众所周知，工业设计实践环节必不可少，在北京高校所处的制造业的现状，高科技无烟产业的兴起，对北京地区所在高校的设计教育提出了挑战，在工业设计的设计与测试两大方面，都需要通过虚拟现实进行全覆盖的全面提升，VR+AI虚拟现实和人工智能赋能工业设计的教育生态系统，尤其是无人驾驶车的汽车设计与人机交互设计，涵盖设计的全流程，涵盖设计的各个领域，前沿性与综合性强，涵盖设计的最前沿方向，设计与测试实时并行，支持基于设计图形图像和信息可视化影像的教师与学生、教育与产业的双评价体系，是当前进行设计教育方法改革以及教育方法升级的必由之路和必选之路。

无人驾驶车人工智能与创新设计的虚拟仿真实验教学项目，以北京市高精尖学科发展计划为基础，充分响应国家在人工智能方面的战略定位，体现出实验教学的高阶性，创新性和挑战度，达成设计智能仿真化，设计过程可视化和设计系统全息化的教学目标，包含22个知识点，20步实验操作。本实验教学包含方案设计、数据建模、效果渲染、人机仿真、车机仿真等多种虚拟仿真教学内容，采用交互式、翻转式和可视化教学方式，增加了实验的前沿性和原创性。项目获得北京市教学改革项目二等奖等荣誉。未来将在无人驾驶车的产品服务系统设计的全息化，以及智能交通系统方面进行全面的虚拟仿真教学。

（1）实验方案设计思路：

本实践教学主要选取了工业设计领域中无人驾驶车的虚拟仿真设计，包括无人驾驶车智能产品设计实践及智能交通系统中无人车设计的人工智能性能测试评价实践。其中两个部分前后承接，先进行产品设计，主要通过虚拟装配和虚拟体验完成模型设计，后将设计好的产品放置在智能交通系统环境中进行基于人工智能的整车测试评价，并由系统给出测试评价，最终由老师进行效果评价和意见反馈，再次将结果反馈至学生进行产品改进和性能优化，实现了从虚拟仿真的设计到虚拟仿真的测试到效果评价反馈调优的一个完整的闭环，实现了从学生的学习体验角度出发，借助各种虚拟仿真技术和人工智能技术进行设计学习，最后又回到学生本身的理论-实践-理论的学习模式。极大的提升了学生的学习兴趣和学习动力，致力于解决现有的传统教学痛点，开发有针对性的虚拟仿真实验教学内容。

（2）教学方法创新：

系统设置的教学方法与方式：学习模式（知识点介绍：无人驾驶车汽车设计全流程VR模拟仿真、整车设计规则、人车交互中人机工程学的性能测试模拟仿真、无人驾驶车CMF以及Color &Trim汽车内饰设计方法、VR+AI预演智能交通方法、无人驾驶车车联网的服务设计全流程等基本理论知识）、训练模式（沉浸式体验操作）、考核模式（知识点和操作的考核）

实际教学方式与方法：专业认知学习，设计虚拟装配工具，提升专业兴趣；课程辅助教学，辅助产品设计、人机工程学、虚拟仿真设计、车联网设计、人工智能等相关课程的教学，加深对现代工业设计的基本理论的理解；实践教学，服务工业设计、产品设计、课程设计、创新实践等实践教学课程与环节，培养无人驾驶车智能产品设计能力、无人驾驶车与人类移动性的智能交通系统环境的综合性虚拟现实智能设计能力等；为学生提供完整、直观的学习内容，加深学生对无人车设计知识的理解和记忆；通过结合线上学习大数据的人工智能分析，针对每个个体学习者进行设计内容及设计方法的定制学习；通过信息可视化，直观呈现设计结果和学习效能，支持教师学生以及产业界社会在无人驾驶车的虚拟仿真可视化环境下，进行多人协同创新设计，以及多人共同交互式教学评分及设计评价，支持定制学习、互动学习、终身学习与社会学习多种模式。

（3）评价体系创新：

评价体系以学习为中心，学生为主体，学者为主管，学校为主力，学社为主推，进行5S智能教育生态系统的多维评价体系的推进。具体包括：

1)产品设计原型创新考核模式：让学生通过体感互动方式将无人驾驶车智能产品设计实践的完整内容进行自主学习，老师结合设计的创意感、舒适度和体验感进行评分；

2)人工智能辅助评分系统：学生将设计好的产品放置在不同虚拟场景下进行人工智能的整车性能测试，最终给出设计评价结果，老师结合评价结果对学生的作品进行评分。

3) 移动端设计可视化评价系统：根据无人驾驶车人工智能与创新设计的虚拟仿真实践教学内容设定题库，随机生成试卷，自动评价学生对相关知识点的掌握程度。

4)引入学社等产业社会资源：进行从产业智造、社会反响、用户反馈等多角度进行综合评价和可持续性的设计评价，评价内容包括从设计草图到设计方案、设计制作再到生产制造、市场销售、用户反馈、优化再设计生命周期全流程，是一种可持续的、绿色智能设计创新的评价体系。

（4）对传统教学的延伸与拓展:

1）虚拟现实技术对传统工业设计理念的改变

虚拟现实技术在工业设计中的日益普及，将会对工业设计的质量评判方式与标准产生重要的影响，以往所注重的效果图的呈现，在交互性、逼真性的虚拟模型技术中完全没有任何意义，因此，这就使得工业设计的评判方式与标准更为侧重设计的质量、创新、审美以及科学性，这对工业设计理念的转变具有至关重要的影响力。

 2）虚拟现实技术对工业设计的方法的完善

传统工业设计主要以平面图为基础，这就使得设计者的设计本质意图无法通过三维形式和交互式推演设计的方式彻底展现出来，而以三维模型为载体的虚拟现实技术则能够很好地将设计者的设计意图完整地进行表达。因此，将虚拟现实技术应用于无人驾驶车的产品原型设计开发，在设计的整体流程中通过虚拟模型技术快速简便地进行实验与调查，可以获取更为真实、更为广泛的实验性数据。虚拟现实技术能够提升智能产品工业设计方法的客观性与科学性。

3）虚拟现实技术推动工业设计的现代化

以虚拟现实和人工智能仿真技术为基础的工业设计，实现了人机结合技术的重要突破，其可以将设计师的思想与作品更为自然、易接受、易理解的形式进行传达，并通过人工智能仿真技术和计算机网络信息的沟通与交流，促使设计方案的可用性测试与用户体验评测更加科学直观，通过信息可视化，将信息交互的速度、广度与深度得到巨大的提升，进而推动工业设计更加顺应时代的发展潮流，即工业设计的现代化发展、智能化发展和生态系统化发展。

（5）与本教学实验项目相关的教学研究课题：（限5项）

1、北京市青年教学名师项目，人才培养共建项目-教学名师人才培养能力提升计划-人工智能与创新设计交叉学科建设，主持人：覃京燕，2017.12-2018.12。

2、北京市2013年度本科教育教学改革与研究重点项目，工业设计专业课程信息化平台建设研究，2013.09-2015.12。

3、北京科技大学校级“十三五”规划教材，《人工智能与创新设计》，教材编写，主编覃京燕，2019年1月-2021年1月。

4、教育部中央高校基本科研业务费精品文科建设资助项目，《人工智能赋能工业设计一流学科高精尖领域建设研究》，2018.12-2019.12。

5、欧盟高等教育研究项目，可持续创新设计教育，2015年8月10日。

（6）与本教学实验项目相关的教学研究论文：（限10项）

1、覃京燕，安燕琳，卢星晖，吴准.具身与离身认知在多模态交互环境下的交互语法研究，包装工程，第40卷12期，2019，pp134-139，p194.

2、覃京燕.审美意识对人工智能与创新设计的影响研究，包装工程，第40卷第4期，2019年2月，pp59-71.

3、覃京燕. 量子思维对人工智能大数据万联网语境下的交互设计影响研究，装饰，总第306期，2018年第10期，pp34-39.

4、覃京燕. 信息维度与交互设计原理，包装工程，第39卷第16期，2018，pp57-68.

5、覃京燕，郝泽宇. 无人驾驶车多种空间人类移动性交互设计研究，包装工程，第39卷第14期，2018，pp70-76.

6、QIN Jingyan*, Zeyu Hao, Shujing Zhang. Interaction Design of Autonomous Vehicle Based on Human Mobility，HCI International 2018, Las Vegas, Nevada, USA, July13-18,© Springer International Publishing AG, part of Springer Nature 2018. A. Marcus and W. Wang (Eds.): DUXU 2018, LNCS 10920, pp. 363–374, 2018.

7、QIN Jingyan*, Zhang Shujing, Cao Sha, Dou Jinhua. Voice User Interface Design Research Based on User Mental Model in Autonomous Vehicle，HCI International 2018, Las Vegas, Nevada, USA, July13-18, © Springer International Publishing AG, part of Springer Nature 2018. M. Kurosu (Ed.): HCI 2018, LNCS 10903, pp. 117–132, 2018.

8、覃京燕.人工智能对交互设计的影响研究，包装工程，38（20）：27-31，2017.

9、覃京燕. 大数据时代的大交互设计，包装工程，第36卷第8期，2015年4月20日，pp.1-5.

10、覃京燕，邓袁圆. 基于虚拟现实的交互式数字教学模式研究，教育与职业，2010年11月第32期总第672期，pp 177-179.

（7）与本教学实验项目相关的获得的教学表彰/奖励：（限5项）

1、覃京燕教授获得2017年北京市首届青年教学名师奖

2、李淳，陶晋，郑阳，李亦芒，马莉，《基于产学合作的设计专业课程教学模式探索与实践》，获得北京市高等教育教学成果二等奖

3、创新意识与设计实践能力培养模式的探索与实践，北京科技大学艺术设计本科教学改革一等奖，2007年4月。

4、2019年，许添翼、班世清，《智能钟表-楚门的世界》，第二届中国高校智能机器人创意大赛二等奖

5、2019年，李静媛、杜怡诺、叶子奇，《智能楼宇家庭监控系统-AI大鱼海棠》，第二届中国高校智能机器人创意大赛三等奖。

（8）与本教学实验项目相关的项目主持人承担的学术研究课题（限5项）

1、国家重点研发计划，2018YFB0704301，国家材料基因工程数据汇交与管理服务技术平台，2018/07-2022/06，在研，子项目负责人，主要负责信息可视化、材料基因大数据的模拟仿真、材料加工方法与产品设计虚拟现实智能展示，主要负责。

2、国家自然科学基金面上项目，71173012，公益风险投资VP模式下的可持续创新产业政策与开放式评价体系研究，2012/01-2015/12，已结题，覃京燕主持。

3、新世纪人才计划，00022418，可持续创新发展生境下的信息设计方法研究，2013年，已结题，覃京燕，主持，主要负责。

4、国家社科基金，大数据时代的信息可视化与信息设计，覃京燕，负责，

5、国家社会科学基金面上项目，11BH064、可持续设计与文化创意产业发展的关系研究、2011/01-2012/12。

（9）与本教学实验项目相关的发表的学术论文（限5项）

1、QIN Jingyan*, Cao Sha, Jinhua Dou. HRI Design Research for Intelligent Household Service Robots: Teler as a Case Study，HCI International 2018, Las Vegas, Nevada, USA, July13-18,© Springer International Publishing AG, part of Springer Nature 2018. A. Marcus and W. Wang (Eds.): DUXU 2018, LNCS 10919, pp. 513–524, 2018. https://doi.org/10.1007/978-3-319-91803-7_39.

2、覃京燕，曹莎，王晓慧. 绿色IT可持续设计理念下基于量化自我的智能服装交互设计，包装工程，2017,38(6):1-6.

3、郝凝辉，覃京燕. 大数据＋互联网＋智能化：传播新环境对创新设计教育的启示，现代传播，2016（10），总第243期，pp146-151.

4、Qin Jingyan, Comparative Research between UK and China on Sustainable Creative Industry[C]// Proceeding 2012 International Conference in Humanities, Social Sciences and Global Business Management（2012ISSGBM）, December 30-31, 2012, Singapore, Singapore, Lecture Notes in Management Science Volume 7-8, published by Singapore Management and Sports Science Institute,pp105-108, 2012. ISBN: 978-981-07-3898-3, ISSN:2251-3051.

5、QIN Jingyan, WU Chensheng, LIU Yanjun, GUAN Yan, Interaction Design Method Research In E-Learning Based On Eye Tracking, [C]// Proceeding The International Conference on Computational Intelligence and Software Engineering (CiSE 2009), December 11-13, 2009, Wuhan, China, pp378-379.ISBN: 978-1-4244-4507-3, IEEE Catalog Number: CFP0926H-CDR, Library of Congress: 2009903597, conference code: 79559, DOI: 10.1109/CISE.2009.5367054, http://www.ciseng.org/2009

（10）与本教学实验项目相关的获得的学术研究表彰/奖励（限5项）

1、教育部长江学者奖励计划青年长江学者，覃京燕，2017年

2、科技部光华龙腾奖“中国设计业十大杰出青年”，覃京燕，国家级奖项（授奖单位：中华人民共和国科技部，中国唯一一个国家级个人设计奖励），2014年

3、“空性之数舞——光影睡莲智能服装可穿戴设备设计”获得2016中国设计红星奖（Excellent Prize of 2016 China Red Star Design Award）

4、无人驾驶车获得德国红点奖，2017年

5、虚拟现实数字北京数字奥运韩国总统优胜奖，2007年