工業設計專業開設《產品結構設計》課程的教學研究探討

摘 要：分析目前工業設計專業在設計教育中重視藝術與造型，缺乏產品的結構和機械原理知識的問題，提出開設產品結構設計課程的必要性，并結合教學實踐體會進行探討，總結出比較適合工業設計專業的產品結構設計課程的教學內容和教學方法。

關鍵詞： 《產品結構設計》；教學內容；教學方法

0 引言

工業設計專業的培養要求是通過學習工業設計的基礎理論與知識，培養具有應用造型設計原理和法則處理各種產品的造型與色彩、形式與外觀、結構與功能、結構與材料、外形與工藝、產品與人、產品與環境、市場的關系，并將這些關系統一表現在產品造型設計的基本能力的學生。從培養要求里我們可以看到結構在工業設計教育中的重要性，然而目前我國工業設計專業院校中專門開設產品結構設計課程的很少，大都以機械類的課程來代替這門課。例如機械設計基礎課程，而此課程主要面向的是機械專業的學生，對工業設計專業的學生來說會出現聽不懂、學不會的情況，因此教學效果也不理想。結構是產品功能得以實現的前提，不同的功能要求具有相應的結構形式。[1]工業設計專業重造型少結構和機械原理會導致社會對工業設計師能力的懷疑，也限制了學生在學習中的思考能力和實現能力。而產品結構設計課程的開設，可以讓學生了解機械結構基本原理與設計的關系，掌握產品的結構、工作原理及其設計準則，使學生在產品設計的同時考慮到產品的內部構造，進一步了解其加工制造工藝，為產品設計的合理性服務。因此，現階段工業設計專業開設產品結構設計課程是十分必要的。文章結合教學實踐體會，從教學內容和教學方法兩個方面去進行研究探討。

1 教學內容

目前我國的工業設計專業主要設于屬工科的機械學院和文科的藝術設計類學院，前者依托制造技術，具有較強的科學性與現實性；后者依靠豐厚的人文知識與藝術精神能量，富有挑戰性和創造力。現在工科院校招生有藝術類文科學生、理工類理科學生及文理兼收三種模式。[2] 本文主要針對工科院校下《產品結構設計》課程的研究與探討。本課程是工業設計專業的必修課，旨在培養學生在進行產品設計時不僅考慮到產品的造型，同時也要考慮到其內部結構，進而研究產品的加工工藝和可制造性。學生在學習本課程之前，應先學習工程圖學、造型材料與加工工藝、機械設計基礎等課程，這些課程的學習為開設產品結構設計課程打下了堅實的基礎。我校工業設計專業的產品結構設計課程，使用的教材是劉寶順教授所編寫《產品結構設計》，這本書根據機械結構的功能來劃分，全書分成七個章節，分別為殼體、箱體結構設計，連接與固定結構設計，連續運動結構設計，往復、間歇運動機構設計，密封結構設計，安全結構設計，綠色結構設計。本課程重點講述的是連接與固定結構設計，連續運動結構設計，往復、間歇運動機構設計和安全結構設計，其中將機械結構原理中最重要的部分“齒輪機構”、“凸輪機構”、“連桿機構”、“步進機構”與生活中的實際應用結合起來，啟迪學生將以上結構應用到設計中去，并制作成模型，提高學生的結構創新意識。產品結構的創新可以帶來造型的創新，結構創新是產品創新的重要途徑之一。

2 教學方法

2.1 強調本課程學習的重要性

工業產品的設計包括外部造型設計和內部結構設計兩部分。據調查，剛畢業的工業設計專業的學生參與到企業的項目中，多數學生對產品的內部結構不了解，設計產品的造型實現往往會遇到加工和制作的問題，設計構想圖不能順利實現，造型設計師需多次與結構設計師溝通與商榷，與此同時也浪費了較多的人力、物力和財力，不利于產品開發方案的順利執行。而產品結構設計課程的專業學習可以加強學生對產品內部結構實現的訓練，提高學生的想象能力和動手能力，從而減少學生畢業后進入企業對結構設計不了解的問題。本校的工業設計專業屬于屬工科的機械學院，對產品結構的深入理解與掌握，可以更加突出工科背景下工業設計的特色，因此讓學生認識到本課程學習的重要性是十分必要的。

2.2 組織趣味化的課程模式

本課程是開設在三年級上學期，二年級有太多的專業基礎理論課，無論是學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、設計展開、作業點評。這種授課方式是將基礎理論通俗化，將原理課程趣味化，極大地提高了學生學習的積極性和對課程的興趣，其教學過程讓我們思考趣味化的課程組織模式的方式應該是怎樣的，將來又會有何種更適合的方式。考核學生的方式為設計報告、結構原理模型、最終設計作品、設計作品交流展示。考核方式的多樣化，可以從多方面提高學生綜合設計的能力水平。

2.3 提高學生參與的主動性

課程教師講授是必然的，但是也不能忽視學生的主動性。首先，針對部分章節采用以“學生為主”的教學模式。讓學生充當教師的角色，要求學生根據本章的主要內容，去搜集資料，在課堂上進行講解，從而提高學生設計表達的能力，發揮學生主動學習的能力。其次，要提高學生的動手能力，讓學生切身深入到教學中來。講到第二章“連接與固定結構設計”時，要求學生拆解生活中的小產品，比如鼠標，研究其各個部件間是如何實現連接與固定的，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“齒輪機構”時，要求學生拆解具有齒輪結構的機械式發條鬧鐘，分析機械式發條鬧鐘是如何實現傳動，并要求學生以“齒輪機構”為基本單元，設計相關具有轉動或者移動功能的產品。學生最終作品是經過多次的實驗、制作與修正，最后才能與其他同學的作品共同展示與交流。設計展覽活動的舉辦可以激發學生學習的興趣，同時也是對這門課程教學成果最好的檢驗。

2.4 采用真實項目帶動教學

利用學院工作室的設備和場地，將真實項目引入到課堂教學中，以項目來驅動教學，通過參與真實項目，提升學生的綜合素質能力。按照“專業課堂就是工作環境，指導教師就是項目主管，課堂作業就是項目成果”的思路，完善課程教學過程的各個環節。[3]通過項目的推進，培養學生的創新意識、團隊協作能力、實踐能力、專業技能，進而提高教學效果。項目開展的同時，企業設計人員及相關結構技術人員來課堂上進行指導與講解。這種方式增加了學生與企業互動交流的機會，學生可更直接的聽取企業人員給出的設計意見并及時對設計方案進行改進、修正。

3 結語

結構設計是產品設計的基本內容之一，也是整個產品設計過程中最復雜的一個工作環節，在產品形成過程中，結構設計起著至關重要的作用，[4]產品的設計離不開對結構的考量。在工業設計教學開設產品結構設計課程，旨在學生在進行產品設計的過程中重視對結構的把握，進而設計出更加科學合理的產品，特別是對工科院校下的工業設計專業來說，產品結構設計課程的學習對突出專業特色具有非常積極的意義。本文從教學內容和教學方法兩個方面進行探討，為今后開展教學和教學改革提供一定的參考。

參考文獻：

[1] 伏波，白平.產品設計：功能與結構[M].北京：北京理工大學出版社，2008.

[2] 康輝，盧國新，王靜.工科工業設計若干問題的思考[J].理工高教研究，2005（1）：89.

[3] 白平，伏波.高職院校產品結構設計課程教學改革的探索與實踐[J].蘭州工業高等專科學校學報，2012，19

（3）：94-96.

[4] 李志港.產品造型設計中結構設計的重要性[J].美術大觀，2014（7）：119.

作者簡介：王志愿（1986—），女，碩士，助教，研究方向：工業設計、計算機輔助工業設計等。