工業(yè)設(shè)計(jì)中輔助工業(yè)設(shè)計(jì)課程研究

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摘要：本文針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”課程目前的教學(xué)狀況做了分析，闡述了教學(xué)過程中所遇到的問題，以及目前國(guó)內(nèi)外本課程的教學(xué)情況。探討了課程教學(xué)改革的思維方式，教學(xué)改革方法的技術(shù)路線方案，從而為今后課程建設(shè)提供了一種新的思路。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)，課程改革，教學(xué)方法，教學(xué)

1課程改革的意義

“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”(ComputerAidedIndustrialDesign，簡(jiǎn)稱CAID)是學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一門課程，課程的理論課時(shí)和上機(jī)實(shí)驗(yàn)課時(shí)各占一半。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不斷發(fā)展的今天，該課程對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)效果的實(shí)現(xiàn)有了更高的要求。對(duì)于這種軟件課程來(lái)講，開設(shè)在線課程可以起到推動(dòng)課程教學(xué)方法改革的作用，在線開放課程的核心是課程資源和學(xué)習(xí)活動(dòng)，但目前我校在此專業(yè)課程的建設(shè)上尤其是課程構(gòu)架、資源建設(shè)方面存在諸多問題，如課程資源種類繁多卻非優(yōu)質(zhì)[1]、結(jié)構(gòu)無(wú)序及離散分布[2]、缺乏多元化和系統(tǒng)性[3]；教學(xué)過程中實(shí)時(shí)互動(dòng)不足；學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性受到限制；難以實(shí)施針對(duì)性的個(gè)性化教學(xué)等。因此，沿用以前的教學(xué)模式，很難滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，并且降低了教師的教學(xué)效率，影響了最終的教學(xué)效果。因此，本課程教學(xué)改革具有以下幾個(gè)方面的意義：

（1）適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)在線開放課程建設(shè)的需要。利用校園網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)和“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，讓學(xué)生從課堂拓展到互聯(lián)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)，這不僅僅是一種教學(xué)方法的改革，更重要的是通過互聯(lián)網(wǎng)，增強(qiáng)了教師與學(xué)生之間的有效溝通，改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新性的思維方式。

（2）有助于豐富工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)在線課程研究的內(nèi)容與視角。目前工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)υ诰€開放課程資源的研究，還只停留在課程資源的分類上、呈現(xiàn)方式等方面，并沒有從課程系統(tǒng)、課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)功能等問題上進(jìn)行審視、開發(fā)與設(shè)計(jì)。因此，本課題將從課程學(xué)習(xí)資源、課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、教學(xué)輔助功能、學(xué)習(xí)系統(tǒng)規(guī)劃等幾個(gè)方面來(lái)豐富“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”在線課程的開發(fā)與建設(shè)。

（3）促進(jìn)師生交流、提高學(xué)習(xí)效果、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。由于課堂時(shí)間有限容易造成師生交流不暢，在線課程的建設(shè)能夠在課下彌補(bǔ)教師與學(xué)生交流的不便，到達(dá)線下學(xué)習(xí)線上交流的學(xué)習(xí)目的。讓學(xué)生有時(shí)間、有精力充分做到課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)。那么，如何開發(fā)一門具有工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)特色、滿足工業(yè)設(shè)計(jì)人才需要、符合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)條件的在線課程，是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)目前有待解決的問題。

2本課程國(guó)內(nèi)外教學(xué)模式

美國(guó)的工業(yè)設(shè)計(jì)教育界一直在不斷探索自身的教育體制及方法的改革，以應(yīng)對(duì)時(shí)代的挑戰(zhàn)。如美國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)師協(xié)會(huì)的設(shè)計(jì)教育委員會(huì)為此就進(jìn)行了大量的工作，每年均舉行專門的研討會(huì)，探討設(shè)計(jì)教育改革的思路，交流各院校設(shè)計(jì)教育改革的經(jīng)驗(yàn)。部分有條件的學(xué)校還開設(shè)了有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)在設(shè)計(jì)教育中的應(yīng)用[4]。美國(guó)ArtCenter的“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”在線課程讓學(xué)生對(duì)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)制造到走向市場(chǎng)的全過程有足夠的了解，教育學(xué)生在設(shè)計(jì)流程的時(shí)間安排上要十分精確。可以說他們的在線課程是從整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程出發(fā)的，通過在線課程展現(xiàn)從一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的開始到結(jié)束的完整過程，而不是從單門課程的角度出發(fā)，這種方式教學(xué)效果更加直接，知識(shí)點(diǎn)體現(xiàn)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生體會(huì)更加深刻。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”的在線課程建設(shè)開發(fā)的關(guān)注較少，很少有高校去建設(shè)這種實(shí)用性較強(qiáng)的課程，基本上是處于空白狀態(tài)。以江南大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”在線課程為例，學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí)；課程屬于專業(yè)選修課；授課對(duì)象是本科大三的學(xué)生。課程主要分為了課程介紹、課程內(nèi)容、授課目標(biāo)、課程資源、課程評(píng)價(jià)等幾個(gè)方面，數(shù)據(jù)顯示課下每天都會(huì)有學(xué)生訪問在線課程，并進(jìn)行了教學(xué)視頻的觀看，尤其在教學(xué)階段學(xué)生訪問較為集中。其優(yōu)點(diǎn)是課程內(nèi)容充足，結(jié)構(gòu)較為合理，滿足了在線課程的建設(shè)條件；缺點(diǎn)是視頻較少，并且沒有留言板塊和習(xí)題模塊，給學(xué)生答疑和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果帶來(lái)不便[5]。

3課程改革的應(yīng)用

3.1課程改革的基本理念

由于工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革，企業(yè)對(duì)設(shè)計(jì)人才提出了更高的要求，傳統(tǒng)的教學(xué)手段已經(jīng)無(wú)法滿足教學(xué)要求，課程改革勢(shì)在必行[6,7］?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生更容易和方便從互聯(lián)網(wǎng)上獲取學(xué)習(xí)資源。通過在線課程的建設(shè)平臺(tái)，在教學(xué)上體現(xiàn)出共建共享、引領(lǐng)示范的原則，從而切實(shí)地貫徹落實(shí)“教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃”，扎實(shí)推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合，不斷提升教學(xué)效果。因此應(yīng)結(jié)合“創(chuàng)新型人才”培養(yǎng)模式及“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代背景，從工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課存在的問題入手，提出在線課程建設(shè)與應(yīng)用，并對(duì)實(shí)踐類課程的教學(xué)提出改革的新思路[8，9］。

3.2課程改革思路

（1）教學(xué)理念轉(zhuǎn)變。“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)方法改革應(yīng)該合理地采用信息化手段，從以“教”為中心轉(zhuǎn)向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變，從而提高學(xué)生對(duì)課程的參與度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力。

（2）教學(xué)方法改革。以“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)作為改革的重點(diǎn)，將“翻轉(zhuǎn)課堂”“慕課”等新模式融入到工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”基礎(chǔ)課中。

（3）完善課程資源建設(shè)。豐富課程的多媒體資料、音頻、視頻等資料，構(gòu)建學(xué)生課后習(xí)題單元，定期向?qū)W生發(fā)放階段性考試內(nèi)容，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)教師應(yīng)積極參與工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)。

（4）應(yīng)對(duì)當(dāng)前教學(xué)課時(shí)不足。運(yùn)用在線課程教學(xué)模式，彌補(bǔ)了工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)人才培養(yǎng)過程中普遍存在的課堂教學(xué)學(xué)時(shí)不足，以及實(shí)踐操作類課程教學(xué)內(nèi)容過多，學(xué)生課堂不能完全消化的難題，強(qiáng)化學(xué)生課堂之外的自主學(xué)習(xí)能力，增加學(xué)生課下與老師互動(dòng)的機(jī)會(huì)和時(shí)間，讓學(xué)生在課下結(jié)合自己的興趣，自由地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)。

3.3課程改革的模式

“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”課程在線開發(fā)及應(yīng)用對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)改革具有重要意義，結(jié)合全國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，均以在線課程、微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等學(xué)習(xí)方式為主，而這樣的學(xué)習(xí)模式適合通過學(xué)分的方式或以自主的方式實(shí)施，解決“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力不強(qiáng)的難題，具有很強(qiáng)的適用性，也具有廣泛的應(yīng)用前景。

4課程改革的方法

課程改革應(yīng)緊緊圍繞針對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)在線課程建設(shè)與應(yīng)用這個(gè)主題，以東北林業(yè)大學(xué)為例，對(duì)“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)方法改革、在線課程建設(shè)方法、課程知識(shí)點(diǎn)碎片化構(gòu)建等問題進(jìn)行系統(tǒng)分析。主要研究“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)角度如何以學(xué)習(xí)者為中心，依據(jù)本課程的特點(diǎn)和在線開放課程的結(jié)構(gòu)，結(jié)合專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、課程的教學(xué)模式及學(xué)習(xí)任務(wù)，以教學(xué)大綱為參考依據(jù)，設(shè)置單位時(shí)間內(nèi)學(xué)生線上線下的學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)度，從而對(duì)課程的最終成績(jī)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果給出一個(gè)合理的規(guī)劃。從課程的互動(dòng)性與結(jié)構(gòu)性出發(fā)，創(chuàng)建出具有一定前沿性、創(chuàng)新性、課程優(yōu)化的整體教學(xué)方案。并且針對(duì)各知識(shí)點(diǎn)布置內(nèi)嵌式的課后習(xí)題、作業(yè)、期末試題等，以幫助學(xué)習(xí)者時(shí)刻掌握自己的學(xué)習(xí)成績(jī)與學(xué)習(xí)效果，具體教學(xué)改革的技術(shù)路線。

（1）通過建設(shè)在線開放課程，創(chuàng)新“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)模式，更新教學(xué)理念，推動(dòng)教學(xué)方法改革，實(shí)現(xiàn)以教為主向以學(xué)為主、以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合、以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向結(jié)果過程相結(jié)合評(píng)價(jià)的三大教學(xué)轉(zhuǎn)變。（

2）通過“計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”課程在線開放課程的建設(shè)，達(dá)到師生在線互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者參與的積極性，將網(wǎng)絡(luò)資源納入人才培養(yǎng)體系。

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作者：張楊 方迪 馮莉 單位：東北林業(yè)大學(xué)林業(yè)機(jī)電工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系