以创新设计为核心的“计算机辅助工业设计”课程体系建设

闫成新， 刘衍聪

（中国石油大学（华东）机电工程学院，山东 东营 257061）

“计算机辅助工业设计”是工业设计学生必须掌握的专业核心课程之一。课程通过对设计原理及设计软件的学习，培养学生使用计算机手段进行设计表现的能力。

本文的“计算机辅助工业设计”教学体系建设是随着我校工业设计专业的发展而逐步完善的。中国石油大学（华东）于 1999年获准招收工业设计专业。专业建设之初，本课程在我校前身是“计算机动画设计”和“计算机润饰技术”，主要讲授3DS三维造型、三维动画制作，并介绍简单的语言编程；2001年，我校工业设计专业教学计划调整，将课程更名为“计算机辅助工业设计”，并将课程内容调整，加入Photoshop及SolidWorks设计软件讲授；2003年，随着课程体系改革的深入，增加了设计原理及设计竞赛讲解，并将课程分两学期讲授；2005年，加强了对渲染原理的讲解，同时增加了Rhino作为设计软件进行实践练习。通过近十年的建设，“计算机辅助工业设计”课程的课程体系不断完善，逐步形成了以创新设计为核心的合理的课程体系，并于 2008年获准立项中国石油大学（华东）校级精品课程建设。本文将就课程体系建设方面的体会进行探讨，介绍以创新设计为核心的“计算机辅助工业设计”课程体系建设情况。

1 以往的课程体系

我们把 2003年以前的本课程体系称为以往课程体系或称旧的课程体系。自专业创办至2003年以前，“计算机辅助工业设计”的课程体系基本是参照国内其他高校的模式修订执行（见表1），该模式主要有如下特点：

（1）过于强调软件的讲述 几乎全部的课堂内容都是介绍设计软件的使用、软件的操作与技巧，课程教学几乎是在做软件培训。当时（包括现在）国内许多高校都是采用这一模式。

（2）课程内容缺乏设计理论的讲解 课程内容仅讲述怎样做，但并不介绍为什么这样做，没有相关设计原理的内容，学生知其然，不知其所以然，课程体系缺乏理论教学内容。

（3）课程教学缺乏设计实践 本课程是实践性较强的一门设计类基础课程，需要学生参与设计实践特别是实际的设计竞赛，才能真正起到培养学生的目的，最重要的是，学生的创新设计能力只有通过大量的设计实践才能够得到锻炼和提高。

表1 2003年以前的课程体系

2 以创新设计为核心的“计算机辅助工业设计”课程体系建设

从旧的课程体系可以看出，以往的课程内容过于看重软件具体操作的介绍，而缺乏设计理论的讲解，缺少创新设计的指导与实践，忽视了学生创新设计能力的培养，学生在各级各类设计大赛中获奖也不多。过分重视计算机软件的操作，提出的设计方案就会毫无新意，缺乏创造力[1-2]。因此，从2003年起，我们借助于教学计划的调整，以创新设计为本课程教学体系建设的核心指导思想，并围绕这一思想在其后几年的教学中对教学内容进行了逐步调整，形成了完善的以创新设计为核心的新的课程体系。

2.1 以创新设计为核心的教学体系指导思想

工业设计的专业内涵之一就是创新，创新是工业设计的灵魂[3-4]，工业设计专业核心课程教学设计都应围绕这一思想进行，才能培养真正具有创新能力的学生，实现专业的办学目标。

围绕创新设计这一核心，我们从3个方面构建了本课程的教学体系，见图1。

图1 新教学体系设计思想框图

（1）首先从理论教学方面，增加了二维设计原理与三维设计原理方面的内容，形成了课程的理论教学体系。设计原理是创新思维的基础，也是现代工程设计、制造过程的需要[5]。通过设计原理的讲授，学生不仅仅知道使用软件的设计过程，还知道了软件实现的设计原理，做到了知其然，知其所以然。设计原理的讲解始终与设计案例相结合，与设计案例的创新点剖析相结合。比如了解了曲线与曲面构型的原理，学生就可以通过程序控制构造自己设想中的线、面结构，实现设计表达的创新。

（2）实践教学方面，保留了原来设计软件的介绍，但压缩了纯软件讲解的学时，在课堂上把讲课重点用于讲解设计案例，讲解案例的创新设计思想和设计过程。具体的软件操作和作业留到课外由学生自行完成，提高了课堂教学效率，使教师在课堂上把精力集中于讲解设计案例及设计思想。在以往的教学体系中，过多的时间用于讲解软件操作，而不是使用软件进行创新表达的设计思想，学生学到的就只是设计软件，得不到设计水平的提高。

（3）增加了设计竞赛指导。前面讲过，本课程的实践性较强，只有通过大量的设计实践才能真正培养学生的创新设计能力，因此我们在课内增加了这一环节。这一环节主要是以实题的形式组织学生参加国内外正在举办的设计竞赛。竞赛一般由几人组成设计小组，设计小组之间互不干涉，小组内成员互相分工协作，通过“头脑风暴”等提出设计思想，完成设计过程。教师在课内分专题讲解创新设计方法，用于指导设计竞赛，具体的设计讨论、设计过程及电脑模型甚至实物模型由学生在课后完成。

2.2 课程体系的具体内容

根据上述指导思想，我们把课程内容进行了调整，具体调整内容见表2。

表2 2003年以后的新教学体系

2.3 案例教学法

为了配合新教学体系的实施，针对课程的具体特点，我们在课程组内推行了案例教学法，其设计思想见图2，受到学生的好评，取得了良好的教学效果。

图2 案例教学法框图

理论教学方面，我们要求课程组教师在授课中结合设计案例进行讲解。从设计案例入手，讲解案例的设计方法，设计思想，以及实现原理，然后进行设计原理的讲解。结合活生生的例子，枯燥的原理就不再难于理解，激发了学生的学习兴趣，学生听课也就会精力集中，提高了学生的学习效率；实践教学方面，讲过软件类课程的老师都知道，孤立的讲述软件的具体操作是一个非常枯燥的过程[6]，往往讲了很多独立的命令，而学生却未必能完全掌握。为了避免这一问题，我们也是从具体的案例入手，重点介绍案例的造型方法与造型过程，通过具体的例子，学生很容易就能掌握软件的造型方法及造型命令，而且思路非常清晰，软件的使用是在实现案例的过程中学会的，记忆非常深刻。

2.4 教学效果

通过近十年的课程体系改革与建设，“计算机辅助工业设计”已从最初的单纯软件教学发展到现在的以创新设计为核心的教学体系，课程已于 2008年成功获准立项中国石油大学（华东）校级精品课程建设。学生的创新设计能力不断提高，学生的设计作品水平也越来越高，2008年10月，工业设计学生获得东莞国际设计大赛银奖。特别是近几年来，学生在设计竞赛中的获奖数量与质量都有了很大提高（见表3），成为专业发展中的亮点。

表3 历年设计类竞赛获奖数量统计

3 结 论

课程体系建设是精品课程建设中一项重要的内容。课程体系是否合理，直接影响到学生的知识结构，影响到专业的人才培养质量。“计算机辅助工业设计”是工业设计专业非常重要的一门核心基础课程，以往的课程体系过于注重软件的操作，忽视了学生创新设计能力的培养。通过长期的教学改革与实践，我们构建了以创新设计为核心的教学体系，增加了设计原理、设计竞赛等内容，采用了案例教学法，取得了良好的教学效果，提高了课程教学质量与人才培养质量，为课程的精品课建设奠定了基础，为专业建设做出了贡献。

本文是我校“计算机辅助工业设计”精品课程建设的一部分内容，有些做法还有待于进一步探讨与完善。本文旨在抛砖引玉，与同行共同探讨本课程的课程体系建设，提高课程教学质量，为专业人才培养构建更加合理的知识体系。

[1]赵秋芳, 王震亚, 范波涛. CAID在产品设计中的作用和局限性分析[J]. 郑州轻工业学院学报, 2007,(2): 12-14, 17.

[2]叶 军, 孙根正. 三维建模引入制图课程的改革研究[J]. 工程图学学报, 2008, 29(2): 168-172.

[3]杜湖湘. 工业设计创新的动力分析[J]. 装饰, 2005,147, (7): 62-63.

[4]潘云鹤, 孙守迁, 包恩伟. 计算机辅助工业设计发展状况与趋势[J]. 计算机辅助设计与图形学学报,1999, 11(3): 248-252.

[5]蔡 波, 等. 自顶向下的计算机辅助工业设计几何建模研究[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2001,13(12): 1129-1132.

[6]徐用高. 计算机软件类课程教学模式探讨[J]. 中国医学教育技术, 2006, 20(5): 369-372.