強調功能突出創(chuàng )新的設計方法學(xué)課程教學(xué)論文
功能是產(chǎn)品的本質(zhì)，產(chǎn)品是功能的載體，滿(mǎn)足產(chǎn)品的功能要求是設計的核心。設計是創(chuàng )造性的勞動(dòng)，其本質(zhì)是創(chuàng )新。本文利用設計方法學(xué)課程具有較強的創(chuàng )新教育這一特點(diǎn)，在培養學(xué)生創(chuàng )新意識和創(chuàng )新思維能力方面進(jìn)行了有益的嘗試。
設計方法學(xué)是研究產(chǎn)品設計規律、設計程序及設計中思維和工作方法的一門(mén)綜合性學(xué)科。它強調產(chǎn)品設計中設計人員創(chuàng )新能力的重要性，分析創(chuàng )新思維規律，研究并促進(jìn)各種創(chuàng )新技法在設計中的應用。由此可見(jiàn)，設計方法學(xué)課程具有較強的創(chuàng )新教育的特點(diǎn)。
對大學(xué)生的創(chuàng )新教育是貫穿于學(xué)校教育乃至整個(gè)社會(huì )的一項系統工程。就學(xué)校教育而言，作為人才培養過(guò)程中最重要的各種課程教學(xué)環(huán)節，應該在培養學(xué)生創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力方面起到最積極的主導作用�；谶@種認識，教師在日常的教學(xué)工作中就應該注重把培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力與課程教學(xué)有機地結合起來(lái)。在這方面，我們在設計方法學(xué)課程教學(xué)中進(jìn)行了探索。
一、樹(shù)立功能觀(guān)點(diǎn)
產(chǎn)品是功能的載體，是功能的實(shí)現方式，功能是產(chǎn)品的本質(zhì)，滿(mǎn)足產(chǎn)品的功能要求是設計的核心，“功能”思想是設計方法學(xué)最重要的概念。
在設計方法學(xué)課程教學(xué)中，強調產(chǎn)品功能，要求學(xué)生逐步樹(shù)立功能的觀(guān)點(diǎn)。告訴學(xué)生，設計產(chǎn)品不是著(zhù)眼于產(chǎn)品的本身，而是通過(guò)某種物理形態(tài)體現用戶(hù)所需要的功能，不要首先從產(chǎn)品結構著(zhù)手，而應從系統功能出發(fā)設計產(chǎn)品，這是一種設計方法的轉變。
產(chǎn)品設計采用功能分析的方法，可以把常規設計時(shí)首先從產(chǎn)品具體結構的思考轉化為對產(chǎn)品功能的思考，從而可以擺脫產(chǎn)品現有結構形式對思維的束縛，尋求一切能滿(mǎn)足產(chǎn)品功能要求的工作原理，探索滿(mǎn)足這些工作原理的技術(shù)裝置——功能載體，并且通過(guò)對各種功能載體的組合和選優(yōu)，找到能實(shí)現產(chǎn)品功能要求并具有創(chuàng )新的設計方案。這種緊緊圍繞產(chǎn)品功能進(jìn)行分析、分解、求解、組合和選優(yōu)的方案設計方法稱(chēng)為功能分析法。
功能分析法的重點(diǎn)在于提出創(chuàng )新構思，使思維盡量“發(fā)散”，力求提出較多的解法供比較選優(yōu)。對構件的具體結構、材料和制造工藝等則不一定要有成熟的考慮。
引導學(xué)生在設計產(chǎn)品時(shí)，從產(chǎn)品的功能入手，運用功能分析法進(jìn)行功能原理設計，以期獲得好的原理方案。例如在討論減速裝置時(shí)，學(xué)生首先想到的是定軸式圓柱齒輪減速器，這是他們在機械設計課程設計的設計對象，大家都很熟悉。通過(guò)采用“黑箱法”分析減速裝置的總功能，即降速增矩，打破了學(xué)生的思維定式，使學(xué)生豁然開(kāi)朗，明確了凡是能夠實(shí)現降速增矩功能的裝置都可以視為減速裝置，于是他們根據自身掌握的知識，還列舉出行星齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)等減速裝置。
強調產(chǎn)品功能，樹(shù)立功能的觀(guān)點(diǎn)，有利于抓住問(wèn)題本質(zhì)，拓寬思路，擺脫傳統的舊框框，獲得新穎的較高水平的設計方案;有助于啟迪學(xué)生的創(chuàng )新意識，培養學(xué)生的創(chuàng )新思維能力。
二、啟迪學(xué)生的創(chuàng )新意識
創(chuàng )新活動(dòng)首先來(lái)自強烈的創(chuàng )新意識。創(chuàng )新人才應善于發(fā)現矛盾，勇于探索，敢于創(chuàng )新。教師在教學(xué)活動(dòng)中要潛移默化地影響和有意識地培養學(xué)生的創(chuàng )新意識。
設計方法學(xué)是關(guān)于設計的科學(xué)，它認為創(chuàng )新是開(kāi)發(fā)技術(shù)產(chǎn)品的靈魂。在解釋設計的含義時(shí)，強調設計的本質(zhì)是創(chuàng )新。在設計過(guò)程中，總有新事物被創(chuàng )造出來(lái)，這個(gè)“新”字，可以指過(guò)去從未出現過(guò)的東西，也可以指已知事物的不同組合，但這種組合結果不是簡(jiǎn)單的已知事物的重復，而是總有某種新的成分出現。設計中必須突出創(chuàng )新的原則，通過(guò)創(chuàng )新思維，探求創(chuàng )新的原理方案和結構，做到有所發(fā)明、有所創(chuàng )新、有所前進(jìn)。同時(shí)也指出，沒(méi)有任何創(chuàng )新的模仿和測繪不能夠算是設計。這樣，在課程一開(kāi)始就使學(xué)生認識到無(wú)創(chuàng )新就無(wú)設計。
課堂上結合創(chuàng )新設計實(shí)例，打破學(xué)生對創(chuàng )新設計的神秘感，使學(xué)生明白，創(chuàng )新設計并非少數杰出人才的專(zhuān)利，相信每個(gè)正常的人都有創(chuàng )新能力，人人都可以進(jìn)行創(chuàng )新，創(chuàng )新能力無(wú)時(shí)不在，創(chuàng )新能力無(wú)人不有。如果具有挑戰精神，沖破思想上的束縛，并掌握科學(xué)的方法，便能調動(dòng)創(chuàng )造性而獲得出乎意料的創(chuàng )新成果。同時(shí)教育學(xué)生，創(chuàng )新需要付出艱苦的勞動(dòng)，不能幻想囊中取物、輕而易舉，不要有消極的思想，害怕失敗;要有堅定的毅力和積極進(jìn)取的精神，克服重重困難才能取得成功。
教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)介紹創(chuàng )新設計的案例，組織學(xué)生參加課堂討論，各抒己見(jiàn)，給學(xué)生創(chuàng )造一個(gè)開(kāi)動(dòng)腦筋、培養創(chuàng )新意識、挖掘創(chuàng )新潛能的寬松環(huán)境，并注重培養學(xué)生樂(lè )觀(guān)自信、興趣廣泛、充滿(mǎn)好奇、勇于探索、意志堅強、敢于質(zhì)疑、有信心和責任心的優(yōu)良創(chuàng )造人格。
三、培養學(xué)生的創(chuàng )新思維能力
創(chuàng )新思維在整個(gè)創(chuàng )新過(guò)程中占有重要的地位。這是因為在創(chuàng )新活動(dòng)前半期，是進(jìn)行創(chuàng )新思維活動(dòng)，創(chuàng )新活動(dòng)后半期，是把創(chuàng )新思維付諸實(shí)現。許多創(chuàng )新技法都是由創(chuàng )新思維發(fā)展演化而來(lái)。
創(chuàng )新思維能力是創(chuàng )新能力的核心，創(chuàng )新能力的培養首先是創(chuàng )新思維的培養。創(chuàng )新思維是人們從事創(chuàng )新活動(dòng)的源泉，創(chuàng )新的關(guān)鍵是思維。創(chuàng )新思維是發(fā)散思維和收斂思維二者的統一。發(fā)散思維是一種從不同角度、不同途徑去設想，探求多種答案，最終力圖使問(wèn)題獲得圓滿(mǎn)解決的思維方法。其特點(diǎn)是從給定的信息中產(chǎn)生眾多的信息輸出，看到一樣，想到多樣;看到一樣，想到異樣，并由此導致思路的轉移和躍進(jìn)。收斂思維是將問(wèn)題所提供的各種信息匯集起來(lái)得出一個(gè)正確答案。其特點(diǎn)是將眾多的思路和信息匯集起來(lái)，通過(guò)比較、篩選、組合、論證，得出現有條件下解決問(wèn)題的最佳方案。在創(chuàng )新活動(dòng)中，光有發(fā)散思維的活動(dòng)并不能使問(wèn)題得到有效的解決，因為創(chuàng )新活動(dòng)的最終結果只需少數或唯一的結果，所以發(fā)散思維之后尚需進(jìn)行收斂思維，這兩種思維的有效結合組成了創(chuàng )新活動(dòng)的一個(gè)循環(huán)過(guò)程�；诖�，在教學(xué)活動(dòng)中，注意引導學(xué)生走出傳統的思維定式，注重分析、綜合、比較、抽象、概括與具體化、歸納與演繹法的思維素質(zhì)培養。從問(wèn)題的多樣性，可以產(chǎn)生大量新的假設;從問(wèn)題的伸縮性，可以改變思維，從不同的角度去看同一事物;從問(wèn)題的新穎性，可以去探索不同于傳統方式的解決方法。
功能原理設計是設計方法學(xué)課程教學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)內容。功能原理設計是針對產(chǎn)品主要功能提出原理性構思，對產(chǎn)品的成敗起決定性作用的工作，因此特別需要創(chuàng )新思維。課堂教學(xué)中，可鼓勵學(xué)生表達思想和思維過(guò)程，精心設計問(wèn)題，反復引導學(xué)生應用“抽象——發(fā)散——收斂”的思維方式去分析和解決問(wèn)題，并按照這一思維模式尋求各種物理原理，通過(guò)原理組合并進(jìn)行評價(jià)找出最優(yōu)的原理方案。
例如在課堂上探討紙張分離的原理方案中，運用發(fā)散思維，學(xué)生提出了多種物理原理：切向力、摩擦力、離心力、重力、粘著(zhù)力、氣吹力、負壓吸力和靜電力。經(jīng)過(guò)方案組合，得到若干種原理方案。在此基礎上，運用收斂思維，經(jīng)過(guò)評價(jià)選擇確定最佳方案。在啟發(fā)式教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生積極開(kāi)動(dòng)腦筋，思維活躍，討論熱烈，收到了良好的效果。
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