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“天工開物”一詞取自中國明代科學家宋應星所著的工藝文獻《天工開物》。該書記載了中國明代中葉以前的工藝技術，是一部綜合性的科技巨著，被世人稱為“中國十七世紀的工藝百科全書”。“天工開物”之名，是借用《尚書?皋陶謨》中的“天工人其代之”及《易?系辭》中的“開物成務”二詞而成。“天工”即自然規律,“開物”乃“開道釋物”。 “天工開物”表層意思即為自然力創造化育萬物。日本科學史家三枝博音（1892-1963）先生在《中國有代表性的技術書——宋應星的天工開物》（1942）一文中指出：“‘天工’是與人類行為對應的自然界的行為，而‘開物’則是根據人類生存的利益將自然界中所包藏的種種由人類加工出來。”由此看來，“天工開物”思想強調人與天（自然界）相協調、人工（人力）與天工（自然力）相配合，通過技術從自然界中開發出有用之物。“天工開物”的思想還有一個內涵是，自然界本來蘊藏著取之不盡用之不竭的美好而有益之物，但不會從天而降、輕易取得，而是“巧生以待”，必借人力和技術通過水火等自然力的作用，再用金屬、木石工具從自然界開發出來，為人所用。“天工開物”思想強調人類順應自然規律、科學規律，立足民生的工藝造物行為，表達了一種具有普遍意義的工藝思想,是中國工藝造物思想的集中體現,具有豐富的設計文化內涵。
“匠心獨運”源自唐代王士源《孟浩然集序》：“文不按古，匠心獨妙”，匠心,即工巧的心思，指在技巧和藝術方面的創造性。獨乃“獨特”，運為“運用”。“匠心獨運”指獨創性地運用精巧的心思,形容巧妙而獨具一格的藝術構思。“匠心獨運”是“天工開物”思想的一種延續和深化。“天工開物”強調借助人力從自然界中開發有用之物來滿足人們的生存和物質需求。然而，這種開發不能是毫無節制的恣意掠奪，尤其是在人們物質生活極大豐富和自然資源日益匱乏的今天，對自然界的開發除了應該符合自然規律外，還應力求在滿足人們物質需要的同時，努力滿足人們精神層面的需求，并且這種開發應該是經濟、環保的。這就要求“開發”者具有“匠心獨運”的思想，創造性地進行“造物”活動。
“天工開物，匠心獨運”思想體現在設計藝術中最重要的就是要求設計應該順應自然規律，尊重生態倫理，而進行“生態設計”。生態設計的理念與“天工開物”中強調“天工”（自然力）與人工相配合、自然界的行為與人類活動相協調的思想不謀而合。隨著全球工業化進程的急速發展，人類對自然界的過度開發和索取導致了自然對人類的一系列懲罰。面對這種現狀，各國政府、社會團體以及一些有識之士開始有計劃地采取相應的措施和行動以改善環境狀況。在設計藝術領域中，提出和倡導“生態設計”理念，目的在于從人類造物的第一個環節來緩和人與自然之間的緊張關系。生態設計是設計與生態過程相協調，將對環境的破壞影響降到最低的一種設計理念。從產品的設計階段直至生產、運輸、使用、維護、回收這一生命周期，都必須考慮對環境的影響。
進步的設計理念的推廣和實現離不開教育。突破設計藝術教育原有的以培養審美能力和藝術造型能力為主的培養目標和教學體系才能滿足新形勢下對設計人才的培養要求。對于歡迎來到公海7108線路來說，合理擺布我們的學科定位既關系到我們的培養目標，同時也體現了設計藝術的本質特征。筆者認為以設計藝術學科為主體，人文工學兩翼協調發展的“一體兩翼”學科布局不僅對應了培養具有生態倫理觀、社會責任感以及具有“科學精神、人文素養”的設計師的要求，同時也是對設計教育改革的嘗試。設計藝術學是歡迎來到公海7108線路的學科主體，也是重點學科；藝術學也是重點學科，還有山東非物質文化遺產研究中心為山東省人文社科基地，在人文學科的基礎上還設置建筑學、包裝工程等工學相關專業及方向為藝術學科提供學科支持，注重學科互補，努力打造學生廣闊的文化視野、多元的知識結構、綜合的素養、符合社會正常發展取向的健康的價值觀系統，才能使“生態設計”的思想滲透到每個學生的設計理念之中。
“天工”固然開萬物，但必須借助技術，才能從自然資源中開發有用之物，否則自然界“合乎目的性”的美就無法展現。《天工開物》中的技術是法、巧、器三者的結合，即工藝操作方法、生產勞動者的操作技能與工具設備的結合。人只有借技術作用于自然界，才能實現開物過程。三枝博音先生認為，技術是自然界與人類協調的產物，它是人類與自然界之間賴以溝通的橋梁。只有很好地理解技術，才能在利用天工的同時假以人工去開物。在今天看來，“工”也就是科學技術。現代意義上設計的產生實際是工業革命的結果，即科學技術發展的結果。工業革命時期，蒸汽機、內燃機的發明，使大批量的機械化生產成為可能。市民階層的出現，面對普通大眾的現代市場環境也形成了，針對他們的喜好和消費特點，原來為了王公貴族等少數人的繁冗裝飾已變得不合時宜，現代設計也隨之誕生。科學技術的進程一直在影響著設計的發展，新材料、新技術、新工藝的發明，極大地影響了設計的發展方向和速度。設計只有在順應科學技術發展潮流，符合科學規律的基礎上，才能真正進行自然力(天工)與人工的配合，實現人類行為與自然界相協調的造物活動。在設計教育領域，只有培養學生的科學精神，培養創新能力，拓展知識領域，提高認知能力、思維能力與知覺能力，才能為學生創新能力等綜合素質的培養打造寬厚的基礎，因而，“技術能力”也就十分必要。強調實踐技藝的培養，是設計藝術的本質的要求，是符合設計規律的，也是逐步完善設計實踐教育體系的必然環節。
“匠心獨運”思想反映在設計藝術領域就是“藝術創新”，同時它又是與“科學精神、人文素養、技術能力”相輔相承的。創新是設計藝術的靈魂。某種意義上說，設計的誕生就是為了改進或創造已有或新的造物過程和結果，如果不能有所變化或進步，一味機械地重復，那么設計也久失去了它的價值，所以，設計存在的意義本身就是創新的需要，沒有創新也就無所謂的設計。與設計藝術密切相關的文化創意產業之所以是朝陽產業，創新是它的核心，有了創意與智慧，才能實現經濟價值和社會價值。那么，培養學生的創新精神和創新能力就成了設計教育的重心。20世紀90年代中后期以后，我國的設計藝術專業成了高等藝術教育的熱門專業，很多綜合大學、單科大學也開始設置這樣的院系或專業，藝術學院更在原有的基礎上不斷擴充專業方向，藝術設計高等教育雖然已形成了一套較為完整的教學模式，但多偏重于學生藝術個性和藝術表現能力的培養，忽視了在設計藝術教育中技術能力的培養。創新不僅僅是一種精神，也是一種能力。僅僅具備“匠心”是不夠的，還因該具備運用“匠心”，付諸實踐的能力。創新不是存在于想象和概念中，而在創意的基礎上運用工藝技術的造物活動。
“天工開物”中的“開物”是指根據人類生存的利益將自然界中所包藏的種種由人類加工出來。那么，作為這種“開物”行為的謀劃者——設計師又應該遵循什么樣的倫理規則，有著怎樣的責任呢？按中國傳統文化來理解，設計者，乃智者。只有假借天工的方為智者。《考工記》云：“（知）智者創物”，而“巧者述之，守之世，謂之工。”“工”乃工匠、工巧。傳統的工匠與今天的工人不同，在造物的行為中，有意匠，也有制作，我們稱之為“手工藝”。科技的發展、工業的進步使設計與制作分離，走向了不同的社會分工。設計走向謀劃，一種運籌帷幄的規劃設想；制作走向技術，大批量的復制加工，這是符合社會發展、民生需求的必然。手工藝時代，因為人對于材料、工具、自然條件等外在環境把握的有限性，人總是對自然心懷敬畏。中國傳統工藝造物思想認為“天有時，地有氣，材有美，工有巧，合此四者然后可以為良”、“物生自天，工開于人”，將人的智慧、創造與機巧置于“天”之下，最高的贊譽也不過“巧奪天工”，即接近、近乎于大自然的造化了。工業生產時代和信息科技時代，在人的設計謀劃之下，在科技的協力之下，漸漸地，人類幾乎沒有什么不能實現，設計者成了造物者！而同時，由這些造物所引發的生活方式也帶給了社會人所無力控制的顛覆，環境、資源、社會現象、人性本質，凡此種種。設計的目的是解決人的需求問題。優秀的設計在于能夠更好地使滿足人的生理需求和心理需求，滿足民生。因此，設計和設計教育必須樹立關注民生，服務大眾的設計意識。
設計藝術行為通往人類的精神自由，卻不是人類的自我放逐，必須順應自然規律、科學規律、社會發展規律和經濟規律。在這樣的前提下，設計教育和設計師當秉承“天工開物，匠心獨運”的思想，尊重自然規律、科學規律和設計規律，立足民生需要，以人類整體的可持續發展為價值尺度，運用創造性的藝術構思，服務和創意當代生活，提升人類生活質量。