“产品开发设计”课程的项目式教学研究与实践

［摘 要］ 概述了“产品开发设计”课程的教学内容和教学要求，分析研究了项目式教学的起源、发展及实施步骤，提出了项目式教学在“产品开发设计”教学中的具体实施步骤及方法：确定项目任务、制订项目计划、项目具体实施、项目过程评价及完善、项目成果展现、评价反馈及拓展深化。以“清源行动”课程作业为例，进行了项目式教学的设计实践。由结果可见，“产品开发设计”课程的项目式教学研究及实践，不仅可以提升课程教学效果，而且为工业设计专业的课程教学和毕业设计教学提供了借鉴和启示。

［关键词］ 项目式教学；产品开发设计；工业设计

［基金项目］ 黑龙江省教育科学“十四五”规划2024年度规划课题“新工科背景下基于CDIO理念的工业设计本科生毕业设计教学研究与实践”（GJB1424043）

［作者简介］ 许彧青（1969—），女，辽宁沈阳人，博士，哈尔滨工程大学机电工程学院教授，主要从事产品设计理论与方法研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）01-0005-04 ［收稿日期］ 2023-10-24

“产品开发设计”是工业设计专业的核心课程之一，是将产品设计的视野扩大到市场研究、生活需求研究和社会趋势研究（包括资源、能源、生态、环境、老龄化和其他社会问题）等范围，进行有针对性的创新产品开发设计或未来提案设计的课程。项目式教学是以“项目为主线、教师为引导、学生为主体”的教学方式。在“产品开发设计”课程教学中，项目式教学以设计问题为导向、以设计项目为主线，围绕实际设计问题展开讨论及研究，从而提升学生的综合设计能力和学习兴趣。学生需要整合自己的专业知识，与团队成员配合，通过探究、沟通、创新和设计等步骤完成设计项目，并达到本课程的培养目标。

一、“产品开发设计”课程的教学内容和教学要求

通过“产品开发设计”课程的学习，使学生掌握产品开发设计的基本概念与方法，培养其创新意识和技术转化的基本技能，提高解决问题能力、综合思考能力和创新设计能力，加强团队合作能力并培养其真实设计工作环境下解决实际问题的能力。由于涉及知识面较广，该课程学习还可以在帮助学生加强理解已学到的知识的基础上，接触并掌握更多的与工业设计专业相关的学科知识。该课程将设计涉及的社会问题和文化问题纳入思考内容，使学生能在将来工作中承担起设计师必须直接面对企业和社会的责任。具体应达到：（1）掌握通过设计调研和定位分析方法对产品进行设计定位的能力；（2）重点培养学生在观察问题、分析问题和发现问题以及归纳、筛选、判断等方面的能力；（3）形成系统的设计思维，并在设计中强调运用创造性思维方法；（4）初步全面掌握材料选择、工艺选择、模具开发、拆卸安装流程规划、产品测试等相关方法和知识。

具体的授课内容主要包括产品开发设计理论及分析、产品开发专题设计两部分内容。产品开发专题设计的要求包括：（1）学生针对给定的设计题目，对课题进行市场分析和用户分析，并收集整理相关资料；开发目标定位系统并进行定位设计。（2）学生应用产品开发设计的理论和方法，对定位的课题进行方案设计。（3）学生选择合适的管理模式进行团队自我管理，并对各组设计方案进行汇报；全班所有学生以小组为单位对各组的设计方案进行评价和决议。（4）学生对决议确定的设计方案进行详细设计。（5）学生完成详细设计，并通过设计软件对产品的造型、使用场景、功能原理、内部结构、完整的尺寸和拆装模型、详细的材料清单和成本估算以及初步的工艺和模具模型进行描述。（6）学生对完成的设计进行工作模型制作。

二、项目式教学模式的研究

项目式教学起源于美国，后来法国、德国、新加坡、英国等国家积极效仿，将项目式学习引入了课堂［1］。从教育学的角度来说，项目式教学起源于杜威的“从做中学”理论。杜威认为“做”是人的本能活动，人的本能有：制造本能、交际本能、表现本能和探索本能。这些本能与生俱来，人正是通过做各种活动来学习成长的。所以，杜威主张学校要设立各种实验室和各种社会生产生活场景，使学生在其中生活并通过参与活动来学习［2］。克伯屈把“从做中学”理念进行了实践化和具体化，并在1918年发表的《项目方法》一书中，提出了“项目”这一概念，并将“项目”作为一种教育方法系统化，强调学生通过有目的、有计划的活动来学习［3］。随着项目式教学的发展，更多的学者认为，项目式教学的重点在于其教学过程。

约瑟夫·罗斯曼的六阶段学习模式与霍华德·巴罗斯“以问题为中心”的基础理论学习模式是项目式教学模式的典型代表。其中，约瑟夫·罗斯曼提出的六阶段理论模式更适用于当今的课堂教学，六阶段分别为：（1）让学生认识到课程中的问题，明确课程目标；（2）让学生对问题做出陈述，考查学生是否知道解决问题的方向；（3）针对实际需求进行资料搜集；（4）通过实验或项目活动解决问题；（5）将在本次项目活动中获得的知识进行归纳总结，形成自己的知识体系；（6）验证所得知识的正确性和有效性。霍华德·巴罗斯“以问题为中心”的项目式教学主要包含组建小组、发现问题、问题解决、成果展示以及反思五个基本环节［4］。在该教学模式下，要求学生在对问题进行分析时，要以自己的学习能力和学习进度为依据，对解决问题过程中遇到的信息进行解读，并对获得的知识进行反馈，评价其效果，以促进后续学习，最终要将其融入自己的知识体系中。此外，有学者提出了问题理解、课程探究以及问题解决的项目式教学的三阶段模型。

发展至今，项目式教学已在小学、中学及大学的多门课程中进行教学应用。同时，归纳出了项目式教学适用于当今教学的六个步骤：确定项目任务、制订项目计划、组织项目实施、过程检查及总结、成果展示、评估检测。

三、项目式教学在“产品开发设计”课程中的实施步骤

（一）确定项目任务

在课堂教学环节，首先，要激发学生的学习动机与爱好，这就要求教师结合工业设计学科的性质和特点进行引导，为明确设计任务做好铺垫。设计任务要符合课程目标要求、指向明确。其次，引导学生选择一个具体的产品专题进行设计，学生可以根据兴趣、市场需求或社会问题等方面确定设计题目。最后，根据课程培养目标，明确产品设计目标和要求。

（二）制订项目计划

根据产品设计题目，首先，要求学生进行设计调研，包括市场调研和用户分析等，了解目标用户的需求和偏好。其次，基于市场调研和用户研究的结果，确定设计的目标用户群体，并进行产品设计定位，明确产品设计方向。最后，制订详细的设计项目实施计划。

（三）项目具体实施

项目具体实施环节是项目式教学最为重要的环节，要求学生制订具体的项目设计实施方案。依据产品开发设计程序，依次进行产品系统要素教学和产品开发设计教学，最后进行产品概念设计及方案设计。

（四）项目过程评价及完善

首先，要求学生对项目实施过程及产品设计方案进行评价，根据评价结果对项目实施过程及设计方案进行细化设计及完善，可以通过原型制作、模拟仿真、用户反馈等方式进行方案评估，并根据评估结果进行深入设计和优化。其次，要求学生完成工作模型或样品，并最终确立设计方案。考虑工程可行性、制造工艺、材料选择等方面，将设计方案转化为可实施的产品系统。即通过“设计—评价—再设计”的过程，最终完成设计方案，使学生具备在项目设计实践中解决设计问题和创造新产品的能力。

（五）项目成果呈现

为学生搭建一个呈现成果的平台，呈现学生的项目设计思维、项目设计感受、设计效果图、模型或样机、PPT等。这是最为精彩的环节，学生设计思想火花的碰撞、优秀设计作品的精致呈现等，给学生提供了展示设计及修正完善设计的机会。在项目成果呈现的过程中，要依据实际情况，可以每名学生单独呈现，或推举小组代表来完成。通过小组呈现可以反映出小组相互协作、共同完成设计的风采和创新设计成果，也能够充分反映出设计的不足和问题。小组呈现后，教师组织组间公开挑战，互助找茬，进行评价和修正完善。

（六）评价反馈及拓展深化

在结课时，要设置评价环节，对最终项目设计效果进行评估。拓展升华是“产品开发设计”课程的点睛之笔，教师要拓展学生的设计思维，把项目式教学与其他教学模式进行对比分析，让学生自己总结在项目式教学中的收获及学习成效。教师总结本课程项目式教学成果，并将其应用到工业设计相关课程及本科生毕业设计的教学环节中。

四、项目式教学的教学实践

本文将以学生的课程设计作业——“清源行动”产品系统设计为例，探讨“产品开发设计”课程的项目式教学模式并进行教学实践。“清源”的含义就是清洁的水源，“清源行动”是一个以解决水资源短缺为主题的产品设计项目，旨在建立东部城市居民与西部经济欠发达乡村居民之间的情感联系和援助通道，并进行具体的分别针对东、西部居民“用水”设备的系统设计。本次课程设计作业需要学生进行自愿分组，以小组成员相互合作的方式来完成。

（一）确定本次项目任务

“清源行动”来源于名为“母亲水窖”的供水工程，这是中国妇女发展基金会2001年开始实施的慈善项目，重点帮助西部地区老百姓特别是妇女摆脱因严重缺水带来的贫困和落后。水窖，是中国特定区域产生的特定名词，指的是修建于地下的用以蓄积雨水的罐状（缸状、瓶状等）容器。因此，在本次课程中，需要学生对“清源行动”项目进行深度思考，针对地域特点和需求人群进行设计，以解决西部经济欠发达乡村居民的用水问题。

（二）设计调研及制订项目计划

1.通过查阅文献资料和定性研究，深入了解在中国西部经济欠发达缺水乡村地区，由于水窖与家庭的距离过远，许多人面临取水不便的问题。严重的缺水现状限制了家庭日常用水的供应，给他们的生活带来了很大的困扰。这也是在家庭用水储存和卫生管理方面进行设计的机会点。

2.通过问卷和利克特量表，调查城市居民对西部地区用水情况的了解程度，以及城市居民对乡村缺水地区的帮助意愿。问卷调查结果显示：65%的被调查者认为有合适的机会可以考虑向缺水地区的居民提供援助，其中80%的人愿意提供百元内的经济援助。

3.项目计划。（1）可以通过多渠道和更有感染力的宣传方式唤起城市居民对西部缺水问题的关注。利用各种媒体平台传播西部缺水问题的信息，并展示乡村家庭的实际需求。（2）建立城市居民与乡村居民的联系纽带与援助通道，从而建立可持续的互助方式。（3）充分考虑取水方式和家庭用水的储水容量，为缺水地区的人群设计一种辅助运水装置，帮助行动不便的人群进行水的运输。该装置性价比高，且便于安装、拆卸、维修和检测。

（三）项目具体实施

为了更好地解决西部经济欠发达地区缺水问题，项目具体实施分为东部城市社区投放设备和西部困难家庭投放设备两部分进行设计。东部城市社区投放设备可以完成项目计划（1）和项目计划（2）的目标，实现宣传和捐赠的目标。西部困难家庭投放设备可以完成项目计划（3）的目标，实现安全运水和储水的目标。

（四）项目过程评价及完善

在充分考虑“用水”设备的功能需求、色彩需求、产品结构、材料工艺、生产流程、经济性、环境影响、使用体验等多种因素的基础上，对东部城市社区投放设备和西部困难家庭投放设备的设计方案进行了多次的评价、完善及优化。可以采取教师评价、学生小组互评、学生小组内自评的课内评价方式，也可引入社会民众评价、企业专家评价等。通过评价及完善设计方案，学生深刻意识到设计不仅仅是满足产品功能和美观的要求，还可以成为解决社会问题、提高生活质量的有力工具。

（五）项目完成及成果呈现

1.东部城市社区投放设备。该设备配有出水口和特定结构的杯子，城市居民可以通过捐款获得杯子，并在设备上取水。同时，设备的屏幕可以提供捐款去向的可视化信息，了解捐款用于援助西部缺水地区的过程。该设备还可以给城市居民介绍水源科普知识和西部缺水现状。