閆成新， 劉衍聰

（中國石油大學(xué)（華東）機電工程學(xué)院，山東 東營 257061）

“計算機輔助工業(yè)設(shè)計”是工業(yè)設(shè)計學(xué)生必須掌握的專業(yè)核心課程之一。課程通過對設(shè)計原理及設(shè)計軟件的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生使用計算機手段進(jìn)行設(shè)計表現(xiàn)的能力。

本文的“計算機輔助工業(yè)設(shè)計”教學(xué)體系建設(shè)是隨著我校工業(yè)設(shè)計專業(yè)的發(fā)展而逐步完善的。中國石油大學(xué)（華東）于 1999年獲準(zhǔn)招收工業(yè)設(shè)計專業(yè)。專業(yè)建設(shè)之初，本課程在我校前身是“計算機動畫設(shè)計”和“計算機潤飾技術(shù)”，主要講授3DS三維造型、三維動畫制作，并介紹簡單的語言編程；2001年，我校工業(yè)設(shè)計專業(yè)教學(xué)計劃調(diào)整，將課程更名為“計算機輔助工業(yè)設(shè)計”，并將課程內(nèi)容調(diào)整，加入Photoshop及SolidWorks設(shè)計軟件講授；2003年，隨著課程體系改革的深入，增加了設(shè)計原理及設(shè)計競賽講解，并將課程分兩學(xué)期講授；2005年，加強了對渲染原理的講解，同時增加了Rhino作為設(shè)計軟件進(jìn)行實踐練習(xí)。通過近十年的建設(shè)，“計算機輔助工業(yè)設(shè)計”課程的課程體系不斷完善，逐步形成了以創(chuàng)新設(shè)計為核心的合理的課程體系，并于 2008年獲準(zhǔn)立項中國石油大學(xué)（華東）校級精品課程建設(shè)。本文將就課程體系建設(shè)方面的體會進(jìn)行探討，介紹以創(chuàng)新設(shè)計為核心的“計算機輔助工業(yè)設(shè)計”課程體系建設(shè)情況。

1 以往的課程體系

我們把 2003年以前的本課程體系稱為以往課程體系或稱舊的課程體系。自專業(yè)創(chuàng)辦至2003年以前，“計算機輔助工業(yè)設(shè)計”的課程體系基本是參照國內(nèi)其他高校的模式修訂執(zhí)行（見表1），該模式主要有如下特點：

（1）過于強調(diào)軟件的講述 幾乎全部的課堂內(nèi)容都是介紹設(shè)計軟件的使用、軟件的操作與技巧，課程教學(xué)幾乎是在做軟件培訓(xùn)。當(dāng)時（包括現(xiàn)在）國內(nèi)許多高校都是采用這一模式。

（2）課程內(nèi)容缺乏設(shè)計理論的講解 課程內(nèi)容僅講述怎樣做，但并不介紹為什么這樣做，沒有相關(guān)設(shè)計原理的內(nèi)容，學(xué)生知其然，不知其所以然，課程體系缺乏理論教學(xué)內(nèi)容。

（3）課程教學(xué)缺乏設(shè)計實踐 本課程是實踐性較強的一門設(shè)計類基礎(chǔ)課程，需要學(xué)生參與設(shè)計實踐特別是實際的設(shè)計競賽，才能真正起到培養(yǎng)學(xué)生的目的，最重要的是，學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力只有通過大量的設(shè)計實踐才能夠得到鍛煉和提高。

表1 2003年以前的課程體系

2 以創(chuàng)新設(shè)計為核心的“計算機輔助工業(yè)設(shè)計”課程體系建設(shè)

從舊的課程體系可以看出，以往的課程內(nèi)容過于看重軟件具體操作的介紹，而缺乏設(shè)計理論的講解，缺少創(chuàng)新設(shè)計的指導(dǎo)與實踐，忽視了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)，學(xué)生在各級各類設(shè)計大賽中獲獎也不多。過分重視計算機軟件的操作，提出的設(shè)計方案就會毫無新意，缺乏創(chuàng)造力[1-2]。因此，從2003年起，我們借助于教學(xué)計劃的調(diào)整，以創(chuàng)新設(shè)計為本課程教學(xué)體系建設(shè)的核心指導(dǎo)思想，并圍繞這一思想在其后幾年的教學(xué)中對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了逐步調(diào)整，形成了完善的以創(chuàng)新設(shè)計為核心的新的課程體系。

2.1 以創(chuàng)新設(shè)計為核心的教學(xué)體系指導(dǎo)思想

工業(yè)設(shè)計的專業(yè)內(nèi)涵之一就是創(chuàng)新，創(chuàng)新是工業(yè)設(shè)計的靈魂[3-4]，工業(yè)設(shè)計專業(yè)核心課程教學(xué)設(shè)計都應(yīng)圍繞這一思想進(jìn)行，才能培養(yǎng)真正具有創(chuàng)新能力的學(xué)生，實現(xiàn)專業(yè)的辦學(xué)目標(biāo)。

圍繞創(chuàng)新設(shè)計這一核心，我們從3個方面構(gòu)建了本課程的教學(xué)體系，見圖1。

圖1 新教學(xué)體系設(shè)計思想框圖

（1）首先從理論教學(xué)方面，增加了二維設(shè)計原理與三維設(shè)計原理方面的內(nèi)容，形成了課程的理論教學(xué)體系。設(shè)計原理是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程設(shè)計、制造過程的需要[5]。通過設(shè)計原理的講授，學(xué)生不僅僅知道使用軟件的設(shè)計過程，還知道了軟件實現(xiàn)的設(shè)計原理，做到了知其然，知其所以然。設(shè)計原理的講解始終與設(shè)計案例相結(jié)合，與設(shè)計案例的創(chuàng)新點剖析相結(jié)合。比如了解了曲線與曲面構(gòu)型的原理，學(xué)生就可以通過程序控制構(gòu)造自己設(shè)想中的線、面結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)設(shè)計表達(dá)的創(chuàng)新。

（2）實踐教學(xué)方面，保留了原來設(shè)計軟件的介紹，但壓縮了純軟件講解的學(xué)時，在課堂上把講課重點用于講解設(shè)計案例，講解案例的創(chuàng)新設(shè)計思想和設(shè)計過程。具體的軟件操作和作業(yè)留到課外由學(xué)生自行完成，提高了課堂教學(xué)效率，使教師在課堂上把精力集中于講解設(shè)計案例及設(shè)計思想。在以往的教學(xué)體系中，過多的時間用于講解軟件操作，而不是使用軟件進(jìn)行創(chuàng)新表達(dá)的設(shè)計思想，學(xué)生學(xué)到的就只是設(shè)計軟件，得不到設(shè)計水平的提高。

（3）增加了設(shè)計競賽指導(dǎo)。前面講過，本課程的實踐性較強，只有通過大量的設(shè)計實踐才能真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力，因此我們在課內(nèi)增加了這一環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)主要是以實題的形式組織學(xué)生參加國內(nèi)外正在舉辦的設(shè)計競賽。競賽一般由幾人組成設(shè)計小組，設(shè)計小組之間互不干涉，小組內(nèi)成員互相分工協(xié)作，通過“頭腦風(fēng)暴”等提出設(shè)計思想，完成設(shè)計過程。教師在課內(nèi)分專題講解創(chuàng)新設(shè)計方法，用于指導(dǎo)設(shè)計競賽，具體的設(shè)計討論、設(shè)計過程及電腦模型甚至實物模型由學(xué)生在課后完成。

2.2 課程體系的具體內(nèi)容

根據(jù)上述指導(dǎo)思想，我們把課程內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，具體調(diào)整內(nèi)容見表2。

表2 2003年以后的新教學(xué)體系

2.3 案例教學(xué)法

為了配合新教學(xué)體系的實施，針對課程的具體特點，我們在課程組內(nèi)推行了案例教學(xué)法，其設(shè)計思想見圖2，受到學(xué)生的好評，取得了良好的教學(xué)效果。

圖2 案例教學(xué)法框圖

理論教學(xué)方面，我們要求課程組教師在授課中結(jié)合設(shè)計案例進(jìn)行講解。從設(shè)計案例入手，講解案例的設(shè)計方法，設(shè)計思想，以及實現(xiàn)原理，然后進(jìn)行設(shè)計原理的講解。結(jié)合活生生的例子，枯燥的原理就不再難于理解，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生聽課也就會精力集中，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率；實踐教學(xué)方面，講過軟件類課程的老師都知道，孤立的講述軟件的具體操作是一個非?？菰锏倪^程[6]，往往講了很多獨立的命令，而學(xué)生卻未必能完全掌握。為了避免這一問題，我們也是從具體的案例入手，重點介紹案例的造型方法與造型過程，通過具體的例子，學(xué)生很容易就能掌握軟件的造型方法及造型命令，而且思路非常清晰，軟件的使用是在實現(xiàn)案例的過程中學(xué)會的，記憶非常深刻。

2.4 教學(xué)效果

通過近十年的課程體系改革與建設(shè)，“計算機輔助工業(yè)設(shè)計”已從最初的單純軟件教學(xué)發(fā)展到現(xiàn)在的以創(chuàng)新設(shè)計為核心的教學(xué)體系，課程已于 2008年成功獲準(zhǔn)立項中國石油大學(xué)（華東）校級精品課程建設(shè)。學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力不斷提高，學(xué)生的設(shè)計作品水平也越來越高，2008年10月，工業(yè)設(shè)計學(xué)生獲得東莞國際設(shè)計大賽銀獎。特別是近幾年來，學(xué)生在設(shè)計競賽中的獲獎數(shù)量與質(zhì)量都有了很大提高（見表3），成為專業(yè)發(fā)展中的亮點。

表3 歷年設(shè)計類競賽獲獎數(shù)量統(tǒng)計

3 結(jié) 論

課程體系建設(shè)是精品課程建設(shè)中一項重要的內(nèi)容。課程體系是否合理，直接影響到學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，影響到專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量?！坝嬎銠C輔助工業(yè)設(shè)計”是工業(yè)設(shè)計專業(yè)非常重要的一門核心基礎(chǔ)課程，以往的課程體系過于注重軟件的操作，忽視了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)。通過長期的教學(xué)改革與實踐，我們構(gòu)建了以創(chuàng)新設(shè)計為核心的教學(xué)體系，增加了設(shè)計原理、設(shè)計競賽等內(nèi)容，采用了案例教學(xué)法，取得了良好的教學(xué)效果，提高了課程教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量，為課程的精品課建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，為專業(yè)建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。

本文是我?！坝嬎銠C輔助工業(yè)設(shè)計”精品課程建設(shè)的一部分內(nèi)容，有些做法還有待于進(jìn)一步探討與完善。本文旨在拋磚引玉，與同行共同探討本課程的課程體系建設(shè)，提高課程教學(xué)質(zhì)量，為專業(yè)人才培養(yǎng)構(gòu)建更加合理的知識體系。

[1]趙秋芳, 王震亞, 范波濤. CAID在產(chǎn)品設(shè)計中的作用和局限性分析[J]. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報, 2007,(2): 12-14, 17.

[2]葉 軍, 孫根正. 三維建模引入制圖課程的改革研究[J]. 工程圖學(xué)學(xué)報, 2008, 29(2): 168-172.

[3]杜湖湘. 工業(yè)設(shè)計創(chuàng)新的動力分析[J]. 裝飾, 2005,147, (7): 62-63.

[4]潘云鶴, 孫守遷, 包恩偉. 計算機輔助工業(yè)設(shè)計發(fā)展?fàn)顩r與趨勢[J]. 計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報,1999, 11(3): 248-252.

[5]蔡 波, 等. 自頂向下的計算機輔助工業(yè)設(shè)計幾何建模研究[J]. 計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報, 2001,13(12): 1129-1132.

[6]徐用高. 計算機軟件類課程教學(xué)模式探討[J]. 中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù), 2006, 20(5): 369-372.