產品結構設計基本知識

導語：在產品結構設計基本知識的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。

第1篇

【關鍵詞】信息時代；教學模式改革；課程群；翻轉課堂；工作坊

21世紀的高科技信息化技術，為工業(yè)設計專業(yè)的教學模式改革帶來了前所未有的便捷，同時，也為社會轉型與產業(yè)升級過程中的教學模式改革提出了新的課題。近年來，國內外各大高校都根據信息化技術的特點，對在工業(yè)設計專業(yè)教學模式進行了一系列的改革。

一、翻轉課堂教學模式改革

信息時代翻轉課堂的課程進程是課前自學與課堂練習相結合，與傳統(tǒng)教學模式中的課堂講課+課后練習的程序截然相反。翻轉課堂源自美國人薩爾曼•可汗的數學視頻教學，他通過網絡平臺將提前制作好的數學輔導視頻在網上。這種自主選擇適合學習方式的教學模式吸引了學生、家長及教師的注意力，并形成日益推廣的創(chuàng)新教學模式。工業(yè)設計專業(yè)的翻轉課堂重新建構了學習流程，教師布置學習任務和重點、難點等知識內容，將設計程序及講解制作成10至15分鐘的視頻材料或交互性教學課件。學生可以利用電腦、智能手機等觀看視頻，視頻的暫停、回放、重復觀看等性能，增加了學生對重點知識的重復吸收和進一步的思考。可視的視頻、生動的音效、圖文并茂的案例圖解，提高了學生學習的機動性和自主性，多個視頻內容也可以讓學生自主選擇適合自己的內容和興趣。學生帶著任務去學習，并做簡要的筆記，帶著問題進入課堂，教師能夠高效實時地跟學生交流互動，有利于學生的個性化和差異化發(fā)展。以下，筆者以武漢工程大學工業(yè)設計專業(yè)二年級的造型設計基礎課程為例，分析翻轉課堂的情景和進程。教學過程：課程教學前布置課程任務單，如本課程的教學計劃安排、知識內容、學習目的、學習方法、重點和難點，以及課程作業(yè)要求；課堂教學過程中會展示各種優(yōu)秀案例，并及時讓學生參與討論和動手實踐。教學要求：通過理解型存在的目的和其蘊含的特殊意義，探索造型活動的目的及其與型之間的關系。教學目的：培養(yǎng)學生合理地使用材料，使其真正掌握材料、結構、形態(tài)和功能之間的相互關系。課題說明及要求：用瓦楞紙解決一個人坐的問題，要求能夠承受一個成人的重量。本課題訓練學生充分發(fā)掘材料的特性，通過結構的巧妙設計發(fā)揮材料最大的承受力，鍛煉學生解決問題的能力。課前準備：觀看造型設計基礎的基本知識以及設計程序和分析的教學視頻；在網上或家具市場進行座椅的設計調研，過程中要注重造型、色彩、材料與結構的關系。準備長寬為80厘米大小的瓦楞紙、尺、裁紙刀。課堂授課：第一，針對學生課前學習產生的問題，對設計思維、創(chuàng)新流程、創(chuàng)新方法進一步答疑解惑；第二，課題分組，進行頭腦風暴的方案設計，對最終采取的設計方案繪制尺寸圖及效果圖；第三，結合瓦楞紙紙材，進行認知分析能力及動手能力訓練，利用結構上的巧妙以及瓦楞紙材的材料特點進行實體制作。課堂作業(yè)：利用中國的榫接穿插結構制作瓦楞紙座椅（圖1）。翻轉課堂可以實現高等學校教育中的大類培養(yǎng)，分層教學，針對不同層次的學生志趣和特質，因人制宜，實現多樣化和差異化培養(yǎng)。“線上+線下”相結合的教學模式的改革，對傳統(tǒng)的教學模式進行了改革，在教學資源受到限制的條件下，利用在線資源的豐富性逐步推進，能有效地強化課程建設中的開放性、自主性、個性化的特點，實現“互聯網+高等教育”的改革（表1）。

二、課程群建設

根據新的人才培養(yǎng)計劃，武漢工程大學工業(yè)設計專業(yè)通過課群重組與特色課程立項促進課程建設升級。新的課程群一般包含一至兩門專業(yè)主干課與一門方向課。課群的教學目的是讓學生在理解并掌握專業(yè)知識的前提下，鍛煉學生專業(yè)方向的設計能力。課程群的授課方式嚴格按照從“規(guī)范”到“技能”，再到“創(chuàng)新”的教授方式。教學中的案例項目均從企業(yè)獲得，并將其細分，與課群的教學目標進行網絡整合，在企業(yè)項目中對學生進行課堂講授與實際動手能力的培養(yǎng)，并按照教學大綱的要求進行評價。同時，通過互聯網視頻會議等方式將企業(yè)設計師引入課堂，以講座總結的方式進行跟蹤教學，收到了一定的效果。2016年，武漢工程大學工業(yè)設計專業(yè)新的培養(yǎng)方案，通過課程群與特色課程構建推動課程建設。課程群建設有助于整合教學資源中的信息化應用課程，如計算機學習類軟件、學科輔助教學類軟件、課件制作平臺類軟件等方面，通過課群重組與特色課程立項構建促進課程建設升級。以產品設計結構設計課群為例，該課群包含主要課程：工程制圖（專業(yè)主干課）+計算機輔助工業(yè)設計（專業(yè)主干課）+結構設計（專業(yè)方向課）。課群的主要教學目的是讓學生理解并牢記結構設計制圖規(guī)范，掌握工業(yè)產品三維結構建模知識，鍛煉學生的工業(yè)產品結構設計能力。從基本的結構設計規(guī)范開始，到最終的結構設計創(chuàng)新結束，用一個或者多個由簡單到復雜的項目案例來輔助課群課程的順序進行。前面的課程是后面課程學習的基礎和能力提高的保證，實現了課群的“規(guī)范——技能——創(chuàng)新”的課程連貫。課程群建設加強了課程知識體系的完整性，是信息化工業(yè)設計專業(yè)教學模式改革的一個重要方面，對關聯課程的整體編排架構、教師間的合作交流及教學資源的協同開發(fā)利用具有較好的作用。同時，課程群的實施也有利于學生對知識體系的了解與深入研究，開放性、集約性的課程邏輯群建設，也加強了師生間的互動。

三、工作坊的引入與推廣

信息時代的情境工作坊為設計創(chuàng)新研修方式提供了新的方式，網絡遠程會議、高清視頻會議、音頻交流等，都能對設計提案進行及時的反饋。在工業(yè)設計的教學中，工作坊以其緊湊的教學模式，使參與者通過互動及信息交換來獲得知識和經驗。2016年，武漢工程大學與武漢美格科技股份有限公司達成產學研合作協議，形成“新能源產品落地項目”等項目教學思路，并成功舉辦“第三屆廣東順德青鳥杯工業(yè)設計大賽”“武漢龍興設計公司Workshop”等各種項目制教學設計與大賽。在“青鳥杯工業(yè)設計大賽”后續(xù)的競賽獲獎作品研發(fā)中，學生與青鳥公司設計師合作進行“創(chuàng)客實踐”計劃，將數款設計作品推向市場。同期，武漢工程大學與廣東工業(yè)設計城繼續(xù)圍繞高校教學與科研開展了一系列校企合作，引領學生參與企業(yè)實習、實踐項目。在相當長的一段時間中，學生得到了廣東工業(yè)設計城多家設計公司的充分肯定，雙方希望繼續(xù)加強合作，以期獲得良好的經濟效益與社會效益，爭取企業(yè)與高校的雙贏。2016年底，武漢工程大學與海爾創(chuàng)新設計中心通過網絡進行產學研合作，加入海爾眾創(chuàng)意平臺，并成功建立“優(yōu)熙優(yōu)家•武漢工程大學聯合實驗室”，給學生創(chuàng)造更好的交流學習平臺與展示能力的機會，建立起互利共贏的合作關系，形成企業(yè)設計師與學生高效無縫溝通平臺，提早發(fā)掘工業(yè)設計專業(yè)優(yōu)秀人才。

四、教育信息化服務產品開發(fā)

第2篇

關鍵詞：卓越工程師；計算機輔助設計；教學改革與實踐；教學質量；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0033-03

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的重大高等教育創(chuàng)新項目是通過突出對學生的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強調校企聯合，引導行業(yè)、企業(yè)深度參與培養(yǎng)高級技術人才的培養(yǎng)過程，更加明確高等教育應主動服務國家戰(zhàn)略需求，主動服務行業(yè)企業(yè)需要為導向的特點，培養(yǎng)面向社會需求，面向工業(yè)界，面向世界，面向未來，滿足國家和社會需要的工程技術人才，為經濟和社會可持續(xù)發(fā)展服務。[1]依據本校卓越計劃培養(yǎng)標準，遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力為核心，重構課程體系、教學內容和教學方法，加強跨專業(yè)、跨學科的復合型人才培養(yǎng)。[2]項目針對車輛工程“卓越工程師”專業(yè)計算機輔助設計課程進行改革與創(chuàng)新，該門課程與工程實踐和企業(yè)需求聯系緊密、課程內容隨著科學技術的發(fā)展和企業(yè)不斷升級變化快頻率，需要不斷地進行創(chuàng)新和完善，以適應卓越工程師人才培養(yǎng)的目標和要求。

一、“計算機輔助設計”課程培養(yǎng)目標和地位及作用

本課程的教學內容是專業(yè)基礎課程，隸屬于學科專業(yè)知識體系，定位于專業(yè)基礎知識領域的重點應用知識單元，前導課程和后續(xù)課程與本課程結合緊密，在車輛工程專業(yè)，本課程的體系結構起到了基礎和專業(yè)課程的銜接作用，如圖1所示。同時，本課程在工程領域具有重要的地位，在汽車、機械、航空航天、電子、建筑及醫(yī)學等領域應用及其廣泛。[3-7]

二、優(yōu)化課程教學內容與方法

通過本課程的學習要掌握的知識包括：計算機輔助設計基本知識；數值計算與數據處理技術；計算機圖形學技術；建模技術；CAD軟件使用。通過對本課程的學習，培養(yǎng)學生會運用計算機輔助設計的相關理論知識，培養(yǎng)學生工程軟件應用能力和工程實踐創(chuàng)新能力。通過對本項目的研究，培養(yǎng)車輛工程專業(yè)學生運用該課程的基本理論系統(tǒng)地、科學地、規(guī)范地進行汽車零部件設計的工程素質。

1.教學內容改革的目的

該門課程教學內容實在落實車輛工程專業(yè)“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標的前提下，對教學內容、教學方法和考核方式進行優(yōu)化。由于“計算機輔助設計”課程內容的應用型強，理論比較晦澀，采用傳統(tǒng)教學方法難以提高學生的學習興趣和主動性，無法做到課堂理論知識與實踐相結合，從而無法真正提高其設計能力、創(chuàng)新能力，悖離卓越工程師人才培養(yǎng)目標，[8]通過本項目研究，實現教學改革、提高教學質量和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目的。

2.教學內容優(yōu)化

（1）優(yōu)化知識結構，提高學習能力。優(yōu)化本門課程的基礎知識、專業(yè)知識、工具知識和方式知識的比例結構，以基礎教學為主，增加課程的專業(yè)性和適用性。通過本門課程教學，提升學生自主學習能力和創(chuàng)新思維能力，為后續(xù)課程的學習和工作的需要奠定一定的基礎。

（2）重軟件學習，強化動手能力。增加軟件應用教學的比例，摒棄講授為主的教學形式。在課程中增加軟件類型、內容的教學。以提高學生的動手能力為目標，在教學內容上要與實踐結合緊密，摒棄依靠教材教學的形式。在專業(yè)相關內容的基礎上進行實踐教學，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

3.教學方法設計

（1）精簡理論，注重軟件教學。傳統(tǒng)教學中，理論教學占了課程教學總數的2/3以上，上課地點多為教室或多媒體教室，講授內容多為理論性較強的部分。在學生基礎知識不是很扎實的情況下，相關內容較難理解，教學效果不好。同時，過多的理論教學與應用型本科院校卓越工程人才培養(yǎng)的目標偏離，學生創(chuàng)新能力和動手能力不能充分鍛煉。在本項目中，改變傳統(tǒng)教學內容，理論講解為輔，增加軟件教學的課時數，上課地點在機房進行，培養(yǎng)學生軟件的應用能力和動手能力。

（2）隨講隨練，增加學生動手機會。在本門課程教學過程中進行了兩項教學方式改革：其一，講授和實驗均在機房進行，改變傳統(tǒng)的多媒體教室講課，機房實驗的形式；其二，將原來兩課時連上改成四課時連上；其三，改變原來先講后練的形式，采取邊講邊練的教學方法。通過以上形式的改革，能使學生在教學的過程中消化吸收課程內容，避免出現課后或教授較長時間后無法對相關內容進行練習的情況，促使學生能在當次課程中對所學內容較好掌握。

（3）與實際相結合，避免過于參照教材。在本門課程教學過程中并沒有制訂學生專門教材，避免出現學生只依靠教材才能進行學習的情況。特別在軟件學生過程中，應教會學生更好地使用軟件本身的幫助文檔，使學生不會出現照搬照抄書本才會，離開教材一無所知的情況。同時，在教授和實驗的過程中，更多地與工程實際內容相結合，針對問題解決問題，而不是“照貓畫虎”的“臨摹”形式。

（4）增加課程訓練中課程的應用。在車輛工程卓越試點專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，修完該門課程后，開設了相關的實習實訓及增加畢業(yè)設計應用的比例，使學生能在后續(xù)課程教學中進行不斷線學習，一直使學生能保證在以后的工作中能最快投入。同時，與對本門課程感興趣的同學申請大學生基金項目，利用所有知識充分運用到實踐當中，起到了良好效果。

4.改革考核方式

車輛工程專業(yè)對汽車計算機輔助設計課程教學方式依然按照理論講解，上機實驗，筆試或考查考核組織教學。其中考試方式仍然采取傳統(tǒng)的“一考定成績”等評價方法，這種方式的最大問題是學生學到的知識和實踐技能實用性不強，前導課程和后續(xù)課程脫節(jié)，離企業(yè)真實項目的實際要求差距較大，真正走上工作崗位后造成理論欠缺和動手能力嚴重脫節(jié)。為此，根據車輛工程專業(yè)汽車計算機輔助設計課程性質和特點，嘗試進行考核方式改革，以探索實施“卓越計劃”教育改革，提升教學質量的有效方法，把傳統(tǒng)對成績的一次考試評定，分散到學習過程節(jié)點的質量控制，將考核貫穿到日常教學中，體現公平、公正原則，以達到對教學的全程監(jiān)控、不斷總結提高的目的。

（1）減輕理論，加強動手能力。汽車計算機輔助設計這門課程更注重學生的動手能力的培養(yǎng)，相關的理論知識在前序課程中（如先進制造技術、機械制圖、工程力學等）部分內容為重疊內容，故理論知識只需加強計算機輔助設計原理部分的講解。同時，作為卓越工程師人才培養(yǎng)目標中，更注重的是學生動手能力和軟件應用能力，所以在考核的部分中應加強動手能力而適當減少理論考核部分。

（2）以考代練，多次成績綜合。在整個課程教學過程中，應將每次的實驗課程都作為一次小型測試，在每個教學進程中進行該相關內容的考核，促進學生對每個進程的重視，刺激學生學習的主動性。

（3）筆試與機試結合，優(yōu)化傳統(tǒng)考核方式。采用筆試理論機試實踐的考核形式進行多方面考核，而非單一的卷面成績定結果。通過筆試，學生對基礎理論知識能夠熟悉掌握；通過機試，學生對軟件能有更深層次的學習。最終成績的給定按照“平時+筆試+機試”給出最終成績，使之更加公平、合理。

三、課程教學改革效果

通過該門課程的教學改革與實踐，從教學目的、教學思路、教學內容、教學方法、考核方式進行轉變和改革，以“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標為引導，加大學生動手能力和自主學習能力的培養(yǎng)。改變傳統(tǒng)教學方式，采用重理論、強實踐，以考代練、實際結合的方式進行改革和實踐。建立完善的計算機輔助設計課程在卓越計劃中教學作用及模式，在教學過程中效果取得較好改進。

1.改善了專業(yè)培養(yǎng)的思路

在本門課程教學過程中，結合“卓越工程師”人才培養(yǎng)目標，突出車輛工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)的方案，突破傳統(tǒng)教學中以教為主的教學思維，強化學生在學的過程中能夠得到更好的實踐鍛煉，提高學生動手能力和實際解決問題的能力，進行學生在解決問題中的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.提高了學生動手能力和創(chuàng)新能力

汽車計算機輔助設計課程更加強調學生動手能力的培養(yǎng)，在理論知識的基礎上，更注重實踐能力，軟件應用能力的教學，通過教學改革，使學生動手能力得到提高。同時，作為一門實踐性很強的課程，在學習的過程中，需要學生具有一定的創(chuàng)新思維，進行相關產品結構設計，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識，改變以往“照貓畫虎”的思維方式和學習能力。

3.獲取職業(yè)資格認證，提高了學生就業(yè)競爭力

目前學生在就業(yè)存在很大壓力，企業(yè)更需要一批動手能力強，實踐經驗豐富，具有創(chuàng)新思維的優(yōu)秀人才。在該門課程教學中，力求遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)為核心，使學生在校期間能夠充分利用現有資源，更接近企業(yè)工作模式，提高自身素質，滿足企業(yè)需求。同時，在學習的過程中，獲取職業(yè)資格認證，提高學生的素質和從業(yè)能力。

4.培養(yǎng)雙師型教師，提高教師工程素質

為了卓越人才培養(yǎng)的順利進行，“雙師型”教師隊伍建設才是教師努力的方向。目前，雙師型教師存在的很大問題是缺少工作經歷，缺少實踐經驗，缺少將理論知識應用到實踐中的能力。教師的教育技能存在很大不足。通過該類課程的教學，教師通過國家職業(yè)資格認證、專業(yè)技能等級或專業(yè)技術職務考核，主動根據行業(yè)要求適應卓越人才培養(yǎng)模式，利用扎實的理論基礎、熟練的專業(yè)技能和創(chuàng)新的思維及充分的實踐經驗培養(yǎng)更加優(yōu)秀的人才。

5.優(yōu)化建立“教+學+習―認證”卓越計劃人才培養(yǎng)模式

卓越計劃人才培養(yǎng)模式更強調學校與企業(yè)結合、理論教育與實踐教育結合和高校教師與企業(yè)工程師結合。本門課程的教學完好符合卓越人才的新模式，加強了實踐環(huán)節(jié)的教學，培養(yǎng)了學生精湛的工程基礎和專業(yè)知識，使之對工程實踐有充分的理解，懂得發(fā)揮創(chuàng)新性和自主性，并合理地優(yōu)化了車輛工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式）。

四、總結

本文中探討的是對車輛工程卓越試點專業(yè)計算機輔助設計課程的教學改革與實踐，在教育思想、課程體系、教學內容、教學方法和教學手段、教學評價、實踐教學改革等方面不斷探索，敢于創(chuàng)新，取得了明顯的教學成果，符合車輛工程專業(yè)卓越工程人才培養(yǎng)模式目標。通過本課程教學改革的實際應用能推動CAX應用技術系列課程改革與實踐。

參考文獻：

[1]林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學教育研究，2011，3（2）：47-55.

[2]葉樹江，吳彪，李丹.論“卓越計劃”工程應用人才的培養(yǎng)模式[J].黑龍江高教研究，2011，（4）：35-38.

[3]楊曉紅，張邦成.汽車覆蓋件拉深模具結構設計模板化CAD系統(tǒng)[J].農業(yè)機械學報，2008，38（11）：149-152.

[4]龐磊，楊貴慶.城市規(guī)劃計算機輔助設計課程教學探索[J].城市規(guī)劃，2010，23（9）：32-34.

[5]程芳，劉志榮.計算機輔助設計個性化假體修復顱頜面畸形患者的圍手術期護理[J].中國實用護理雜志，2013，29（14）：32-33.

[6]何允欽，梁國柱.基于算法組件動態(tài)組合的固體火箭發(fā)動機計算機輔助設計/計算機仿真（SRMCAD/ CS）[J].2007，22（4）：619-625.