李冬梅， 張持重， 張耀娟， 張?jiān)品?/p>

（1. 北華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，吉林省 吉林市 132021；2. 北華大學(xué)工程訓(xùn)練中心，吉林省 吉林市 132021）

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類(lèi)文明程度的提高，人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代及個(gè)性化的速度越來(lái)越快，加快創(chuàng)新步伐，提高工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力成為企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)起步較晚，工業(yè)產(chǎn)品“本國(guó)設(shè)計(jì)”嚴(yán)重缺乏，企業(yè)需要大量的創(chuàng)新型設(shè)計(jì)人才。因此，近幾年工科院校新增了工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)，進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)。

北華大學(xué)2000 年創(chuàng)辦了工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)，其主要培養(yǎng)方向?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)。工程圖學(xué)課程組承擔(dān)了設(shè)計(jì)圖學(xué)課程的教學(xué)任務(wù)，起初由于專(zhuān)業(yè)教學(xué)思想體系還沒(méi)完全形成，設(shè)計(jì)圖學(xué)課程教學(xué)基本沿用了傳統(tǒng)的工程圖學(xué)的教學(xué)模式，即以設(shè)計(jì)表達(dá)能力培養(yǎng)為中心。在后續(xù)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生把學(xué)到的理論應(yīng)用到設(shè)計(jì)實(shí)踐創(chuàng)作時(shí), 學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力薄弱，常常會(huì)感到頭腦空虛、思路閉塞、無(wú)從下手，很難適應(yīng)當(dāng)今產(chǎn)品更新?lián)Q代及產(chǎn)品個(gè)性化的快速節(jié)奏需求。因此，我們針對(duì)其工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)圖學(xué)課程進(jìn)行了深入改革，以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，適應(yīng)以創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)為主導(dǎo)的工業(yè)產(chǎn)品的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)[1]。

1 設(shè)計(jì)圖學(xué)課程改革的基本思路

工程設(shè)計(jì)人員要想把自己的創(chuàng)意表達(dá)出來(lái)，是需要把創(chuàng)意視覺(jué)化或?qū)嵨锘摹ＴO(shè)計(jì)圖學(xué)是工程設(shè)計(jì)人員用來(lái)交流設(shè)計(jì)思想、表達(dá)設(shè)計(jì)成果的重要工具。如果沒(méi)有扎實(shí)的設(shè)計(jì)表達(dá)理論能力是無(wú)法使設(shè)計(jì)構(gòu)思付諸現(xiàn)實(shí)的，因此只有以表達(dá)能力培養(yǎng)為主線(xiàn)的改革，才能使設(shè)計(jì)圖學(xué)的教學(xué)具有生命力。設(shè)計(jì)圖學(xué)課程是工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)最先接觸的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，此時(shí)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、創(chuàng)新能力正處于初步形成的關(guān)鍵時(shí)期，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是關(guān)鍵。因此，我們探索出“以設(shè)計(jì)表達(dá)為主線(xiàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo)”的設(shè)計(jì)圖學(xué)課程改革思路，融入設(shè)計(jì)圖學(xué)課程各教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到有效培養(yǎng)。自2005 年以來(lái)，學(xué)生在全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”、“機(jī)械設(shè)計(jì)大賽”、“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”等國(guó)家級(jí)學(xué)生競(jìng)賽中獲得獎(jiǎng)項(xiàng)23 項(xiàng)。

2 以設(shè)計(jì)表達(dá)為主線(xiàn)改革課程體系

設(shè)計(jì)表達(dá)主要包括設(shè)計(jì)表達(dá)理論和設(shè)計(jì)表達(dá)手段二個(gè)方面。

（1） 設(shè)計(jì)表達(dá)理論體系改革

傳統(tǒng)工程圖學(xué)教學(xué)方法直接從點(diǎn)、線(xiàn)、面入手講解立體投影理論，由于學(xué)生立體感匱乏，學(xué)習(xí)、應(yīng)用投影理論時(shí)常常會(huì)感到很困難。我們從改革思維方式入手，根據(jù)工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和專(zhuān)業(yè)要求，對(duì)設(shè)計(jì)表達(dá)課程設(shè)計(jì)表達(dá)理論體系進(jìn)行了改革。構(gòu)建了從三維建模的設(shè)計(jì)思想出發(fā)，以投影理論為中心，在投影理論之前引入三維立體成型理論，在投影理論之后加強(qiáng)構(gòu)型設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，精簡(jiǎn)零件圖、裝配圖內(nèi)容的具有特色的設(shè)計(jì)圖學(xué)課程設(shè)計(jì)表達(dá)理論體系。

三維立體成型理論從三維構(gòu)型角度出發(fā)，把立體成型分為拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、放樣四種方法。如圖1 所示。

圖1 三維立體成型方法

我們?cè)谕队袄碚撝耙肴S立體成型理論，為學(xué)生構(gòu)建三維空間立體思維模式提供了理論依據(jù)和科學(xué)的方法，培養(yǎng)了學(xué)生立體空間想象能力和三維立體構(gòu)型能力，拓展學(xué)生思維空間，為投影理論學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

完成投影理論學(xué)習(xí)之后，看圖、畫(huà)圖能力的訓(xùn)練是非常重要的環(huán)節(jié)，工程圖學(xué)課程大多以已知產(chǎn)品二個(gè)視圖補(bǔ)第三視圖、已知產(chǎn)品3 個(gè)視圖補(bǔ)缺線(xiàn)等訓(xùn)練方式為主，在上述訓(xùn)練中，學(xué)生的思維集中在產(chǎn)品形狀和結(jié)構(gòu)正確答案的求解中，忽視了產(chǎn)品能否滿(mǎn)足其他特定的設(shè)計(jì)功能，忽視了學(xué)生思維過(guò)程中創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)，學(xué)生難免在設(shè)計(jì)中感到頭腦空虛、思路閉塞。因此，針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求，設(shè)計(jì)圖學(xué)課程加強(qiáng)了構(gòu)型設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，把構(gòu)型設(shè)計(jì)分為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)、模仿設(shè)計(jì)、更新設(shè)計(jì)、自由設(shè)計(jì)多個(gè)階段，即豐富了設(shè)計(jì)表達(dá)理論，又為開(kāi)闊學(xué)生視野，拓展學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新習(xí)慣奠定了基礎(chǔ)[2]。

（2） 設(shè)計(jì)表達(dá)手段改革

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)表達(dá)手段由于受工具的制約，以二維視圖表達(dá)三維產(chǎn)品為主。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維CAD 技術(shù)的推廣和應(yīng)用，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段都發(fā)生了巨大變化，很多企業(yè)實(shí)現(xiàn)了直接的三維CAD 設(shè)計(jì)：在先進(jìn)的三維設(shè)計(jì)軟件中，從設(shè)計(jì)到加工，可由三維CAD 模型直接生成數(shù)控NC 指令，這中間已經(jīng)不需要三維產(chǎn)品到二維圖紙的轉(zhuǎn)換。為滿(mǎn)足“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”時(shí)代的要求，我們對(duì)設(shè)計(jì)圖學(xué)課程的設(shè)計(jì)表達(dá)手段進(jìn)行了改革，構(gòu)建了以三維設(shè)計(jì)軟件為主、手繪草圖為輔的設(shè)計(jì)表達(dá)手段新體系，為三維建模設(shè)計(jì)思想構(gòu)建了平臺(tái)。

由于三維設(shè)計(jì)軟件構(gòu)建的三維模型更符合人類(lèi)形象思維方式，可以使學(xué)生更好地理解投影、構(gòu)型等設(shè)計(jì)表達(dá)理論。如在組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)教學(xué)中，通過(guò)三維建模軟件建立簡(jiǎn)單體三維模型，并通過(guò)布爾運(yùn)算、拉伸、旋轉(zhuǎn)等造型方法得到組合體的不同構(gòu)型。這種教學(xué)手段的改革，培養(yǎng)了學(xué)生三維的思維方式，學(xué)生不但能夠掌握組合體形體分析方法，而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和設(shè)計(jì)表達(dá)的欲望。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，手工草圖作為設(shè)計(jì)底稿，其快速表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的作用不可替代，我們加強(qiáng)了手繪草圖的應(yīng)用。教師適當(dāng)應(yīng)用流暢的草圖講解，并引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)中應(yīng)用，使學(xué)生形成用草圖來(lái)快速表達(dá)，用三維模型正確表達(dá)的能力，為學(xué)生搭建了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的空間舞臺(tái)，為學(xué)生創(chuàng)新能力的形成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 以創(chuàng)新能力為目標(biāo)改革教學(xué)模式

設(shè)計(jì)的本質(zhì)即為創(chuàng)新，設(shè)計(jì)表達(dá)能力只是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的手段，而創(chuàng)新能力培養(yǎng)才是最終目標(biāo)。設(shè)計(jì)圖學(xué)課程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是為了提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，并將創(chuàng)新意識(shí)轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)思、概念模型的實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)等諸多環(huán)節(jié)。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力首先應(yīng)注重創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，有了主動(dòng)創(chuàng)新意識(shí)才有了努力探索創(chuàng)新的“主動(dòng)力”。創(chuàng)新意識(shí)的形成，雖有小部分先天的因素，但主要還是靠后天培養(yǎng)出來(lái)的。教師在教學(xué)中，如果只重“手段”（表達(dá)技能）而輕“目的”（創(chuàng)新能力），學(xué)生的設(shè)計(jì)能力逐漸的圖形化、機(jī)械化，只會(huì)模仿而沒(méi)有創(chuàng)新。正如英國(guó)斯賓塞所說(shuō)：“給他們講的應(yīng)該盡量少些，而引導(dǎo)他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)的應(yīng)盡量多些”。

我們以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力融入設(shè)計(jì)圖學(xué)教學(xué)的各環(huán)節(jié)中。實(shí)踐證明：設(shè)計(jì)圖學(xué)理論教學(xué)環(huán)節(jié)中融入創(chuàng)新意識(shí)，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效方法。如：在看圖訓(xùn)練中，適當(dāng)選用一圖多物的練習(xí)，即根據(jù)一個(gè)視圖想象出實(shí)物的多種可能性。教師引導(dǎo)學(xué)生拋開(kāi)對(duì)圖形的固有印象，想象的越離奇越好，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。如圖2 所示：已知立體的主視圖，想象立體的形狀。

圖2 看圖練習(xí)

設(shè)計(jì)圖學(xué)課程課后布置作業(yè)融入創(chuàng)新意識(shí)也是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途徑。如：在布置立體構(gòu)型作業(yè)時(shí)，以“桌子”為題，教師只給出桌子的功能，而不規(guī)定桌子的具體形狀和尺寸，讓學(xué)生的大腦跳出普通事物的常規(guī)認(rèn)識(shí)帶來(lái)的束縛，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

通過(guò)設(shè)計(jì)圖學(xué)教學(xué)各環(huán)節(jié)創(chuàng)新意識(shí)有效的培養(yǎng)，學(xué)生創(chuàng)新能力初步形成。

設(shè)計(jì)圖學(xué)課程后的二周測(cè)繪實(shí)踐環(huán)節(jié)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

測(cè)繪就是根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品繪制其工程圖樣的過(guò)程。我們改革以往老師布置固定測(cè)繪題目，學(xué)生翻手冊(cè)，照葫蘆畫(huà)瓢的情況的做法，學(xué)生任選開(kāi)放性題目（如：測(cè)繪一款臺(tái)燈），給學(xué)生留有設(shè)計(jì)、創(chuàng)新余地，激勵(lì)了學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新熱情。教師在理論和實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中注意隨時(shí)引導(dǎo)學(xué)生不斷從創(chuàng)新的角度來(lái)觀察、思考問(wèn)題。同時(shí)，在創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)中應(yīng)當(dāng)特別強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新要與功能相結(jié)合，不能為創(chuàng)新而創(chuàng)新，創(chuàng)新要落實(shí)到產(chǎn)品功能上，華而不實(shí)不是創(chuàng)新。提倡學(xué)生深入生活和社會(huì)，為解決人們生活和工作中的種種難點(diǎn)去開(kāi)闊思路，大膽創(chuàng)新。如在我們國(guó)家征集北京奧運(yùn)會(huì)會(huì)標(biāo)時(shí)，我們就給學(xué)生布置構(gòu)形課外作業(yè)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)北京奧運(yùn)會(huì)會(huì)標(biāo)，學(xué)生設(shè)計(jì)積極性非常高，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到充分發(fā)揮。

4 改革考核方式培養(yǎng)創(chuàng)新人才

課程考核不但是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的主要手段，也是貫徹創(chuàng)新能力培養(yǎng)教學(xué)思路的重要環(huán)節(jié)。我們改革以往考試內(nèi)容，引入一定比例的考察創(chuàng)新能力的題目，如：多項(xiàng)選擇、一題多解、造型設(shè)計(jì)、更新設(shè)計(jì)等內(nèi)容，豐富考試內(nèi)容，達(dá)到知識(shí)、能力全面評(píng)估的目的，客觀反映學(xué)生的綜合素質(zhì)。以引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中自覺(jué)加強(qiáng)創(chuàng)新能力的積累。

5 結(jié) 束 語(yǔ)

實(shí)踐證明，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的設(shè)計(jì)圖學(xué)課程改革，符合時(shí)代發(fā)展的要求，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。但創(chuàng)新能力培養(yǎng)不是孤立的，是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要全體教師付出更多的智慧，更多的努力，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)引入到工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的全程教育中，培養(yǎng)出更多創(chuàng)新性設(shè)計(jì)人才，為我國(guó)成為設(shè)計(jì)制造大國(guó)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1] 黃曉榮, 金長(zhǎng)虹. 工科院校創(chuàng)新教育及實(shí)踐探討[J]. 礦山機(jī)械, 2007, (11)： 170-171.

[2] 聶桂平, 王 蕾, 姜佳稚. 改革圖學(xué)教育培養(yǎng)創(chuàng)新能力[J]. 華東大學(xué)學(xué)報(bào), 2006, (5)： 147-148.