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

閆成新， 劉衍聰

（中國石油大學（華東）機電工程學院，山東 東營 257061）

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

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

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)容都是介紹設計軟件的使用、軟件的操作與技巧，課程教學幾乎是在做軟件培訓。當時（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，沒有相關設計原理的內(nèi)容，學生知其然，不知其所以然，課程體系缺乏理論教學內(nèi)容。

（3）課程教學缺乏設計實踐 本課程是實踐性較強的一門設計類基礎課程，需要學生參與設計實踐特別是實際的設計競賽，才能真正起到培養(yǎng)學生的目的，最重要的是，學生的創(chuàng)新設計能力只有通過大量的設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)新設計為核心的“計算機輔助工業(yè)設計”課程體系建設

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，而缺乏設計理論的講解，缺少創(chuàng)新設計的指導與實踐，忽視了學生創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)，學生在各級各類設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，我們借助于教學計劃的調(diào)整，以創(chuàng)新設計為本課程教學體系建設的核心指導思想，并圍繞這一思想在其后幾年的教學中對教學內(nèi)容進行了逐步調(diào)整，形成了完善的以創(chuàng)新設計為核心的新的課程體系。

2.1 以創(chuàng)新設計為核心的教學體系指導思想

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

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

圖1 新教學體系設計思想框圖

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

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

（3）增加了設計競賽指導。前面講過，本課程的實踐性較強，只有通過大量的設計實踐才能真正培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力，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生參加國內(nèi)外正在舉辦的設計競賽。競賽一般由幾人組成設計小組，設計小組之間互不干涉，小組內(nèi)成員互相分工協(xié)作，通過“頭腦風暴”等提出設計思想，完成設計過程。教師在課內(nèi)分專題講解創(chuàng)新設計方法，用于指導設計競賽，具體的設計討論、設計過程及電腦模型甚至實物模型由學生在課后完成。

2.2 課程體系的具體內(nèi)容

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

表2 2003年以后的新教學體系

2.3 案例教學法

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

圖2 案例教學法框圖

理論教學方面，我們要求課程組教師在授課中結合設計案例進行講解。從設計案例入手，講解案例的設計方法，設計思想，以及實現(xiàn)原理，然后進行設計原理的講解。結合活生生的例子，枯燥的原理就不再難于理解，激發(fā)了學生的學習興趣，學生聽課也就會精力集中，提高了學生的學習效率；實踐教學方面，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常枯燥的過程[6]，往往講了很多獨立的命令，而學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)案例的過程中學會的，記憶非常深刻。

2.4 教學效果

通過近十年的課程體系改革與建設，“計算機輔助工業(yè)設計”已從最初的單純軟件教學發(fā)展到現(xiàn)在的以創(chuàng)新設計為核心的教學體系，課程已于 2008年成功獲準立項中國石油大學（華東）校級精品課程建設。學生的創(chuàng)新設計能力不斷提高，學生的設計作品水平也越來越高，2008年10月，工業(yè)設計學生獲得東莞國際設計大賽銀獎。特別是近幾年來，學生在設計競賽中的獲獎數(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 歷年設計類競賽獲獎數(shù)量統(tǒng)計

3 結 論

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

本文是我校“計算機輔助工業(yè)設計”精品課程建設的一部分內(nèi)容，有些做法還有待于進一步探討與完善。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，提高課程教學質(zhì)量，為專業(yè)人才培養(yǎng)構建更加合理的知識體系。

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