基于学科交叉融合的《纺织机械造型设计教学模式研究》

段金娟 董九志 赵方方

摘要：文章阐述了我国纺织机械产业的发展现状及存在问题，分析了纺织背景高校开设纺织机械造型设计的优势与挑战，探索纺织杋械产品造型设计课程教学模式。提岀应在学科交叉融合的基础上开展纺织机械装备的造型设计课程教学，强调教学资源、教学内容设置、教学实践环节的学科交融。

关键词∶纺织机械;造型设计;学科交叉;产业创新

中图分类号：G64

文献标识码：A

文章编码：1672—7053（2019）05—0038—02

Abstract： This paper expounds the present situation and existing problems of China s textile machinery industry， analyzes the advantages and challenges of textile mechanical modeling in colleges and universities， and explores the teaching mode of textile machinery modeling design. It suggests that the teaching of modeling design of textile machinery and equipment should be carried out on the basis of interdisciplinary integration， emphasizes the integration of teaching resources， teaching content setting and teaching practice.

Key Words： Textile machinery; Modeling design; Interdisciplinary; Industrial innovation

1 纺织机械造型设计课程开设背景

我国纺织行业经过近百年的发展，取得了较大的进步，目前中国已拥有全球约55%的纺织机和23%的纺纱机。中国纺织机械的品种多、数量大，已成为世界纺织机械的制造中心[1]。然而，长期以来，纺机企业着眼于机械性能的提高，无暇顾及其他行业已相当重视并轰轰烈烈开展的工业设计相关投入。早期的纺机造型设计主要模仿前苏联工业时代的纺织机械外观，造型单调、笨重生硬，色彩搭配不当，操作繁琐。近些年，纺机企业才开始有意识地进行工业设计行业内应用探讨，但多仅仅涉及到单一产品的外观层面，在造型设计及色彩的选用上还保留有一定的传统纺织机械的特征，同时不同品牌的纺织机械产品形象区分度很小，无法体现产品的个性化特点，更缺乏品牌内部产品统一形象风格的塑造[2]。

天津工业大学拥有历史悠久、特色突岀的纺织教育研究背景。依据高等教育专业指导委员会对我国工业设计专业办学方向的指导方针，针对市场对纺织装备造型设计人才的需求，依托我校机械工程学院的纺织机械设计专业、纺织学院的纺织工程专业等优势学科的教学资源，基于我校工业设计系（以下简称“我系”）已基本完善的“装备造型与产品设计”专业方向，2015年我系在系內尝试开设了“纺织机械造型专题设计”课程。课程的开设将促进我院整合院内教学科研资源，利用优势学科带动新兴学科实现学科交叉合作，形成“机械结构设计——机械造型设计”、“纺织机械设计——纺织机械造型设计”，构建创新设计过程统一整体的教学科研特色，形成天津工业大学特色的工业设计办学方向。同时，课程的开设还将帮助学生深化机械装备产品设计方法、开拓设计视野、拓宽就业途径，帮助教师拓宽课题研究范围、提炼国家和产业急需的研究课题，并凝练我系人才培养特色，培养适应社会需求的设计专门人才[3-5]。

2 纺织机械造型设计课程的学科交叉教学研究

“纺织机械造型专题设计”课程在工业设计专业学生的大三下学期开设，共60学时，先期课程包括产品设计程序与方法、产品系统设计、机械产品创新设计、机械产品人机界面设计、机械装备造型与文化专题设计等。即在该课程的学习之前，学生已经掌握了I业产品设计的基本理论方法，对机械产品造型设计的相关原则、约束条件、设计方法有一定的理解和设计经验，并曾经尝试设计过较大型的机械装备产品造型。在此基础上，通过课程教学与设计实践，使学生理解纺机造型设计的设计原则与设计方法，了解纺织机械设计原理，学会使用相关设计方法设计产品。通过纺织机械产品设计方法的应用，借助设计案例的学习和具体课题设计的实践，比较深入地从设计概念提出、设计问题分析到具体纺织机械产品设计的全过程，完成一个主题设计课题（图1）。

教學设置方案见表1，在课程设置上，我们强调学科交叉融合，突出艺术设计与机械设计、纺织工程设计的结合，包括教学资源的学科交融、教学内容的学科交融、实践环节的学科交融等。

2.1 教学资源的学科交融

在课程教学内容设置时要进行学科交融，既要体现工业设计的专业特点，又要兼顾机械产品设计尤其是纺织机械产品设计的合理性和科学性;相应地在师资选用时也兼顾上述原因，由工业设计专业的教师主控全程，由纺机专业的教师讲授前期纺机产品概述、纺机产品特点分析等教学内容;在实践环节，实验平台的选用也要考虑学科交融，同时利用机械学院纺机专业、纺织学院和我校工程实训中心里的相关实验设备。

2.2教学内容的学科交融

课程内容包括四个模块：纺织机械产品概述、纺织机械产品造型分析、纺织机械产品造型的设计分析、纺织机械产品造型设计专题实践。在纺织机械产品概述模块的教学中，依托纺机专业的优质教学资源和优秀师资，由纺机专业的老师讲授纺织机械的分类、技术发展方向、纺织机械制造业的现状和发展趋势。同时安排认知实习，带领学生到我校纺机实验中心、纺织学部实验中心我校工程实训中心的相关实验室，由纺机教研室和纺织学部的老师给学生简单介绍各种纺织机械的结构构造、工作原理、可改进的设计点等。学生通过认知实习，形成对纺织机械的构造、功能和形态的初步印象，为后期的造型分析做准备。

在纺织机械产品造型分析模块的教学中，继续结合认知实习和课程教学，讲解纺纱机械产品、织造机械产品、针织机械产品、非织造机械产品、染整机械产品、化学纤维机械产品等纺织机械产品的功能、原理，举例对纺纱机械产品、织造机械产品、针织机械产品、非织造机械产品、染整机械产品、化学纤维机械产品的形态进行分析，使学生对纺织机械产品造型形成一定的基础认识。为了强化该模块中学生对专业知识的理解和掌握，要求学生在课下自主学习，每人选定三款产品进行产品手绘;同时，安排学生组成团队并选定教师布置的某类纺织机械专题研究课题，对某类纺织机械的功能、原理、结构、使用场所、使用方式、造型特征进行文献、图片、用户调查等资料的收集和分析，制作汇报文件并在课堂上进行汇报。因为是比较具体的专题研究，学生可以对所选类型的产品进行较为深入、完整的研究。以选择《并条机产品研究》课题的一组学生为例，在一周的时间内，学生通过实地调研、网络调研、文献资料查阅等方法，收集了较为全面的资料，通过分析完成了接近40页的ppt讲稿，包括对并条机的作用、种类、工艺过程、主要机构、主要操作界面、图片资料收集、造型特点分析等，为后期进行并条机产品造型的设计分析打下基础。

在纺织机械产品造型设计分析模块的教学中，主要结合文献资料和图片资料的分析，对纺织机械产品的外观特征构建、色彩设计、人机界面的宜人性、用户行为模式、系列化设计等进行分析。这个模块的教学要结合现场教学，组织学生以小组为单位，引导学生针对某类纺织机械产品造型特征展开深入的系列讨论、分析、研究，使其理解纺织机械产品造型设计方法。

2.3 实践环节的学科交融

实践环节是课程内容的第四模块，即纺织机械产品造型设计专题实践，该环节的学科交融体现在课题调研、课题选定、专题设计、成果评估的全过程。

在课题调研环节，带领学生到纺织机械实验室、纺织学院实验中心工程实训中心天津宏大纺机等纺织平台进行认知学习和实地调研，通过专业教师的讲解以及与使用纺机进行科研的老师、学生、工作人员进行交流，分析产品问题、提炼设计突破点、确定專题设计课题（在这个环节中，学生与纺机老师的沟通非常频繁，部分学生的设计课题选定的就是纺机专业教师的科研课题，如图2是12级学生针对纺机董老师研发的细纱机教具系统课题，开展的小型细纱机教具外观设计）;针对设计方向，进行资料汇总，与纺机及设计专业的教师或同学一起综合分析课题，确定设计定位和产品设计意象;基于确定问题和设计定位，与纺机教师沟通，进行功能与结构分析、定位，构建专题产品的功能结构数据模型，如图3是13级学生用一周时间构建的小型并条机结构数据模型;在对于产品深入的分析和细致的理解的基础上，基于产品设计意象和数据模型，开展产品造型设计。在设计方案选定和优化设计时，学生的设计将由多专业教师同时辅导，帮助其完善和优化设计，如图4是在图2细纱机实验教具造型设计的基础上，设计的小型细纱机造型设计。

3 结语

在我国制造业由中国制造向中国创造转型的时代背景下，与工业设计相结合促进产业转型，提升产品和企业形象，是纺织机械行业的必要选择。纺织行业背景的高校应利用其优势学科平台开展基于学科交叉融合的纺织机械造型设计的课程教学研究，自觉承担纺织装备造型创新人才培养的重要使命。

本文系“纺织之光”中国纺织工业联合会高等教育教学改革项目《基于学科交融的《纺织机械造型专题设计》课程教学模式构建研究》（项目编号：GH171030）和2017年河北省高等学校科学研究计划项目（项目编号：GH171030）的阶段性成果。

参考文献

[1]贺爱侠.纺织机械发展前景分析与研究[J]，知识经济，2012.

[2]申伟.纺织机械产品的产品形象设计研究与应用[D].西安工程大学，2013.

[3]段金娟，马或，王秋惠，董九志，赵方方.行业高校开设《纺织机械造型设计》课程的可行性与挑战[J].纺织机械，2017（06）：16-17.

[4]刘靓静，马彧.机械设备造型设计的结构性分析[J].包装工程，2018，39（12）：203-207.[5]金川，马彧.CMF设计在纺织装备工业设计的应用研究[J].现代工业经济和信息化，2018，8（13）：36-37+43.