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设计思维在工业设计教育中的成功整合
Omar Mubin1, Mauricio Novoa1，Abdullah Al Mahmud2
1西悉尼大学,澳大利亚;2斯威本科技大学，澳大利亚。
摘要：本文叙述了一个工业设计荣誉课程中基于设计思维的教育工作案例研究。该学生项目是建立在计算机和工程学院这样可以促进技术和用户驱动的创新战略的多学科环境中开发的。对工业设计专业学生而言，重新设计的文化和环境强调追求功能性和忠诚度，用户和社会价值超过美丽和形式因素。这种教学方法试图确定新的工业产品的现实，而设计思维及其相关方法正在推动典型工业设计的发展。就以上而言，作者提出了一些反思作为建议，对于那些正在考虑类似的课程设计改革的教育机构或许有所帮助。
关键字：工业设计，HCI，设计思维，设计教育。
1、绪论
传统上，工业设计（ID）被认为是构建，设计和批量生产实物产品的范例。但是，从教育角度来看，目前的学科随着先进制造业的发展，技术进步和对制造商文化的需求而陷入困境。在澳大利亚，这种困境进一步加剧，因为工业设计仍然非常适用于工业时代的制造业。重要的是，制造业是国家经济和发展的传统据点。 然而，研究表明，行业已经逐步下降。澳大利亚统计局（Kryger，2014年）显示，在2012年至2013年期间，40年内GDP下降至6.8％的较低水平。 这门学科面临的商业挑战也反映在澳大利亚境内外的各种教育机构
许多从业人员和研究人员特别是唐纳德诺曼已经讨论了当今时代ID教育缺乏明确性，愿景和方向。诺曼明确的指出（诺曼，2010）关于当前工业设计教育面临的挑战。他明确提出一个设计的必要条件，便是将设计视为一个借鉴科学，心理学，计算机和工程学的多学科领域。根据诺曼所说，改变教育者的心态和学生是困难的，并且需要从下往上改变教学设置，并且设计师与学生不得不参与传统设计课程中不提供的技能的学习。设计教育以研究主导为努力目标的路上也充满了各种障碍，设计师不确定如何最好地将科学和实证研究纳入他们的项目。工业设计课程停滞不前的不确定性和本质的原因已经在研究（Brutet等人，2003），工业和教育中讨论过;包括：由更大的非技术学校（如建筑和艺术）独立主持，与科学和数据分离，过度放纵美学和素描，通过非文学和非传统形式传播等等。因而，几个教育计划正在启动课程变革，以更好地适应当今数字和先进世界不断增长的需求。
西悉尼大学计算与工程学院内的工业设计专业是本科课程之一。学院认为工业设计课程发挥着与工程，计算，建筑和数学等其他学科结合的核心作用。参加工业设计课程的新生通常会在最后几年完成高中设计与技术专业。迄今为止，这个专业的重点主要集中在美学，手工制作产品和其他方面，以绘画和艺术为基础的技能。因此，进入工业设计课程的学生无法迅速解决问题设计，制造商文化或快速和肮脏的原型设计问题。这与正在从非常年轻的时候开始学习编程的小学儿童完全不同（Mitchell，2015）。为了理解我们的学生对新工业设计思维方式的理解，我们开始了从思想学的变革开始，从最上层到最底层的学生开始我们的努力。我们在第四年的荣誉/论文项目中试用了一种设计思维方法及其与用户中心设计，交互技术和制造商文化相关的方面。
设计思维与人机交互融合(Ciolfi和Cooke, 2006)——即由交互技术设计驱动的创新;或许可以提供必要的推动力，使其成为在澳大利亚实践的陈旧的传统身份教育。近年来，设计思维已经产生了巨大的知名度，它的流行已经扩展到多个行业和领域，如商业和管理(Dunne and Martin, 2006)，社会创新(Dunne and Martin, 2006, Brown and Wyatt, 2015)。HCI与设计思维交织在一起，尤其是通过设计研究的概念(Zimmerman et al.， 2007)对研究社区产生了浓厚的兴趣，在那里，交互设计师被提供了工具来进行项目并验证他们的研究。许多研究人员强烈支持和鼓励自由混合两个学科的人机交互和ID(Overbeeke和无角的,2012)和许多人机交互研究人员在设计领导的特点(如可持续性、伦理、创业精神、社会责任,等等)作为人机交互研究的一个重要支柱(其他技术,认知和民族志)(Blevis et al .,2015)。逐渐地，这两个学科正在融合，特别是当HCI研究人员考虑到社会方面和设计者寻求采用技术发展(Overbeeke和Hummels, 2012)。此外，设计思维和HCI可以通过以用户为中心的设计和在HCI课程中的快速原型设计(Culen和F lstad, 2014)等方法无缝地开始共存。然而，我们并没有在设计思维的文献中找到一个有充分记录的账户，通过工业设计方案来实现我们的ID课程的复兴。总之，在我们的教学方法中，我们试图确定设计思维对推进典型工业设计的最后一年项目的贡献。本文以二四年本科荣誉项目为基础，提出了一个案例研究。在两位作者的共同监督下，我们见证了HCI引领创新浪潮和设计思想走向工业设计研究。我们以反思和建议作为结论，认为这对考虑类似课程改造的教育机构的设计学位是有用的。
1.1我们的教学方法
在悉尼西部大学，布鲁姆分类法（Bloom，1971）在整个机构中占主导地位，受学科的影响。对于工业设计来说，它代表了一种连接和与学校和大学其他学科有共同的理解的方式。它带来了实验和想法作为一种持续的原型和迭代的方式;让人联想到基于设计思维的DIY、互动和创客文化(Lindtner et al.， 2014)。西悉尼大学的工业设计本科学位是一门为期四年的课程，为期四年，是一项为期一年的荣誉/论文项目。值得一提的是，只有达到平均学分或以上成绩(gt; 65%)的学生才会被邀请参加荣誉课程，因此是本课程中表现最好的学生。西悉尼大学的工业设计本科学位课程为四年制课程，最后一年为一年的荣誉/论文项目。值得一提的是，只有达到平均成绩等级或以上（gt; 65％）的学生才被邀请参加荣誉课程，因此是该课程中表现最好的学生。荣誉课程的结构为70学分的嵌入式学位，学生在学术人员的监督下完成设计研究项目。评估标准基于有形和实物产品（模型）的形式和功能，形成除了论文文件外，该程序的主要交付成果。所有评估都以独立审查员的同行评议形式进行标记。参加荣誉课程的学生（班级人数通常在10-12人之间）每周召开一次（每两年14次，每年28次），进行2小时的实践讲座，然后进行灵活的4小时讲习班与监督。学生在课时外与导师见面并不少见。在本文中提出和讨论的学生项目的情况下，前两位作者充当联合监督员，而另外第一作者是荣誉协调员，第二位作者是ID项目主任。 因此，两个成员监督小组可以在两个项目的广度（课堂讨论）和深度（个人监督会议）上传递所需的设计思维和HCI创新技能。
以下是监督的主要内容;提供给学生的建议和培训，以提供所需的水平，并支持设计思维和HCI技能的整合:
1、促进以用户为中心的设计，并通过以下方式获得用户的共鸣:
(a)进行参与式设计和头脑风暴工作坊的培训。
(b)通过IDEO卡制定研究方法(IDEO, 2003)
(c)指导如何进行焦点小组、调查和调查问卷。
(d)利用内容分析和扎根理论等方法指导定性数据分析。
(e)广泛的关于申请研究伦理批准的培训。
2。灌输一种快速与粗糙成型的文化：
(a)鼓励快速手绘概念，减少对渲染和渲染图像的依赖。
(b)探索各种材料，以实现原型的可视化(泡沫、纸板、轻质木材和纸)
(c通过2a和2b减少过度迷恋一个概念的倾向）
3通过以下方式提升高保真度和高功能性：
（a）使用Arduino（脚本）和Ardublock（可视化）集成开发环境（IDE）的其他硬件编程软件对Arduino及其感官可能性的接触和认识
（b）通过利用开源资料（现成的人工制品，工具，来自在线资源的代码范例等）来灌输黑客心态
4。迭代概念设计与研究过程
- 在可能的情况下，迭代通过概念设计和用户反馈启发，以达到一组设计准则和/或设计概念以进一步实现。
总之，我们对学生的监督，建议和培训框架主要基于设计思维方法，包括基于实践和行动研究的方法; 即快速与粗糙成型，快速手绘，快速原型，参与式设计和迭代用户相关。
2、案例：工业设计荣誉项目
在本节中，我们记录了我们监督和运行两个单独的荣誉项目的经验，在这些项目中，我们灌输了基于HCI的设计思维方法。两个项目的方法，设计方法和监督安排是相似的，因此我们共同提出了这两项工作;只是根据我们在设计思考过程的每个步骤中获得的见解而有所区别。这两个项目都得到了InfaSecure一个关键工业合作伙伴的协商支持和起草;总部位于澳大利亚彭里斯。该公司主要关注制造各种类型的儿童安全座椅（CRS）及其相关附件。此外，该公司参与儿童互动玩具的设计和创新，特别是教育和娱乐。这两个项目的研究问题的初步起草主要是通过二次研究和与该公司的营销，研发和设计团队进行广泛讨论。第一个项目旨在通过利用现有儿童约束系统的设计来减少驾驶员分心，从而以突出，微妙和谨慎的方式通知驾驶员他们孩子的幸福。第二个项目旨在通过调查能够促进身体活动和社会响应的体育玩具的设计来促进学习。虽然行业合作伙伴在设计过程中发挥了关键作用（我们不久将详细阐述其中的元素），但研究调查由两位工业设计专业的学生在前两位作者的监督下进行。 这两个项目都遵循迭代和以用户为中心的方法，因为他们的设计过程中散布着来自设计思维的元素。 这个过程总结在流程图中（见图1）。 许多中间步骤和技术都是由IDEO方法卡的方法驱动的。设计空间最初是通过语义地图/概念地图/拼贴画进行探索和导入的。 此后，基于行业反馈和二手研究，起草了第一套初步设计指南。 使用地图中表达的关键词和一系列设计指南，鼓励学生快速启动可能产品设计的手绘概念草图 - 通常每个关键设计特征的概念范围至少为3-5个概念。 在典型的头脑风暴中，学生们的设计理念是不会被批评的。
图1.设计流程的流程图
2.1低保真原型和高保真原型
在获得用户对其概念的反馈之前，通过问题选项和标准技术（QoC）实现了一组概念的预先选定（Maclean等，1991）。概述设计原理允许学生探索各种各样的概念，并最终遍历它们。随后创建带有绘制草图的概念板，并与用户（在这种情况下，这两个项目中的父母）进行评估。此时已经获得必要的道德批准，以便与人类参与者进行初步研究。我们强烈建议学生即使使用概念板也能获得最初的反馈（见图2）。主要目标是在设计过程中尽早引出用户反馈和用户见解。因此，焦点小组在工业合作伙伴的网站进行，他们邀请其产品发布Facebook小组的主要客户（家长）进行邀请。由于这是团队（特别是学生）与用户互动的第一例，每个焦点小组的初始阶段旨在执行用户需求生成;即相关设备（儿童约束系统或益智玩具）的当前使用模式是什么，购买要求是什么，现有设备面临的问题是什么，以及是否有任何愿望清单等等。第二阶段的焦点小组通过概念委员会集中讨论概念。定性数据被记录下来，并且获得的见解有助于设计概念的修改，但也允许研究团队根据偏好对概念进行排序。在随后的设计阶段，采取了更多的实践方法，并开始了原型开发阶段。学生将人体测量（Oulasvirta等，2003）与人体测量分析（Kroemer等，2001）和泡沫模型结合起来，设想他们预期的原型和他们期望产品部署的环境。在儿童约束项目中，一辆汽车的木制内饰已经制作完成，泡沫塑料模型被广泛地创造出来，以便能够有形地表达设计思想（参见图3）。
图2。概念板和泡沫模型。
在项目的后半部分，学生们开始专注于使用Arduino开发他们的原型技能。 两位学生都没有很强的编程背景，所以最初的学习活动是围绕可视化软件ArduBlock构建的，最终转换为使用标准的Arduino IDE。 此外，监督团队和学生共同创建并编写了几个现成的示例，以获得电子编程的感觉。 我们有意识地不去强迫学生把电子产品集成到他们的最终产品中，而是说服他们用他们的电路做实验。这导致了许多非基于外壳和基于电路板的电路的创建，而这些对于演示目的是非常有用的（见图3）。电路和演示等快速的组装和拆除允许学生坚持他们的迭代设计过程和结果展示不是一个而是多个原型。目前的阶段已经成熟，可以进行进一步的用户干预，第二轮的焦点小组在展示更多的有形原型(泡沫模型和电路演示)的地方进行。焦点小组再次在与相关目标群体的工业合作伙伴的地点进行，并被利用以进一步了解最终的设计概念。儿童约束座椅的最终模型是一种微妙的感知系统，通过改变LED条的颜色(蓝色表示凉爽的环境)，将孩子的环境温度传递给孩子。红色表示热,等等)。通过play项目的学习，设计了一个玩具板球拍，它可以对孩子的拍摄质量进行力/音频/视觉反馈。
图3。Arduino开放电路
利用从第二轮用户评估中获得的见解，最终的设计理念融合到了最后的原型开始阶段。在这次迭代中的关键决策围绕着材料分析，结构要求，电气元件的外壳以及最终的外观和感觉/美学的解决方案。详细的零部件草图导致创建初始计算机辅助设计（CAD）模型（最初是缩小的），然后进行快速原型（见图4）。学生们拥有各种各样的3D打印机，可以进行定制的3D打印;如初始CAD模型的低成本打印。基本的CAD模型能够测试套管和电子设备的布局（见图4）。然后使用高质量3D打印机（Objet）对最终的CAD模型进行原型设计，然后将电子元件通过焊接进行集成（见图4）。开发模型的最终一轮用户评估作为焦点小组进行，以确定原型的成功和确定未来的设计建议。与其他焦点小组一样，这些结论会议也在工业合作伙伴现场进行。
图4. L到R：中间3D打印输出和电子外壳 - 仅玩具蝙蝠; 完成产品的最终效果图和图像 - 两种产品
3结果与思考
所讨论的工业设计项目中的
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