將是我國未來智能裝備發展的必然之路。

（一）國際智能裝備設計的特點：發達國家在智能裝備、高端裝備的設計制造方面的廣泛開展，形成了大量成熟的設計案例，不同的設計思路也形成了各具特色的智能裝備類設計風格和知名品牌，尤其是英國、美國、德國、日本等國家，已經從國家層面將工業設計提升為重要的戰略位置，成為國家制造產業和經濟的核心競爭力。因此“制造+”與“設計+”共融必然成為工業標準體系的重要一環。國際智能制造思想主要起源于美國、歐洲及日本等。美國政府高度重視智能裝備設計與制造的協同發展，并將其作為世界制造領域的第一高地及二十一世紀世界制造技術的根基。如美國通用公司的醫療設備，工業設計帶給消費者親近、高端的視覺外觀，釋放了病人的緊張不安情緒，使用上具有良好體驗，實現了企業的品牌價值。在國際上，備受歡迎的日本智能裝備，其設計的最主要特色是設計的人文關懷，重視人類行為方式的分析，重在用戶體驗層面，人性化設計在日本產品中隨處可見。如日本機床設計在高生產效率及整體高端大氣外，其細節設計更是體現了對勞動者的人文關懷，考慮從視覺疲勞的大視窗易讀性設計；易于安裝調試維修的工作區，從勞動者與設備接近的舒適性和安全性進行考量，日本智能裝備從工業設計手段上品味著產品的舒適與安全。德國是工業設計的發源地，德國工業4.0的提出，使德國制造業強國的世界地位更加突出。德國有眾多世界頂尖的裝備制造企業，如有西門子、通快（Trumpf）等，其設備不僅功能上彰顯優勢，在生產方面更是運用智能手段，在設計品牌系列方面、操作舒適方面更具特色，德國設計的最大特點是智能裝備設計由企業與優秀工業設計師共同打造。綜上所述，國外智能裝備設計迅猛發展以及系列化、人性化、國際化的趨勢[2]，這與各國重視工業設計教育分不開，與設計教學的創新改革和融合發展分不開。

（二）工業設計引領智能裝備創新：國家實施創新驅動發展戰略特別強調了“提高國家制造業創新能力”。智能裝備是“國之重器”，突破性智能裝備創新設計模式的研究是實施“中國制造”到“中國創造”戰略轉變的驅動力。工業設計不是新技術、新材料、新工藝、新能源的創造者，但工業設計卻離不開技術、材料、工藝、能源，這些是工業設計創新的源泉。面向工業設計的智能裝備設計，在裝備造型設計、涂裝設計、人機交互設計、文化內涵注入、譜系DNA塑造對智能裝備進行整體優化與提升裝備附加值[4]。智能裝備與工業設計交叉融合，是創新工業設計理念，在創新驅動下，必將推動智能裝備工業設計的大力發展。

（三）專業融合建設的必要性：傳統工業設計教育起源于包豪斯，是技術與藝術的結合，在更多強調功能型性的大型裝備類產品中涉獵較少，智能裝備視角下的工業設計創新突破，需要具備相應技術能力的專門工業設計人才，這為智能裝備類工業設計專門人才培養提出了新的挑戰，智能裝備也對工業設計高層次人才培養和新工科交叉創新人才培養提出了新的要求，面向工業設計專業的新工科卓越人才培養體系、教學模式、實踐教學平臺、管理制度等均具有特殊性。因此，教育部提出的雙萬計劃是工業設計的新契機，面向智能裝備一流本科專業建設的研究與實踐迫在眉睫。國際大環境以及雙一流背景下，研究面向智能裝備的工業設計一流本科專業建設，建立適用于機械工程新工科人才培養的質量標準體系，推動工業設計學科發展，通過改變傳統的人才培養模式，對標優秀的高素質工業設計專業人才需求點，推動我國工業設計與智能裝備創新協同發展、相互交融，讓創新發展的高速軌道增添新成員。

二、專業融合建設內容

面向智能裝備的工業設計一流本科專業建設，以專業交叉融合為出發點，從四個方面內容進行建設。

（一）專業交叉融合培養體系：智能裝備作為“國之重器”，以智能裝備與工業設計的交融發展為突破口，構建“制造+”和“設計+”共享系統為主攻方向。調整和優化現有專業人才培養模式，依托新工科理念，秉承“厚基礎、寬口徑、重交叉”的培養方針。通過招生制度改革，在智能裝備集群招生模式下，探索和研究專業人才知識需求及能力培養，是機械類工業設計人才培養首要解決問題。通過頂層設計，以智能裝備集群-機械大類-工業設計專業三段式培養為原則，跨學科交叉與多專業深度融合，形成面向智能裝備的工業設計專業工程人才培養新體系。

（二）創新驅動的專業創新實踐平臺：專業創新實踐平臺是工業設計人才培養的基礎。“中國制造——中國創造——中國設計”，國家的這一戰略轉變，作為創新驅動的工業設計人才培養，需要打破現有人才培養模式屏障，通過建立校企合作，拓展完善校內外實習基地，搭建工業設計專業創新實踐平臺[5]，達到培養學生設計實踐、跨界整合、融合創新能力的目的。其解決思路是重點分析產學研一體，構建創新驅動發展戰略引領下優勢互補的創新實踐平臺，這也是工業設計專業創新人才培養需要解決的關鍵問題。此外，創新驅動的專業創新實踐平臺構建，需要對標智能裝備產業的設計人才需求，需要整合課程資源、實踐資源、產業需求，并以此為依據重構課程邊界，精煉教學內容，改革教學方法，進一步夯實專業實驗教學平臺，使工業設計專業創新實踐平臺成為連接高校教學和企業需求的橋梁。

（三）一體化工作室制管理模式：強化導師工作室負責制，重點解決教師科研、學科競賽與學生思維培養、創新能力關系問題。引導專業學生循序漸進地全面掌握課程內和課程外的知識和技能，建立導師工作室負責制，不同年級、本研一體，學生在工作室老師的管理和指導下進行學習，參加教師設計項目，全面提高學生的知識水平和設計能力，是集群招生大類培養模式下工業設計學生專業能力培養的特殊需求。集群招生模式下，提升學生工作室的職能作用就變得尤為重要，學生大三年級進入專業學習，特點是學生對專業認識不足、缺少專業基礎，僅靠有限的課堂教學學時遠遠不能滿足，工業設計又是集技術與藝術一體的交叉學科，學生技術能力強、機械學科基礎扎實是優勢，但缺少設計思維、設計基礎薄弱的強大劣勢也極為突出，因此，工作室制度能夠補充課堂教學的不足，通過工作室教師指導學生參加設計競賽、設計項目等多方位指導和監督，不同年級學生的互幫互助學習，有助于提高學生的專業綜合能力，通過完善的“項目-競賽”、“創意-創新”工作室管理制度，形成一體化工作室制學生管理與互助新模式。

（四）國際視野引領對外交流平臺：雙一流環境下，大學不再是閉門教學，“請進來､走出去”為重要指導思想[6]，是與國際大學接軌的關鍵步驟，便于學生能夠接觸到世界頂級的設計思想，通過建設海內外頂尖學府的對外交流平臺，將國際化列為一流本科專業建設與發展規劃的戰略重點問題之一。通過創新海內外多邊互動交流模式，重點培養學生自覺自信、溝通協作、視野開闊，并具備“全球勝任力”的國際化人才是重點問題。對標國際視野設計人才，通過完善國際化教育人才培養標準和學生交流交換的選拔制度，開闊學生國際視野，豐富海內外雙邊互動交流合作模式，形成“三明治”模式的設計人才，海內外聯合培養的對外交流平臺。

三、創新專業融合建設規劃

國內眾多學者對一流本科專業建設進行了深入剖析[7-8]，面向智能裝備的工業設計一流本科專業建設，在具體規劃方面，將從校企交融、四維設計、精細管理三個方面完成。

（一）校企交融共贏途徑：建設創新實踐平臺，確立人才培養目標，構建人才培養體系。研究工業設計專業一流人才的知識需求及能力培養問題，需要重點解決高校培養方案與產業實際需求脫節問題。通過深入產業，重點分析產學研一體，以校企交融共贏為主要思路，如圖1所示。尋求校企融合共贏途徑，重點是打破校企合作壁壘。資源上，形成共享資源庫，完成優勢互補的創新實踐平臺建設；人才培養上，將企業存量人才和增量人才培養質量納入培養體系，企業深度參與需要激發企業參與人才培養的積極性，本著高校、企業互利互惠的原則，充分利用學校的知識優勢和企業的實踐優勢。在工程實踐中分析產業需求和專業能力，從產業發展中凝練知識要素，從雙一流建設中，重塑專業規劃，并由此確立工業設計專業一流人才培養目標，構建符合時展的人才培養體系，形成工業設計新工科專業人才培養模式。

（二）四維設計發展思路：創新工業設計教育，加強頂層設計是關鍵，學校、學院、學科三方協同，統籌考慮提出以四維設計為主要思路，包括企業對接設計、行業服務設計、教育創新設計、專業建設設計等四個方面，在一流專業建設與人才培養實踐的具體實施方面，通過四維設計，引導跨界思維模式，獲取新的人才培養發展的新機遇，并以校企交融為切入點，如圖2所示。一方面，讓產業專家進課堂，企業專家能將最前沿的企業知識需求介紹給學生，拓展書本外的學生知識體系，打破書本至上的傳統教學，突出人才培養的前瞻性；針對行業需求進行知識引領，強化企業人才需求的對口性；將培養具有前沿、引領作為人才培養的關鍵指標。另一方面，每一個行業對于人才的需求均有其特殊性，行業服務設計就顯得尤為重要，工業設計是技術與藝術的結合體，智能裝備產業的設計人才需求極具特點，這也是新工科人才培養的新需求，工業設計必須立足于智能裝備行業、行業需求作為人才培養的指標點，通過構建產業界與教育界共同教學的教學模式，打造高校-行業人才培養責任共同體，通過校企教學效果共同評價機制，突破傳統教學效果學校評價模式，建立企業5年、10年、15年的長效評價體系，使跨界評價成為教學效果的指揮棒。創新工業設計教育，重在提升設計教育理論，首先明確一流人才培養目標，明確時代對于人才的需求特征，進一步提升人才培養的教育新理念；在專業建設設計方面，加強頂層設計，將教師發展和行業發展相連接，齊頭并進才能滿足企業對人才的需求，以專業人才培養方案指引一流專業建設，重點建設一流課程和在線課程等國家榮譽課程，此外在教育教學中，重視學科競賽的引領作用，與海內外頂尖大學共同搭建教育共同體。

（三）精細管理超越舉措：共同管理，創新教師發展，對標一流人才培養目標設計是關鍵。為保證校企交融及四維設計發展思路的有效實施，在學科管理制度上，追求創新，從學校層面、院系層面、專業三個層面到教師發展到人才培養管理，形成如圖3~圖5所示五位一體的精細管理超越舉措。對標一流人才培養目標，從管理機制、教師發展機制、學生工作室機制、學科競賽機制、國際化機制五個方面進行機制改革，五項舉措對應工業設計培養體系的指標點。

四、保障措施及實施途徑

推進一流專業建設，要從學校層面統籌規劃，科學組織、合理規劃是確保專業建設有序推進和穩步提升的關鍵。

（一）專業建設保障措施：科學組織，保障工業設計一流專業建設有序推進。學校招生政策改革，哈爾濱工業大學從2019級開始進行智能裝備招生，學院成立大類培養專業培養方案領導小組，由本科生院統籌領導此項工作，學院院長負責制，建立了機械類專業建設負責人制度，為專業建設提供重要的組織保障。合理計劃，確保專業重點建設保質保量完成預定目標。2019年哈爾濱工業大學工業設計專業已確定黑龍龍江省一流專業建設點，專業制訂了一流專業建設發展規劃，在人員、資源、經費、場地等方面都給予了重點保障。

（二）實施途徑：建設教學團隊，為專業建設提供師資隊伍保障。圍繞工業設計專業建設規劃，通過制定施師資隊伍建設規劃，引進優秀專業人才加入，提升專業教師隊伍水平，加強青年教師的培訓和提升，青年教師進企業等手段，更要進一步強化專業帶頭人在專業建設工作的作用與職責，本項目主持人和參與人多是工業設計系主要管理者，可以保證相關配套實驗方法的實施、跟蹤和反饋。由此完成面向智能裝備的工業設計一流本科專業建設的研究與實踐，具體實施途徑如圖6所示。一流本科專業建設，需要全方位規劃、需要頂層設計，因此，哈工大工業設計明確專業定位、抓住“智能裝備”特色，立足航天，依托哈工大機械工程強勢學科，從專業人才培養模式、師資隊伍及基層教學組織多方面進行改革，同時依托校院系三級教學質量保障體系，從招生制度改革入手，從學科、專業、課程分層次進行建設，從而保證一流專業建設落到實處。

五、結語

一流本科專業建設是一個持續改進的過程，其建設應緊跟時代的發展。本文研究了智能裝備視角下工業設計一流專業建設策略，得出以下結論：（1）強化導師工作室負責制，構建一體化工作室制的學生管理與互助新模式；（2）打破傳統學科、專業界限，構建面向智能裝備的工業設計專業交叉融合培養體系；（3）對標智能裝備的發展方向和人才需求，跨界構建產學研一體，優勢互補的設計創新實踐平臺；（4）培養具備“全球勝任力”的國際化人才，構建國際視野的設計人才培養對外交流平臺。文中提出的建設策略對工科優勢高校開展工業設計一流專業建設提供了可供實際操作的范例。

作者:周巖 劉曉勝 單位:哈爾濱工業大學機電工程學院 哈爾濱工業大學電氣工程及其自動化學院