工业设计专业开设《产品结构设计》课程的教学研究探讨

时间:2022-05-02 04:53:00

工业设计专业开设《产品结构设计》课程的教学研究探讨

摘 要:分析目前工业设计专业在设计教育中重视艺术与造型,缺乏产品的结构和机械原理知识的问题,提出开设产品结构设计课程的必要性,并结合教学实践体会进行探讨,总结出比较适合工业设计专业的产品结构设计课程的教学内容和教学方法。

关键词: 《产品结构设计》;教学内容;教学方法

0 引言

工业设计专业的培养要求是通过学习工业设计的基础理论与知识,培养具有应用造型设计原理和法则处理各种产品的造型与色彩、形式与外观、结构与功能、结构与材料、外形与工艺、产品与人、产品与环境、市场的关系,并将这些关系统一表现在产品造型设计的基本能力的学生。从培养要求里我们可以看到结构在工业设计教育中的重要性,然而目前我国工业设计专业院校中专门开设产品结构设计课程的很少,大都以机械类的课程来代替这门课。例如机械设计基础课程,而此课程主要面向的是机械专业的学生,对工业设计专业的学生来说会出现听不懂、学不会的情况,因此教学效果也不理想。结构是产品功能得以实现的前提,不同的功能要求具有相应的结构形式。[1]工业设计专业重造型少结构和机械原理会导致社会对工业设计师能力的怀疑,也限制了学生在学习中的思考能力和实现能力。而产品结构设计课程的开设,可以让学生了解机械结构基本原理与设计的关系,掌握产品的结构、工作原理及其设计准则,使学生在产品设计的同时考虑到产品的内部构造,进一步了解其加工制造工艺,为产品设计的合理。因此,现阶段工业设计专业开设产品结构设计课程是十分必要的。文章结合教学实践体会,从教学内容和教学方法两个方面去进行研究探讨。

1 教学内容

目前我国的工业设计专业主要设于属工科的机械学院和文科的艺术设计类学院,前者依托制造技术,具有较强的科学性与现实性;后者依靠丰厚的人文知识与艺术精神能量,富有挑战性和创造力。现在工科院校招生有艺术类文科学生、理工类理科学生及文理兼收三种模式。[2] 本文主要针对工科院校下《产品结构设计》课程的研究与探讨。本课程是工业设计专业的必修课,旨在培养学生在进行产品设计时不仅考虑到产品的造型,同时也要考虑到其内部结构,进而研究产品的加工工艺和可制造性。学生在学习本课程之前,应先学习工程图学、造型材料与加工工艺、机械设计基础等课程,这些课程的学习为开设产品结构设计课程打下了坚实的基础。我校工业设计专业的产品结构设计课程,使用的教材是刘宝顺教授所编写《产品结构设计》,这本书根据机械结构的功能来划分,全书分成七个章节,分别为壳体、箱体结构设计,连接与固定结构设计,连续运动结构设计,往复、间歇运动机构设计,密封结构设计,安全结构设计,绿色结构设计。本课程重点讲述的是连接与固定结构设计,连续运动结构设计,往复、间歇运动机构设计和安全结构设计,其中将机械结构原理中最重要的部分“齿轮机构”、“凸轮机构”、“连杆机构”、“步进机构”与生活中的实际应用结合起来,启迪学生将以上结构应用到设计中去,并制作成模型,提高学生的结构创新意识。产品结构的创新可以带来造型的创新,结构创新是产品创新的重要途径之一。

2 教学方法

2.1 强调本课程学习的重要性

工业产品的设计包括外部造型设计和内部结构设计两部分。据调查,刚毕业的工业设计专业的学生参与到企业的项目中,多数学生对产品的内部结构不了解,设计产品的造型实现往往会遇到加工和制作的问题,设计构想图不能顺利实现,造型设计师需多次与结构设计师沟通与商榷,与此同时也浪费了较多的人力、物力和财力,不利于产品开发方案的顺利执行。而产品结构设计课程的专业学习可以加强学生对产品内部结构实现的训练,提高学生的想象能力和动手能力,从而减少学生毕业后进入企业对结构设计不了解的问题。本校的工业设计专业属于属工科的机械学院,对产品结构的深入理解与掌握,可以更加突出工科背景下工业设计的特色,因此让学生认识到本课程学习的重要性是十分必要的。

2.2 组织趣味化的课程模式

本课程是开设在三年级上学期,二年级有太多的专业基础理论课,无论是学生还是老师都希望更有趣的上课组织形式。本课程采用的授课方式是理论讲解、案例分析、设计展开、作业点评。这种授课方式是将基础理论通俗化,将原理课程趣味化,极大地提高了学生学习的积极性和对课程的兴趣,其教学过程让我们思考趣味化的课程组织模式的方式应该是怎样的,将来又会有何种更适合的方式。考核学生的方式为设计报告、结构原理模型、最终设计作品、设计作品交流展示。考核方式的多样化,可以从多方面提高学生综合设计的能力水平。

2.3 提高学生参与的主动性

课程教师讲授是必然的,但是也不能忽视学生的主动性。首先,针对部分章节采用以“学生为主”的教学模式。让学生充当教师的角色,要求学生根据本章的主要内容,去搜集资料,在课堂上进行讲解,从而提高学生设计表达的能力,发挥学生主动学习的能力。其次,要提高学生的动手能力,让学生切身深入到教学中来。讲到第二章“连接与固定结构设计”时,要求学生拆解生活中的小产品,比如鼠标,研究其各个部件间是如何实现连接与固定的,用到了课堂中讲到的哪些连接与固定的方式,是否还有其他新的连接与固定的方式等。讲到“齿轮机构”时,要求学生拆解具有齿轮结构的机械式发条闹钟,分析机械式发条闹钟是如何实现传动,并要求学生以“齿轮机构”为基本单元,设计相关具有转动或者移动功能的产品。学生最终作品是经过多次的实验、制作与修正,最后才能与其他同学的作品共同展示与交流。设计展览活动的举办可以激发学生学习的兴趣,同时也是对这门课程教学成果最好的检验。

2.4 采用真实项目带动教学

利用学院工作室的设备和场地,将真实项目引入到课堂教学中,以项目来驱动教学,通过参与真实项目,提升学生的综合素质能力。按照“专业课堂就是工作环境,指导教师就是项目主管,课堂作业就是项目成果”的思路,完善课程教学过程的各个环节。[3]通过项目的推进,培养学生的创新意识、团队协作能力、实践能力、专业技能,进而提高教学效果。项目开展的同时,企业设计人员及相关结构技术人员来课堂上进行指导与讲解。这种方式增加了学生与企业互动交流的机会,学生可更直接的听取企业人员给出的设计意见并及时对设计方案进行改进、修正。

3 结语

结构设计是产品设计的基本内容之一,也是整个产品设计过程中最复杂的一个工作环节,在产品形成过程中,结构设计起着至关重要的作用,[4]产品的设计离不开对结构的考量。在工业设计教学开设产品结构设计课程,旨在学生在进行产品设计的过程中重视对结构的把握,进而设计出更加科学合理的产品,特别是对工科院校下的工业设计专业来说,产品结构设计课程的学习对突出专业特色具有非常积极的意义。本文从教学内容和教学方法两个方面进行探讨,为今后开展教学和教学改革提供一定的参考。

参考文献:

[1] 伏波,白平.产品设计:功能与结构[M].北京:北京理工大学出版社,2008.

[2] 康辉,卢国新,王静.工科工业设计若干问题的思考[J].理工高教研究,2005(1):89.

[3] 白平,伏波.高职院校产品结构设计课程教学改革的探索与实践[J].兰州工业高等专科学校学报,2012,19

(3):94-96.

[4] 李志港.产品造型设计中结构设计的重要性[J].美术大观,2014(7):119.

作者简介:王志愿(1986―),女,硕士,助教,研究方向:工业设计、计算机辅助工业设计等。

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