強(qiáng)調(diào)功能突出創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法學(xué)課程教學(xué)

肖莉 曹鵬彬 肖敏

【摘 要】功能是產(chǎn)品的本質(zhì)，產(chǎn)品是功能的載體，滿足產(chǎn)品的功能要求是設(shè)計(jì)的核心。設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的勞動(dòng)，其本質(zhì)是創(chuàng)新。本文利用設(shè)計(jì)方法學(xué)課程具有較強(qiáng)的創(chuàng)新教育這一特點(diǎn)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力方面進(jìn)行了有益的嘗試。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)方法學(xué) 功能 創(chuàng)新意識(shí) 創(chuàng)新思維能力

設(shè)計(jì)方法學(xué)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)律、設(shè)計(jì)程序及設(shè)計(jì)中思維和工作方法的一門綜合性學(xué)科。它強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員創(chuàng)新能力的重要性，分析創(chuàng)新思維規(guī)律，研究并促進(jìn)各種創(chuàng)新技法在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)方法學(xué)課程具有較強(qiáng)的創(chuàng)新教育的特點(diǎn)。

對(duì)大學(xué)生的創(chuàng)新教育是貫穿于學(xué)校教育乃至整個(gè)社會(huì)的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。就學(xué)校教育而言，作為人才培養(yǎng)過(guò)程中最重要的各種課程教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)該在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力方面起到最積極的主導(dǎo)作用。基于這種認(rèn)識(shí)，教師在日常的教學(xué)工作中就應(yīng)該注重把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力與課程教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。在這方面，我們?cè)谠O(shè)計(jì)方法學(xué)課程教學(xué)中進(jìn)行了探索。

一、樹(shù)立功能觀點(diǎn)

產(chǎn)品是功能的載體，是功能的實(shí)現(xiàn)方式，功能是產(chǎn)品的本質(zhì)，滿足產(chǎn)品的功能要求是設(shè)計(jì)的核心，“功能”思想是設(shè)計(jì)方法學(xué)最重要的概念。

在設(shè)計(jì)方法學(xué)課程教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品功能，要求學(xué)生逐步樹(shù)立功能的觀點(diǎn)。告訴學(xué)生，設(shè)計(jì)產(chǎn)品不是著眼于產(chǎn)品的本身，而是通過(guò)某種物理形態(tài)體現(xiàn)用戶所需要的功能，不要首先從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)著手，而應(yīng)從系統(tǒng)功能出發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，這是一種設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)變。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用功能分析的方法，可以把常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)首先從產(chǎn)品具體結(jié)構(gòu)的思考轉(zhuǎn)化為對(duì)產(chǎn)品功能的思考，從而可以擺脫產(chǎn)品現(xiàn)有結(jié)構(gòu)形式對(duì)思維的束縛，尋求一切能滿足產(chǎn)品功能要求的工作原理，探索滿足這些工作原理的技術(shù)裝置——功能載體，并且通過(guò)對(duì)各種功能載體的組合和選優(yōu)，找到能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能要求并具有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案。這種緊緊圍繞產(chǎn)品功能進(jìn)行分析、分解、求解、組合和選優(yōu)的方案設(shè)計(jì)方法稱為功能分析法。

功能分析法的重點(diǎn)在于提出創(chuàng)新構(gòu)思，使思維盡量“發(fā)散”，力求提出較多的解法供比較選優(yōu)。對(duì)構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)、材料和制造工藝等則不一定要有成熟的考慮。

引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，從產(chǎn)品的功能入手，運(yùn)用功能分析法進(jìn)行功能原理設(shè)計(jì)，以期獲得好的原理方案。例如在討論減速裝置時(shí)，學(xué)生首先想到的是定軸式圓柱齒輪減速器，這是他們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)對(duì)象，大家都很熟悉。通過(guò)采用“黑箱法”分析減速裝置的總功能，即降速增矩，打破了學(xué)生的思維定式，使學(xué)生豁然開(kāi)朗，明確了凡是能夠?qū)崿F(xiàn)降速增矩功能的裝置都可以視為減速裝置，于是他們根據(jù)自身掌握的知識(shí)，還列舉出行星齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)等減速裝置。

強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品功能，樹(shù)立功能的觀點(diǎn)，有利于抓住問(wèn)題本質(zhì)，拓寬思路，擺脫傳統(tǒng)的舊框框，獲得新穎的較高水平的設(shè)計(jì)方案；有助于啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

二、啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)新活動(dòng)首先來(lái)自強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)。創(chuàng)新人才應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)矛盾，勇于探索，敢于創(chuàng)新。教師在教學(xué)活動(dòng)中要潛移默化地影響和有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

設(shè)計(jì)方法學(xué)是關(guān)于設(shè)計(jì)的科學(xué)，它認(rèn)為創(chuàng)新是開(kāi)發(fā)技術(shù)產(chǎn)品的靈魂。在解釋設(shè)計(jì)的含義時(shí)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的本質(zhì)是創(chuàng)新。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，總有新事物被創(chuàng)造出來(lái)，這個(gè)“新”字，可以指過(guò)去從未出現(xiàn)過(guò)的東西，也可以指已知事物的不同組合，但這種組合結(jié)果不是簡(jiǎn)單的已知事物的重復(fù)，而是總有某種新的成分出現(xiàn)。設(shè)計(jì)中必須突出創(chuàng)新的原則，通過(guò)創(chuàng)新思維，探求創(chuàng)新的原理方案和結(jié)構(gòu)，做到有所發(fā)明、有所創(chuàng)新、有所前進(jìn)。同時(shí)也指出，沒(méi)有任何創(chuàng)新的模仿和測(cè)繪不能夠算是設(shè)計(jì)。這樣，在課程一開(kāi)始就使學(xué)生認(rèn)識(shí)到無(wú)創(chuàng)新就無(wú)設(shè)計(jì)。

課堂上結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例，打破學(xué)生對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的神秘感，使學(xué)生明白，創(chuàng)新設(shè)計(jì)并非少數(shù)杰出人才的專利，相信每個(gè)正常的人都有創(chuàng)新能力，人人都可以進(jìn)行創(chuàng)新，創(chuàng)新能力無(wú)時(shí)不在，創(chuàng)新能力無(wú)人不有。如果具有挑戰(zhàn)精神，沖破思想上的束縛，并掌握科學(xué)的方法，便能調(diào)動(dòng)創(chuàng)造性而獲得出乎意料的創(chuàng)新成果。同時(shí)教育學(xué)生，創(chuàng)新需要付出艱苦的勞動(dòng)，不能幻想囊中取物、輕而易舉，不要有消極的思想，害怕失敗；要有堅(jiān)定的毅力和積極進(jìn)取的精神，克服重重困難才能取得成功。

教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)介紹創(chuàng)新設(shè)計(jì)的案例，組織學(xué)生參加課堂討論，各抒己見(jiàn)，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)開(kāi)動(dòng)腦筋、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、挖掘創(chuàng)新潛能的寬松環(huán)境，并注重培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)觀自信、興趣廣泛、充滿好奇、勇于探索、意志堅(jiān)強(qiáng)、敢于質(zhì)疑、有信心和責(zé)任心的優(yōu)良創(chuàng)造人格。

三、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

創(chuàng)新思維在整個(gè)創(chuàng)新過(guò)程中占有重要的地位。這是因?yàn)樵趧?chuàng)新活動(dòng)前半期，是進(jìn)行創(chuàng)新思維活動(dòng)，創(chuàng)新活動(dòng)后半期，是把創(chuàng)新思維付諸實(shí)現(xiàn)。許多創(chuàng)新技法都是由創(chuàng)新思維發(fā)展演化而來(lái)。

創(chuàng)新思維能力是創(chuàng)新能力的核心，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)首先是創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。創(chuàng)新思維是人們從事創(chuàng)新活動(dòng)的源泉，創(chuàng)新的關(guān)鍵是思維。創(chuàng)新思維是發(fā)散思維和收斂思維二者的統(tǒng)一。發(fā)散思維是一種從不同角度、不同途徑去設(shè)想，探求多種答案，最終力圖使問(wèn)題獲得圓滿解決的思維方法。其特點(diǎn)是從給定的信息中產(chǎn)生眾多的信息輸出，看到一樣，想到多樣；看到一樣，想到異樣，并由此導(dǎo)致思路的轉(zhuǎn)移和躍進(jìn)。收斂思維是將問(wèn)題所提供的各種信息匯集起來(lái)得出一個(gè)正確答案。其特點(diǎn)是將眾多的思路和信息匯集起來(lái)，通過(guò)比較、篩選、組合、論證，得出現(xiàn)有條件下解決問(wèn)題的最佳方案。在創(chuàng)新活動(dòng)中，光有發(fā)散思維的活動(dòng)并不能使問(wèn)題得到有效的解決，因?yàn)閯?chuàng)新活動(dòng)的最終結(jié)果只需少數(shù)或唯一的結(jié)果，所以發(fā)散思維之后尚需進(jìn)行收斂思維，這兩種思維的有效結(jié)合組成了創(chuàng)新活動(dòng)的一個(gè)循環(huán)過(guò)程。基于此，在教學(xué)活動(dòng)中，注意引導(dǎo)學(xué)生走出傳統(tǒng)的思維定式，注重分析、綜合、比較、抽象、概括與具體化、歸納與演繹法的思維素質(zhì)培養(yǎng)。從問(wèn)題的多樣性，可以產(chǎn)生大量新的假設(shè)；從問(wèn)題的伸縮性，可以改變思維，從不同的角度去看同一事物；從問(wèn)題的新穎性，可以去探索不同于傳統(tǒng)方式的解決方法。

功能原理設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)方法學(xué)課程教學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。功能原理設(shè)計(jì)是針對(duì)產(chǎn)品主要功能提出原理性構(gòu)思，對(duì)產(chǎn)品的成敗起決定性作用的工作，因此特別需要?jiǎng)?chuàng)新思維。課堂教學(xué)中，可鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)思想和思維過(guò)程，精心設(shè)計(jì)問(wèn)題，反復(fù)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“抽象——發(fā)散——收斂”的思維方式去分析和解決問(wèn)題，并按照這一思維模式尋求各種物理原理，通過(guò)原理組合并進(jìn)行評(píng)價(jià)找出最優(yōu)的原理方案。

例如在課堂上探討紙張分離的原理方案中，運(yùn)用發(fā)散思維，學(xué)生提出了多種物理原理：切向力、摩擦力、離心力、重力、粘著力、氣吹力、負(fù)壓吸力和靜電力。經(jīng)過(guò)方案組合，得到若干種原理方案。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用收斂思維，經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)選擇確定最佳方案。在啟發(fā)式教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生積極開(kāi)動(dòng)腦筋，思維活躍，討論熱烈，收到了良好的效果。

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