工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)開設(shè)《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)研究探討

摘 要：分析目前工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)在設(shè)計(jì)教育中重視藝術(shù)與造型，缺乏產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和機(jī)械原理知識的問題，提出開設(shè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的必要性，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐體會進(jìn)行探討，總結(jié)出比較適合工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞： 《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

0 引言

工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的培養(yǎng)要求是通過學(xué)習(xí)工業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論與知識，培養(yǎng)具有應(yīng)用造型設(shè)計(jì)原理和法則處理各種產(chǎn)品的造型與色彩、形式與外觀、結(jié)構(gòu)與功能、結(jié)構(gòu)與材料、外形與工藝、產(chǎn)品與人、產(chǎn)品與環(huán)境、市場的關(guān)系，并將這些關(guān)系統(tǒng)一表現(xiàn)在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的基本能力的學(xué)生。從培養(yǎng)要求里我們可以看到結(jié)構(gòu)在工業(yè)設(shè)計(jì)教育中的重要性，然而目前我國工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)院校中專門開設(shè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的很少，大都以機(jī)械類的課程來代替這門課。例如機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，而此課程主要面向的是機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，對工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生來說會出現(xiàn)聽不懂、學(xué)不會的情況，因此教學(xué)效果也不理想。結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品功能得以實(shí)現(xiàn)的前提，不同的功能要求具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式。[1]工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)重造型少結(jié)構(gòu)和機(jī)械原理會導(dǎo)致社會對工業(yè)設(shè)計(jì)師能力的懷疑，也限制了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的思考能力和實(shí)現(xiàn)能力。而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的開設(shè)，可以讓學(xué)生了解機(jī)械結(jié)構(gòu)基本原理與設(shè)計(jì)的關(guān)系，掌握產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工作原理及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)考慮到產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造，進(jìn)一步了解其加工制造工藝，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性服務(wù)。因此，現(xiàn)階段工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)開設(shè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程是十分必要的。文章結(jié)合教學(xué)實(shí)踐體會，從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩個(gè)方面去進(jìn)行研究探討。

1 教學(xué)內(nèi)容

目前我國的工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)主要設(shè)于屬工科的機(jī)械學(xué)院和文科的藝術(shù)設(shè)計(jì)類學(xué)院，前者依托制造技術(shù)，具有較強(qiáng)的科學(xué)性與現(xiàn)實(shí)性；后者依靠豐厚的人文知識與藝術(shù)精神能量，富有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造力。現(xiàn)在工科院校招生有藝術(shù)類文科學(xué)生、理工類理科學(xué)生及文理兼收三種模式。[2] 本文主要針對工科院校下《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程的研究與探討。本課程是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的必修課，旨在培養(yǎng)學(xué)生在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)不僅考慮到產(chǎn)品的造型，同時(shí)也要考慮到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研究產(chǎn)品的加工工藝和可制造性。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前，應(yīng)先學(xué)習(xí)工程圖學(xué)、造型材料與加工工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程，這些課程的學(xué)習(xí)為開設(shè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我校工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程，使用的教材是劉寶順教授所編寫《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，這本書根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)的功能來劃分，全書分成七個(gè)章節(jié)，分別為殼體、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，連接與固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，連續(xù)運(yùn)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往復(fù)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本課程重點(diǎn)講述的是連接與固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，連續(xù)運(yùn)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往復(fù)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中將機(jī)械結(jié)構(gòu)原理中最重要的部分“齒輪機(jī)構(gòu)”、“凸輪機(jī)構(gòu)”、“連桿機(jī)構(gòu)”、“步進(jìn)機(jī)構(gòu)”與生活中的實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，啟迪學(xué)生將以上結(jié)構(gòu)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去，并制作成模型，提高學(xué)生的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新意識。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新可以帶來造型的創(chuàng)新，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新是產(chǎn)品創(chuàng)新的重要途徑之一。

2 教學(xué)方法

2.1 強(qiáng)調(diào)本課程學(xué)習(xí)的重要性

工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)包括外部造型設(shè)計(jì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。據(jù)調(diào)查，剛畢業(yè)的工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生參與到企業(yè)的項(xiàng)目中，多數(shù)學(xué)生對產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不了解，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的造型實(shí)現(xiàn)往往會遇到加工和制作的問題，設(shè)計(jì)構(gòu)想圖不能順利實(shí)現(xiàn)，造型設(shè)計(jì)師需多次與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師溝通與商榷，與此同時(shí)也浪費(fèi)了較多的人力、物力和財(cái)力，不利于產(chǎn)品開發(fā)方案的順利執(zhí)行。而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的專業(yè)學(xué)習(xí)可以加強(qiáng)學(xué)生對產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的訓(xùn)練，提高學(xué)生的想象能力和動手能力，從而減少學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不了解的問題。本校的工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)屬于屬工科的機(jī)械學(xué)院，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的深入理解與掌握，可以更加突出工科背景下工業(yè)設(shè)計(jì)的特色，因此讓學(xué)生認(rèn)識到本課程學(xué)習(xí)的重要性是十分必要的。

2.2 組織趣味化的課程模式

本課程是開設(shè)在三年級上學(xué)期，二年級有太多的專業(yè)基礎(chǔ)理論課，無論是學(xué)生還是老師都希望更有趣的上課組織形式。本課程采用的授課方式是理論講解、案例分析、設(shè)計(jì)展開、作業(yè)點(diǎn)評。這種授課方式是將基礎(chǔ)理論通俗化，將原理課程趣味化，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對課程的興趣，其教學(xué)過程讓我們思考趣味化的課程組織模式的方式應(yīng)該是怎樣的，將來又會有何種更適合的方式。考核學(xué)生的方式為設(shè)計(jì)報(bào)告、結(jié)構(gòu)原理模型、最終設(shè)計(jì)作品、設(shè)計(jì)作品交流展示?？己朔绞降亩鄻踊?，可以從多方面提高學(xué)生綜合設(shè)計(jì)的能力水平。

2.3 提高學(xué)生參與的主動性

課程教師講授是必然的，但是也不能忽視學(xué)生的主動性。首先，針對部分章節(jié)采用以“學(xué)生為主”的教學(xué)模式。讓學(xué)生充當(dāng)教師的角色，要求學(xué)生根據(jù)本章的主要內(nèi)容，去搜集資料，在課堂上進(jìn)行講解，從而提高學(xué)生設(shè)計(jì)表達(dá)的能力，發(fā)揮學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力。其次，要提高學(xué)生的動手能力，讓學(xué)生切身深入到教學(xué)中來。講到第二章“連接與固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”時(shí)，要求學(xué)生拆解生活中的小產(chǎn)品，比如鼠標(biāo)，研究其各個(gè)部件間是如何實(shí)現(xiàn)連接與固定的，用到了課堂中講到的哪些連接與固定的方式，是否還有其他新的連接與固定的方式等。講到“齒輪機(jī)構(gòu)”時(shí)，要求學(xué)生拆解具有齒輪結(jié)構(gòu)的機(jī)械式發(fā)條鬧鐘，分析機(jī)械式發(fā)條鬧鐘是如何實(shí)現(xiàn)傳動，并要求學(xué)生以“齒輪機(jī)構(gòu)”為基本單元，設(shè)計(jì)相關(guān)具有轉(zhuǎn)動或者移動功能的產(chǎn)品。學(xué)生最終作品是經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)、制作與修正，最后才能與其他同學(xué)的作品共同展示與交流。設(shè)計(jì)展覽活動的舉辦可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)也是對這門課程教學(xué)成果最好的檢驗(yàn)。

2.4 采用真實(shí)項(xiàng)目帶動教學(xué)

利用學(xué)院工作室的設(shè)備和場地，將真實(shí)項(xiàng)目引入到課堂教學(xué)中，以項(xiàng)目來驅(qū)動教學(xué)，通過參與真實(shí)項(xiàng)目，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。按照“專業(yè)課堂就是工作環(huán)境，指導(dǎo)教師就是項(xiàng)目主管，課堂作業(yè)就是項(xiàng)目成果”的思路，完善課程教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)。[3]通過項(xiàng)目的推進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、實(shí)踐能力、專業(yè)技能，進(jìn)而提高教學(xué)效果。項(xiàng)目開展的同時(shí)，企業(yè)設(shè)計(jì)人員及相關(guān)結(jié)構(gòu)技術(shù)人員來課堂上進(jìn)行指導(dǎo)與講解。這種方式增加了學(xué)生與企業(yè)互動交流的機(jī)會，學(xué)生可更直接的聽取企業(yè)人員給出的設(shè)計(jì)意見并及時(shí)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)、修正。

3 結(jié)語

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容之一，也是整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中最復(fù)雜的一個(gè)工作環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品形成過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用，[4]產(chǎn)品的設(shè)計(jì)離不開對結(jié)構(gòu)的考量。在工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)開設(shè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程，旨在學(xué)生在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中重視對結(jié)構(gòu)的把握，進(jìn)而設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的產(chǎn)品，特別是對工科院校下的工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)來說，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)對突出專業(yè)特色具有非常積極的意義。本文從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩個(gè)方面進(jìn)行探討，為今后開展教學(xué)和教學(xué)改革提供一定的參考。

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作者簡介：王志愿（1986—），女，碩士，助教，研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)等。