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時(shí)間:2022-10-21 10:57:30
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)思路范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞:愛美需求;女性產(chǎn)品;創(chuàng)新設(shè)計(jì)
引言
產(chǎn)品市場(chǎng)的日益豐富,如何更好地挖掘客戶的需求,滿足客戶的需求成為產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)開發(fā)的首要任務(wù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的動(dòng)力,逐漸從提供某種工具、功能走向滿足某種需求。社會(huì)文化的演變,女性成為消費(fèi)市場(chǎng)不可忽視的力量[1]。關(guān)注女性的個(gè)性化需求,滿足女性獨(dú)特的生理、心理等方面需求是女性產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新的重要視角。
一、愛美需求是女性的重要心理訴求之一
(一)女性需求應(yīng)該被關(guān)注
中國(guó)消費(fèi)者網(wǎng)調(diào)查顯示,60.8%的家庭中女性消費(fèi)最多,與此同時(shí),59.5%的家庭由女性掌管家庭財(cái)產(chǎn),在買房和投資等重大消費(fèi)事上,29.3%的女性占有主導(dǎo)權(quán)。因此,了解這一群體的需求顯得尤為重要。“以人為本”是社會(huì)發(fā)展的基本觀點(diǎn),人性化設(shè)計(jì)也成為設(shè)計(jì)原則的一個(gè)基本觀點(diǎn),認(rèn)真地對(duì)待女性的需求,不斷地通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)來滿足女性的潛在需求,有著巨大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展空間[2]。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的觸角應(yīng)深入到都市女性更多的需求上。
(二)女性需求層次漸高
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、生活品質(zhì)的提高,人們的需求也逐漸發(fā)生了變化:尊重需求、自我實(shí)現(xiàn)的需求、情感需求和審美需求等需求層次論中更高層次的需求越來越被重視。這一現(xiàn)狀值得關(guān)注[3]。女性新特征的顯現(xiàn)、女性對(duì)于審美的追求、對(duì)于生活品質(zhì)的追求凸顯出來。女性產(chǎn)品設(shè)計(jì)試圖在物質(zhì)日益豐富的今天突出重圍、進(jìn)行創(chuàng)新,應(yīng)該在滿足基本生理需求,安全需求的基礎(chǔ)上,追求滿足更高層次的女性需求:一些潛在的、隱藏在女性生理、心理背后的、不一定能夠明確言說,但是滿足內(nèi)在生命動(dòng)力的需求,如尊重需求,自我實(shí)現(xiàn)需求,審美需求等較高層次的需求。這些需求有待分析和提煉[4]。
(三)女美需求分為三個(gè)層次
美是一個(gè)較難定義的概念,普遍認(rèn)為,美是一種內(nèi)在感受,是心靈活動(dòng)過程中對(duì)事物的感覺。美的標(biāo)準(zhǔn),受到不同地域、不同時(shí)間、不同文化的影響,既受到客觀影響,又有較強(qiáng)的主觀性。女性對(duì)于美的追求,是一種本能,這一觀點(diǎn)已普遍為世人所理解與接受。通過觀察與分析發(fā)現(xiàn),女性的愛美需求主要體現(xiàn)在以下三個(gè)層次:扮美的需求;變美的需求;體驗(yàn)完美的需求。對(duì)于扮美需求的滿足,需要設(shè)計(jì)師深入分析女性的喜好,投其所好,為其量身定做將其扮美需求的產(chǎn)品;對(duì)于女性變美需求的滿足,需要設(shè)計(jì)開發(fā)出更多具備美化容貌、身材等功能的產(chǎn)品、對(duì)于體驗(yàn)完美需求的滿足,需要社會(huì)給予女性足夠的尊重與欣賞,允許女性以其自我獨(dú)特的認(rèn)知來表達(dá)自我、創(chuàng)造自我、實(shí)現(xiàn)自我,同時(shí),也應(yīng)該提供更多高品質(zhì)、高情感的產(chǎn)品來為女[5]。
二、深入挖掘當(dāng)代女美需求,尋找創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)
大部分女性對(duì)于美的追求,可謂終其一生,其對(duì)于美的追求,對(duì)于美的關(guān)注、投入以及愿意為美所付出的代價(jià),往往讓人意想不到。深入分析女性的愛美需求,以此為契機(jī),更好地設(shè)計(jì)出滿足女美需求的創(chuàng)新產(chǎn)品,有實(shí)際價(jià)值與意義[6]。
(一)細(xì)分女性群體對(duì)于愛美的不同層次追求
以25-35歲的女性為例,即使是同樣的工作性質(zhì)、收入、背景的女性,因其自我價(jià)值觀不同,對(duì)愛美的需求層次追求不同,也會(huì)使得她們做出不同的選擇。通過觀察分析,發(fā)現(xiàn)25-30歲左右的年輕都市職業(yè)女性,大部分會(huì)對(duì)扮美的需求較高,因其年齡較輕,其自身的容貌狀態(tài)處在其一生的最高峰,所以大部分女性會(huì)在此年齡段選擇有助于其扮美的產(chǎn)品,如各種漂亮的衣物、配飾,選擇符合其審美需求的電子產(chǎn)品等。同時(shí),也會(huì)有一部分這一年齡段的女性在扮美的同時(shí)更加追求創(chuàng)造美,于是,市面上各種不同類型的手機(jī)殼DIY,可以自己選擇風(fēng)格的指甲造型等越來越豐富,這是女性表達(dá)自我個(gè)性,創(chuàng)造個(gè)性美的體現(xiàn)。而通過觀察發(fā)現(xiàn),年齡介于30-35歲的女性則更加關(guān)注變美需求。自然生理變化,其身體容貌的曲線開始處于下降趨勢(shì),因此,這一年齡段的女性開始關(guān)注變美的需求,如何通過有效的護(hù)膚產(chǎn)品、護(hù)理產(chǎn)品等能夠?qū)⑵渥兊酶溃瞧溟_始追求的目標(biāo)。這也是市面上琳瑯滿目的護(hù)膚品、女性護(hù)膚工具等日益壯大的原因。
(二)分析當(dāng)代女習(xí)慣與生活方式
通過用戶調(diào)查、問卷調(diào)查、數(shù)據(jù)分析等方法,建立不同的典型用戶模型,在通過情景實(shí)驗(yàn)等方法驗(yàn)證細(xì)分用戶群的典型性與需求分析的合理性[7]。通過細(xì)致地分析不同女性用戶群體,按照不同類型、喜好等細(xì)分女習(xí)慣與生活方式,尋找基于女美需求與產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)之間的關(guān)聯(lián)。調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),大部分都市女性為上班族,上班族的女性對(duì)于自身容貌、儀表的重視程度非常高,而由于其工作忙碌、生活節(jié)奏快,所以“效率”對(duì)其有重要價(jià)值。因此,針對(duì)這一類型的女性進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā),應(yīng)關(guān)注于提高效率、節(jié)約時(shí)間、操作簡(jiǎn)便。而一部分介于30-35歲的女性會(huì)在這一年齡段選擇懷孕、生育孩子,其對(duì)于變美、創(chuàng)造美的需求較高。部分妊娠期、妊娠后的年輕媽媽,除了積極關(guān)注自身變美的需求,還將家庭作為其創(chuàng)造美的重要場(chǎng)所,家庭成員的扮美需求、家居環(huán)境的扮美需求,往往不自覺地由女性承擔(dān)起來,而且由于其經(jīng)濟(jì)能力的提升、對(duì)生活品質(zhì)的追求,產(chǎn)品更應(yīng)該提供高品質(zhì)的服務(wù),給女性更多舒適的體驗(yàn)。
(三)尋找創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)
通過分析、觀察女性,去挖掘、提煉具體用戶群的潛在愛美需求,并經(jīng)過仔細(xì)地篩選、思考、認(rèn)真地挑選出有機(jī)會(huì)去解決的問題,將此作為設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)點(diǎn)進(jìn)行分解;同時(shí),對(duì)比市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品,尋找市場(chǎng)空缺,針對(duì)這一潛在需求,提出全新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念,有的放矢地去滿足女性具體的愛美需求,這樣才能更好地產(chǎn)生優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、有價(jià)值的商品、有意義的產(chǎn)品。
三、基于愛美動(dòng)機(jī)的女性產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新探討
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是通過某種工具或物理形式來滿足人某種需求的過程[8]。通過挖掘女性的愛美需求、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)定位,產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以引導(dǎo)并滿足女性更多高層次的需求內(nèi)容,提高女性的生活質(zhì)量。
(一)基本物品扮美化
為女性設(shè)計(jì)產(chǎn)品,應(yīng)符合女性的審美,喜好已經(jīng)成為大部分商家都認(rèn)可的方法,如何能夠更好地讓女性喜歡呢?扮美是一個(gè)選擇。對(duì)于一些常見的用品,通過精彩的創(chuàng)意、合理的設(shè)計(jì)能夠形成一種獨(dú)特的特征,完成裝扮女性的目的,既滿足了女性的性別身份認(rèn)同,也能夠凸顯女性的性別魅力,表達(dá)了對(duì)生命的熱愛,對(duì)自然的推崇[9]。(如圖1、圖2)所示的女性摩托車頭盔設(shè)計(jì),以60年代女性發(fā)型為設(shè)計(jì)靈感,整體造型簡(jiǎn)潔、流暢,正像是一頂銀色的假發(fā),女性戴上俏皮、可愛,讓人聯(lián)想到了瑪麗蓮夢(mèng)露的經(jīng)典銀發(fā)造型。這樣的產(chǎn)品,輕易就能捕獲女性的心,因?yàn)樗梢岳眠@一基本物品成功地完成一次裝扮的體驗(yàn),達(dá)到扮美、創(chuàng)造美的目的。將習(xí)以為常的物品進(jìn)行裝飾性再設(shè)計(jì),可以使常見的物品提供更多有趣的、豐富的體驗(yàn),達(dá)到美化的目的,凸顯女性的性別特征,為差異化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提供了可能。
(二)便利性的使用方式變美化
當(dāng)代社會(huì)文化演化,女性身份多重,更加注重效率性,因此能夠提供便利、方便操作,提供更多便利的產(chǎn)品更為女性所青睞[10]。通過觀察發(fā)現(xiàn),對(duì)于很多就職于辦公室的女性來說,午休時(shí)間是她們難得的休閑時(shí)間。部分女性選擇外出吃飯、休閑購(gòu)物;部分女性選擇進(jìn)行學(xué)習(xí)、加班以提高工作效率;部分女性常采用趴在桌子上小憩的方式進(jìn)行休息;還有一部分注重個(gè)人審美或身體健康的女性選擇去美容院護(hù)膚、做運(yùn)動(dòng);等等。大部分的辦公室女性選擇以上的幾種方式來利用午休時(shí)間。針對(duì)喜歡午休時(shí)間在辦公室休息的女性,如果能夠提供一款產(chǎn)品使其午睡更加舒適、放松,同時(shí)能夠在午睡的時(shí)候幫助進(jìn)行美容、放松心情,將是一個(gè)非常恰當(dāng),又有效率的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品既能夠滿足女性對(duì)于變美的需求,同時(shí)又能提高效率、提供舒適度(如圖3)。隨著女性的工作屬性、個(gè)人愛好的不斷豐富與提倡,女性表現(xiàn)出更多與工作、生活習(xí)慣、心理訴求等較為特殊的行為模式,比如對(duì)便捷的要求更高,更加提倡工作、生活效率,更加提倡獨(dú)立、自信、健康的生活理念等,因此便利性的使用方式提供變美的需求,更為女性所樂見。
(三)全新的使用方式體驗(yàn)完美化
當(dāng)代女性對(duì)自我的要求高,對(duì)品質(zhì)的要求也更高,如何創(chuàng)造完美的體驗(yàn)是女性產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)必須要考慮的問題。當(dāng)代女性自我實(shí)現(xiàn)的愿望愈加強(qiáng)烈,其追求完美的情感也就愈發(fā)強(qiáng)烈。女性希望自己無論在工作、生活或是任何場(chǎng)合、空間都是完美的,有其獨(dú)特的魅力和價(jià)值。如何讓“她”在各個(gè)方面更加完美呢?也許產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以為其提供一些幫助,使“她”獲得更多完美的情感體驗(yàn)。例如,廁所對(duì)女性來說,往往并不意味著只是如廁。在廁所,“她”還有更多的事情可以做,“她”還有更多的需求有待解決。例如,化妝、整理衣物等。女性公共廁所內(nèi)有一臺(tái)迅速將衣物清潔、烘干,使衣物平整,像熨燙過的這樣一款衣物整理機(jī)(如圖4)所示,這將給女性一種非常愉悅的完美體驗(yàn)。這樣愉悅的體驗(yàn),能投提高“她”的自信,提升其對(duì)于自身“完美”的認(rèn)同感。通過這樣“完美”的情感體驗(yàn),其愛美的需求得到了極大的滿足。
結(jié)語
女性的需求應(yīng)該被關(guān)注,女美的需求更應(yīng)該被重視。通過分析,將女美需求分解為扮美需求、變美需求、體驗(yàn)完美需求三個(gè)層次,然后通過分析當(dāng)代女性的心理需求、生活方式、行為習(xí)慣等新特征,尋找設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)點(diǎn),以此為契機(jī),提出基本物品扮美化、便利性的使用方式變美化、全新的使用方式體驗(yàn)完美化的方法來更好地設(shè)計(jì)出滿足女美需求的創(chuàng)新產(chǎn)品,對(duì)女性產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)開發(fā)有實(shí)際價(jià)值與意義。
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關(guān)鍵詞:土木工程專業(yè);結(jié)構(gòu)概念;創(chuàng)新設(shè)計(jì);課程教學(xué)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)06-0199-02
一直以來,我國(guó)土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)的學(xué)生具有一定的理論水平,但應(yīng)用實(shí)際工程的能力較差,獨(dú)立和創(chuàng)新的工程意識(shí)較低。原因是以往的教學(xué)中,教師單純地講授理論知識(shí),學(xué)生實(shí)踐能力訓(xùn)練不足,缺乏理論與實(shí)際工程相結(jié)合的鍛煉,教學(xué)與實(shí)踐無法有效銜接。目前,土木行業(yè)越來越多的地方用到了概念設(shè)計(jì),這種理念在很多實(shí)際的建筑方案中得以應(yīng)用,對(duì)土木工程影響巨大[1]。因此,概念設(shè)計(jì)在土木建筑工程專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)加以體現(xiàn)、反映。針對(duì)這樣的現(xiàn)狀,土木工程專業(yè)進(jìn)行《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)研究就十分有意義。這對(duì)改革工程教育的教學(xué)模式有利,又能檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的掌握,并且鍛煉他們提出問題、分析問題、解決問題的能力,激發(fā)其建立工程意識(shí)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力[2]。
一、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)涵和意義
土木工程結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是工程當(dāng)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈魂,是利用設(shè)計(jì)概念并以自身為主線貫穿全部設(shè)計(jì)過程的一種設(shè)計(jì)方法。概念設(shè)計(jì)是完整和全面的設(shè)計(jì)過程,它將設(shè)計(jì)者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)[3]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們的生活水平日益提高,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有了一個(gè)更高的要求。如何打破土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過于墨守成規(guī),能將結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力充分發(fā)揮出來,對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)是迫切需要的。因?yàn)樗麄儾攀墙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)革命的推動(dòng)者和執(zhí)行者[4]。
《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程是在原《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課、《結(jié)構(gòu)概念與體系》課及《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》等土木工程專業(yè)課程基礎(chǔ)之上,發(fā)展整合及改造后新設(shè)立的課程。該課主要是以學(xué)生創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)為主線,訓(xùn)練學(xué)生工程意識(shí)、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等。它體現(xiàn)了工程教育的特色,以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體,探索在干中學(xué)、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的教學(xué)模式。把工程培養(yǎng)所必要的基礎(chǔ)知識(shí)、工程設(shè)計(jì)思想和方法、自學(xué)和終身自學(xué)的能力和興趣的培養(yǎng)等內(nèi)容放在第一位。《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課提出建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的概念和原則,并結(jié)合學(xué)生的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)行點(diǎn)評(píng)分析。概念與體系部分介紹結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的背景、思路、基本做法、設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常用到的結(jié)構(gòu)概念。
該研究的理論意義和實(shí)際意義在于探索通過該課程的教學(xué)設(shè)計(jì),教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革研究,適應(yīng)新的教育理念和人才培養(yǎng)模式。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力,掌握善于主動(dòng)學(xué)習(xí)的方法,形成良好的學(xué)習(xí)和工作習(xí)慣。
二、我校的教學(xué)改革研究的基礎(chǔ)和環(huán)境
1.專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)好。河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院以開設(shè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽10年。完成了校教研項(xiàng)目《土木工程專業(yè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)探索研究》和《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)等系列課程的教學(xué)研究》兩項(xiàng)。學(xué)院已開設(shè)《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)概念與體系》、《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》等課程。
2.師資力量強(qiáng)。上述這些課程由多位建筑工程系的老師擔(dān)任,職稱結(jié)構(gòu)合理,形成了相對(duì)穩(wěn)定的老中青隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。因此,對(duì)于結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究的可持續(xù)性提供了保證。
3.實(shí)驗(yàn)室基地條件良好。本專業(yè)下設(shè)的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室是河北省結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,為學(xué)生建立模型實(shí)驗(yàn)提供了科學(xué)的、可靠的硬件條件。
三、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)方案設(shè)計(jì)
1.教學(xué)目標(biāo)。初步形成《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課的教學(xué)理念和教學(xué)思想,完成《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課的教學(xué)大綱制定,確定教學(xué)內(nèi)容,初步形成教學(xué)方法和教學(xué)模式,為指導(dǎo)其他工程設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索經(jīng)驗(yàn)。
2.教學(xué)內(nèi)容。《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)容包括教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法研究。
教學(xué)內(nèi)容:創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì),項(xiàng)目要包含若干個(gè)結(jié)構(gòu)和力學(xué)的概念的運(yùn)用,如拉、壓、彎、剪、扭、穩(wěn)定、傾覆等,使用材料應(yīng)宜于制作,實(shí)驗(yàn)的方法要直觀。項(xiàng)目的要求應(yīng)是概括性的,應(yīng)用較少的約束,以使學(xué)生開闊思路。給出的條件應(yīng)盡量少,要學(xué)生自己尋找所需的條件。布置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,首先讓學(xué)生以小組形式討論分析項(xiàng)目,提出問題。學(xué)生分析問題并尋找解決問題的方法,通過自學(xué)、討論、查閱相關(guān)資料等方法解決問題。學(xué)生應(yīng)經(jīng)過結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、一定的計(jì)算分析、繪制施工圖、施工制作結(jié)構(gòu)模型、進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析、總結(jié)等過程。
教學(xué)方法:本課程的教學(xué)手段主要以講課、學(xué)生設(shè)計(jì)、模型制作和模型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,從不同的角度和理念啟發(fā)學(xué)生將所掌握的基本結(jié)構(gòu)概念有機(jī)地結(jié)合起來,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。在模型實(shí)驗(yàn)之前教師上課以引導(dǎo)為主,主要由學(xué)生自學(xué)、討論和分析計(jì)算設(shè)計(jì)制作出結(jié)構(gòu)模型。教師引導(dǎo)學(xué)生將自己的設(shè)計(jì)與所學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來,甚至產(chǎn)生出學(xué)生還未學(xué)到的問題,讓學(xué)生自己思考分析。
教師的教學(xué)主要以指導(dǎo)為主,如結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則、路線、方法,基本思路、基本做法以及設(shè)計(jì)中常用到的結(jié)構(gòu)概念等,并結(jié)合學(xué)生的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)行點(diǎn)評(píng)分析。
基本教學(xué)過程:布置題目――學(xué)生以小組討論學(xué)習(xí)――提出問題――教師指導(dǎo)學(xué)生分析問題解決問題(教師重點(diǎn)要起到啟發(fā)、督促、指導(dǎo)、控制進(jìn)度的作用)――學(xué)生形成方案――教師根據(jù)方案指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)方案――學(xué)生制作模型――學(xué)生實(shí)驗(yàn)――教師點(diǎn)評(píng)總結(jié)(重點(diǎn)是設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法及學(xué)生學(xué)習(xí)方法的總結(jié))――學(xué)生總結(jié)(學(xué)習(xí)過程總結(jié))
3.存在的問題。(1)如何將“培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和終身學(xué)習(xí)的能力等”教學(xué)理念落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐中,是本教學(xué)課程首要解決的關(guān)鍵問題。(2)研究創(chuàng)新性設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)題目。研究題目的內(nèi)涵、題目的難易程度、題目的適用性、題目的趣味性、題目對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)性等。(3)研究課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,形成即穩(wěn)定又靈活的教學(xué)內(nèi)容和方法。穩(wěn)定是要教學(xué)理念要堅(jiān)持不懈,總結(jié)提高,教學(xué)模式要穩(wěn)定形成套路和程序,便于教師掌握和控制教學(xué)進(jìn)度。靈活是具體的教學(xué)內(nèi)容,比如涉及的結(jié)構(gòu)概念很多不可能在課堂上全講,需教師具有靈活性和啟發(fā)性的教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。(4)初步形成課程所需的教學(xué)文件。如教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)教案、教學(xué)講義、題目庫(kù)、教學(xué)錄像等內(nèi)容。
四、《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程的實(shí)施
我校土木工程專業(yè)開設(shè)《創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》等一系列課程以來,我們?cè)诓粩嗵骄亢透倪M(jìn)教學(xué)方法,對(duì)于啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)法均有了一定程度的研究,并取得了階段性成果。我們已經(jīng)完成了《土木工程專業(yè)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)探索研究》和《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)等系列課程的教學(xué)研究》兩項(xiàng)校級(jí)的研究,并開設(shè)了相應(yīng)的課程。相關(guān)教師在工程教育方面有長(zhǎng)期的思考和教學(xué)實(shí)踐探索,并且已成功組織土木工程結(jié)構(gòu)大賽10年。已開設(shè)《結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)概念與體系》、《事故分析與結(jié)構(gòu)原理》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》等課程,相關(guān)教師教學(xué)水平高,有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。具體實(shí)施如下:
1.修訂《結(jié)構(gòu)概念與創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱,包括課程目標(biāo)、內(nèi)容安排及學(xué)時(shí)安排。
2.選擇土木工程專業(yè)和工程力學(xué)專業(yè)大學(xué)三年級(jí)學(xué)生的第二學(xué)期開始該課程教學(xué)。
3.自土木工程專業(yè)和工程力學(xué)專業(yè)大學(xué)三年級(jí)學(xué)生的第一學(xué)期期末,研究確定題目及相應(yīng)的教學(xué)安排。
4.將大學(xué)三年級(jí)專業(yè)學(xué)生按班級(jí)分給不同的教師,教師則分頭實(shí)施教學(xué),定期討論交流改進(jìn)教學(xué)。在教學(xué)實(shí)踐中,將教師授課、學(xué)生設(shè)計(jì)、模型制作和模型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,啟發(fā)學(xué)生將理論知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生工程概念設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力、自學(xué)能力。
5.在大學(xué)三年級(jí)專業(yè)學(xué)生的第二學(xué)期期末,教師對(duì)課程實(shí)踐進(jìn)行總結(jié),提出改進(jìn)措施和方法。
五、總結(jié)和探討
本文方案結(jié)合新的科研成果開設(shè)出新的課程以及課程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。探索建立新課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。本方案突出土木工程專業(yè)特色,加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新研究與實(shí)踐。將工程項(xiàng)目、創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入課程體系建設(shè)中,進(jìn)行課程計(jì)劃和實(shí)踐內(nèi)容的一體化設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新意識(shí)。本方案突出啟發(fā)式教學(xué)和指導(dǎo)式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、善問求知和動(dòng)手實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn):
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在全球化技術(shù)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中,如何快速開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)及產(chǎn)品,已成為提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。TRIZ理論已被證明是一套先進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新理論,在許多著名的高新技術(shù)企業(yè)獲得成功的應(yīng)用,創(chuàng)新效果顯著。為提高國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的創(chuàng)新效率,介紹了TRIZ理論解決問題的基本原理,給出了基于TRIZ理論的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程。結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)例,應(yīng)用TRIZ理論方法進(jìn)行了組件功能分析、組件價(jià)值分析,并得出最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案,證明了TRIZ理論在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中可行性,為產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)提出一種新的思路。采用與TRIZ理論體系相結(jié)合的創(chuàng)新模式,對(duì)提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力有著十分重要的作用。
關(guān)鍵詞:
TRIZ;創(chuàng)新設(shè)計(jì);產(chǎn)品設(shè)計(jì)
為了適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要,機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)愈顯迫切。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)方法周期長(zhǎng)、成本大,已不能滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的需求。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是創(chuàng)新[1]。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足使用要求、經(jīng)濟(jì)性要求和社會(huì)要求。企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵的因素是如何獲得創(chuàng)新產(chǎn)品,適應(yīng)市場(chǎng)需求的產(chǎn)品,而創(chuàng)新方法是企業(yè)新產(chǎn)品成功開發(fā)的重要工具。產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要突破原有的模式方法,這就是創(chuàng)新。創(chuàng)新方法是科技創(chuàng)新的手段,也是科技創(chuàng)新的內(nèi)容,創(chuàng)新方法又聚焦TRIZ(TheoryofInventiveProblemSolving)理論,運(yùn)用TRIZ理論的多種工具是產(chǎn)生創(chuàng)意的重要手段。TRIZ創(chuàng)新理論作為現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域的核心創(chuàng)新方法已被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)[2]。
1TRIZ理論
TRIZ理論是前蘇聯(lián)G.S.Altshuler及其領(lǐng)導(dǎo)的一批研究人員提出的發(fā)明問題解決理論[3]。經(jīng)過50多年的發(fā)展,TRIZ已成為技術(shù)問題或發(fā)明問題解決的強(qiáng)有力方法學(xué),應(yīng)用該方法學(xué)已解決了前蘇聯(lián)、美國(guó)、歐洲和日本等許多國(guó)家企業(yè)成千上萬產(chǎn)品幵發(fā)中的難題[4]。作為系統(tǒng)的方法論,TRIZ理論成功揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理,將其應(yīng)用在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)之中,可很大程度上縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的周期,加快工程創(chuàng)新的速度,提高企業(yè)的創(chuàng)新能力[5-6]。
2基于TRIZ理論的產(chǎn)品開發(fā)流程
TRIZ理論是由解決技術(shù)問題和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系,其主要內(nèi)容包括:技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、40個(gè)發(fā)明創(chuàng)造原理、39項(xiàng)技術(shù)特性、沖突矩陣、物質(zhì)一場(chǎng)分析、76個(gè)發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解決方法、發(fā)明問題解決算法(ARIZ)以及工程效應(yīng)知識(shí)庫(kù)等。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中,上述各項(xiàng)內(nèi)容都能從不同方面對(duì)設(shè)計(jì)人員提供創(chuàng)新方案的指導(dǎo)。應(yīng)用TRIZ理論求解產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程。TRIZ理論作為系統(tǒng)的方法論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理,將其融合在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中,作為產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要工具,可很大程度上提高工程創(chuàng)新的速度,同時(shí)縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期,提高開發(fā)效率,在制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用。基于TRIZ理論的產(chǎn)品開發(fā)流程如圖1所示。
3基于TRIZ理論的機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新實(shí)例
通過下述實(shí)例簡(jiǎn)要說明開發(fā)流程及TRIZ理論在產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用。現(xiàn)代工業(yè)對(duì)環(huán)境的潔凈度要求越來越嚴(yán)格,而螺桿泵以其優(yōu)越的抽氣性能得到了用戶的青睞。干式螺桿真空泵具有可靠性高、壽命長(zhǎng)、強(qiáng)制輸氣和多相混輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),其抽氣的關(guān)鍵部件就是一對(duì)相嚙合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子。
3.1組件功能分析現(xiàn)有真空泵單一的轉(zhuǎn)子型線都會(huì)形成吸氣封閉容積,導(dǎo)致螺桿真空泵功耗增加,效率降低,運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn),噪聲大。干式真空泵在吸入濕空氣或者空氣中的其他雜質(zhì)時(shí),轉(zhuǎn)子表面在高溫高壓下易受到腐蝕,縮短轉(zhuǎn)子的壽命;在高速旋轉(zhuǎn)情況下,抽氣和排氣過程中產(chǎn)生大量的熱,使得轉(zhuǎn)子受熱變形,轉(zhuǎn)子可能產(chǎn)生干摩擦,破壞系統(tǒng)性能。基于上述問題,應(yīng)用TRIZ理論對(duì)真空泵系統(tǒng)進(jìn)行組件的功能分析,通過組件模型分析(見圖2),描述了系統(tǒng)中的組件都有哪些,以及它們之間的相互關(guān)系,并得出影響真空泵工作性能的3個(gè)功能因素:1)轉(zhuǎn)子無法得到良好的冷卻;2)環(huán)境無法改變,轉(zhuǎn)子表面強(qiáng)度需提高;3)齒輪的精確嚙合直接影響轉(zhuǎn)子的嚙合。
3.2組件價(jià)值分析組件價(jià)值分析如圖3所示。通過對(duì)組件理想度進(jìn)行診斷分析,為了簡(jiǎn)化和理想化的系統(tǒng),給出系統(tǒng)裁剪思路:1)通過移除區(qū)域D中的冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)化系統(tǒng);2)通過增加其功能貢獻(xiàn)來改進(jìn)區(qū)域C中的系統(tǒng)組件———陽(yáng)轉(zhuǎn)子、齒輪和軸承。
3.3組件優(yōu)化通過對(duì)組件功能和組件價(jià)值進(jìn)行分析,得出目前市場(chǎng)上真空泵的主要缺點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)措施,具體如下。1)泵轉(zhuǎn)子的型線有理論型線和實(shí)際型線之分,其理論型線要求保證轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中,2個(gè)轉(zhuǎn)子始終保持互相嚙合,故轉(zhuǎn)子的理論型線應(yīng)做成共扼曲線,但是干式泵實(shí)際工作時(shí),2個(gè)轉(zhuǎn)子的表面是不接觸的,要求轉(zhuǎn)子之間保持一定的間隙;因此,應(yīng)該在轉(zhuǎn)子的理論型線的基礎(chǔ)上去掉間隙,得到轉(zhuǎn)子的實(shí)際型線。2)在吸入濕度大的空氣或工業(yè)廢氣時(shí),轉(zhuǎn)子表面易被腐蝕,使其表面強(qiáng)度降低,壽命縮短;同時(shí)轉(zhuǎn)子由于質(zhì)量不均勻,旋轉(zhuǎn)時(shí)還會(huì)發(fā)生振動(dòng)。在泵的吸入端設(shè)置干燥和過濾系統(tǒng),可降低轉(zhuǎn)子的腐蝕程度。3)轉(zhuǎn)子在不斷旋轉(zhuǎn)過程中,會(huì)壓縮空氣,產(chǎn)生熱量,致使轉(zhuǎn)子溫度升高,易受熱變形,轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生摩擦振動(dòng)。可從轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和材料入手,設(shè)計(jì)散熱性好的轉(zhuǎn)子。再結(jié)合TRIZ理論的小人法,以改善轉(zhuǎn)子的型線、增強(qiáng)表面強(qiáng)度以及降低轉(zhuǎn)子的溫度為著手點(diǎn),形成解決方案。但是,這些方案都可能帶來系統(tǒng)的復(fù)雜性增加等不可預(yù)測(cè)的問題。
4結(jié)語
在制造業(yè)高速發(fā)展的時(shí)代,TRIZ理論是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)快速產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要途徑之一,而TRIZ理論通過中間工具建立了問題模型和結(jié)果模型之間的聯(lián)系,是一種程式化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)手段。TRIZ理論、創(chuàng)新方法和工具的合理應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)企業(yè)的創(chuàng)新目標(biāo),提高自身的創(chuàng)新能力,縮短產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新周期,推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。組件功能分析僅僅是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的初步階段,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行組件價(jià)值分析,組件結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)、再分析,從而實(shí)現(xiàn)重大改型的創(chuàng)新設(shè)計(jì),這才是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的真正價(jià)值和意義所在;因此,應(yīng)用TRIZ理論進(jìn)行集成,進(jìn)行現(xiàn)代產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新的發(fā)展方向,也是現(xiàn)代產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的需要,在企業(yè)中應(yīng)對(duì)TRIZ創(chuàng)新方法實(shí)施推廣和應(yīng)用。
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(一)電子設(shè)計(jì)特點(diǎn)
首先,電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要理論與實(shí)踐的完美結(jié)合,電子設(shè)計(jì)項(xiàng)目最終的體現(xiàn)為作品,衡量一個(gè)項(xiàng)目是否成功最終的發(fā)言權(quán)在作品,而作品的完成需要理論知識(shí)的大力支撐,有好的理論才可以完成一件好的作品,而有好的理論沒有好的實(shí)踐能力也不可能完成好作品。其次,電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品應(yīng)用于各行各業(yè),應(yīng)用面廣,設(shè)計(jì)時(shí)所需要的專業(yè)綜合性技術(shù)就很強(qiáng)。所以需要學(xué)生的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)扎實(shí)、全面。
(二)培養(yǎng)內(nèi)容與方法
第二課堂提供了良好的實(shí)踐條件,在投入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生基礎(chǔ)差,缺乏自學(xué)能力的情況下,實(shí)驗(yàn)室需要規(guī)劃好培養(yǎng)內(nèi)容與方法,提高學(xué)生的理論與實(shí)踐能力,最終提高學(xué)生的自學(xué)能力。
1.根據(jù)電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn),理論與實(shí)踐高度結(jié)合,專業(yè)技術(shù)性、綜合性強(qiáng),參加的學(xué)生必須具有吃苦耐勞,勇于攻堅(jiān)的潛在品質(zhì)。在電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)培訓(xùn)班的招生時(shí),公布的招生條件很簡(jiǎn)單:對(duì)電子設(shè)計(jì)感興趣、有堅(jiān)強(qiáng)的意志、不怕苦不怕累的學(xué)生。從招生的第一刻開始就讓學(xué)生知道,想有大的回報(bào),就必須有辛勤的付出。
2.培養(yǎng)吃苦耐勞,勇于攻堅(jiān)的能力,需要根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況,在培養(yǎng)內(nèi)容與培養(yǎng)進(jìn)度上進(jìn)行合理安排,做到布置的項(xiàng)目?jī)?nèi)容在學(xué)生業(yè)余時(shí)間幾乎全部投入的情況下,依靠努力和團(tuán)隊(duì)的協(xié)助是可以完成的,當(dāng)然學(xué)生是比較辛苦的。以項(xiàng)目的制作過程、完成情況來衡量一個(gè)學(xué)生的吃苦耐勞、勇于攻堅(jiān)的精神,淘汰掉不愿意全力付出的學(xué)生。
3.第二課堂利用的是業(yè)余時(shí)間,學(xué)生還有第一課堂課程需要完成,想取得好的成績(jī)必須比一般的學(xué)生更加辛苦,付出更多的時(shí)間和精力。作為每二課堂的電子創(chuàng)新實(shí)踐,也需要第一課堂專業(yè)基礎(chǔ)的支撐,如果在第一課堂中出現(xiàn)掛科的情況,學(xué)生也將會(huì)被淘汰出局。
二、溝通、交流與表達(dá)能力
(一)溝通、交流與表達(dá)的重要性
在團(tuán)隊(duì)合作中,學(xué)生要理解隊(duì)員的想法,把自己的思路、方案、技術(shù)清晰地表達(dá)出來,與隊(duì)員進(jìn)行溝通,再進(jìn)行取舍與融合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,這樣才能很好地完成項(xiàng)目。電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)培訓(xùn)中,學(xué)生完成的是相同的項(xiàng)目,有順利溝通、交流與表達(dá)項(xiàng)目的基礎(chǔ),同時(shí),實(shí)驗(yàn)室良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作氛圍也給學(xué)生提供了良好的溝通、交流與表達(dá)的條件。
(二)溝通、交流與表達(dá)的培養(yǎng)方法
1.組與組之間的項(xiàng)目總結(jié)交流。每個(gè)項(xiàng)目完成之后,培訓(xùn)初期由指導(dǎo)教師主持,進(jìn)行項(xiàng)目的總結(jié)分析會(huì)。指導(dǎo)教師根據(jù)考察需要,輪流指定每個(gè)小組中一名學(xué)生上講臺(tái),主要完成以下陳述:項(xiàng)目的要求,本組的設(shè)計(jì)方案及思路;設(shè)計(jì)過程遇到的困難及解決方法;作品的亮點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn);遺留問題及可能的解決方案;制作過程中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。小組中其他學(xué)生在前面學(xué)生陳述完成之后可以進(jìn)行補(bǔ)充或更正。在陳述過程該組學(xué)生會(huì)接受其他組學(xué)生的咨詢甚至質(zhì)疑。指導(dǎo)教師作為主持可適時(shí)地進(jìn)行指導(dǎo)與點(diǎn)撥。在項(xiàng)目總結(jié)分析會(huì)形成習(xí)慣之后,指導(dǎo)教師指導(dǎo)一名學(xué)生作為主持進(jìn)行項(xiàng)目總結(jié)分析會(huì),指導(dǎo)教師即可完全作為一名旁聽者。
2.專題交流與授課。其中一種形式是高年級(jí)學(xué)生對(duì)低年級(jí)學(xué)生的專題授課。指導(dǎo)教師指定兩位高年級(jí)學(xué)生合作授課,一個(gè)主講,一個(gè)助教,授課的內(nèi)容為新型控制開發(fā)板、高年級(jí)完成的經(jīng)典項(xiàng)目等。另外一種形式是面對(duì)整個(gè)團(tuán)隊(duì)的專題講座。在培訓(xùn)的第二年度,按照學(xué)生的興趣和項(xiàng)目制作情況,進(jìn)行學(xué)生方向的分類,包括信號(hào)類、控制類、儀器儀表類團(tuán)隊(duì)。不同的團(tuán)隊(duì)有不同的專業(yè)特長(zhǎng),讓不同方向的學(xué)生舉行專題講座,如讓控制類的學(xué)生講算法專題,信號(hào)類的學(xué)生講授無線通信專題等,在拓展同學(xué)的知識(shí)面的同時(shí),也鍛煉了主講人的能力。
3.積極參加其他鍛煉機(jī)會(huì)。武昌理工學(xué)院每年舉行成功素質(zhì)展示節(jié),展示在校學(xué)生各方面的素質(zhì)培養(yǎng)成果。電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)培訓(xùn)學(xué)生每組完成一個(gè)作品進(jìn)行展示,指導(dǎo)教師并要求制作者撰寫解說稿,完成項(xiàng)目簡(jiǎn)介稿,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解說并演示,展示自己的專業(yè)能力,鍛煉自己的表達(dá)、溝通能力。
三、結(jié)論
[關(guān)鍵詞] 仿生設(shè)計(jì) 仿生創(chuàng)新 產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)
一、產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)
“仿生學(xué)”是1960年由美國(guó)斯蒂爾博士提出的從生物界發(fā)現(xiàn)原理來解決人類技術(shù)問題的一門綜合性的交叉學(xué)科,是利用自然生物系統(tǒng)構(gòu)造和生命活動(dòng)過程作為技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn),有意識(shí)地進(jìn)行復(fù)制,它使人類社會(huì)由向自然索取轉(zhuǎn)入向自然界學(xué)習(xí)和創(chuàng)造世界的新紀(jì)元。
產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)核心目標(biāo)是利用仿生學(xué)提升產(chǎn)品的綜合品質(zhì),需要綜合考慮產(chǎn)品外部系統(tǒng)中的環(huán)境因素、人機(jī)因素、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)因素和產(chǎn)品內(nèi)部系統(tǒng)中的功能要素、結(jié)構(gòu)要素、材料要素、界面要素、造型要素、色彩要素、文化情感要素等等。在產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)階段,如果沒有一個(gè)科學(xué)、系統(tǒng)的指導(dǎo)方法,設(shè)計(jì)師很容易將思維放在單一角度去思考,特別是因?yàn)檫^多地考慮造型、色彩等因素而忽略其它因素。
二、產(chǎn)品仿生創(chuàng)新內(nèi)涵
產(chǎn)品仿生創(chuàng)新是指在社會(huì)及市場(chǎng)需求指引下,通過有效的觀察、研究和模擬自然界生物的各種特性,包括生物的功能結(jié)構(gòu)、材料色彩、生態(tài)外形、情感文化因素、為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供新的思路和方法,產(chǎn)生有環(huán)保價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值的新技術(shù)、新產(chǎn)品的方法論。
三、產(chǎn)品仿生創(chuàng)新機(jī)理
相似類比產(chǎn)品仿生創(chuàng)新機(jī)理,指人們?cè)谶M(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新時(shí),將產(chǎn)品與相關(guān)生物進(jìn)行類比,利用已有產(chǎn)品特征與生物功能的相似性,可得到新的產(chǎn)品創(chuàng)新思路或方案。人類大部分創(chuàng)新產(chǎn)生于相似類比,它是產(chǎn)品仿生創(chuàng)新的重要機(jī)理。比如從鳥的飛翔到飛機(jī)、飛艇和飛船設(shè)計(jì),從人的行為到機(jī)器人設(shè)計(jì)等。
同理轉(zhuǎn)換仿生創(chuàng)新機(jī)理,指將生物功能特征經(jīng)過同理轉(zhuǎn)換后,移植于創(chuàng)新體而得到新的創(chuàng)新。如在研制輪船、導(dǎo)彈等動(dòng)力裝置時(shí),將海中極具流線結(jié)構(gòu)的魚類外形同理轉(zhuǎn)換到產(chǎn)品設(shè)計(jì),即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的仿生創(chuàng)新。
四、產(chǎn)品仿生創(chuàng)新原則
優(yōu)先選擇原則,在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí),應(yīng)首先確立向自然界生物學(xué)習(xí)的優(yōu)先原則。因?yàn)樯镌谶M(jìn)化過程中采用了最為經(jīng)濟(jì)合理的模式,形成了最為完美的結(jié)構(gòu)與性能,能夠提供幾乎全部人類需要的創(chuàng)新啟示。
需求取向原則,創(chuàng)新設(shè)計(jì)與技術(shù)發(fā)明等之間的最大區(qū)別在于創(chuàng)新設(shè)計(jì)起于發(fā)明而止于消費(fèi),即創(chuàng)新設(shè)計(jì)必須要?jiǎng)?chuàng)造出具有市場(chǎng)價(jià)值的商品。所以,堅(jiān)持需求取向原則意義重大,它體現(xiàn)出了創(chuàng)新固有的價(jià)值性與目標(biāo)取向性。
近似選擇原則,由于生物的功能、造構(gòu)及行為極其復(fù)雜,而人類在產(chǎn)品仿生創(chuàng)新過程中還存在很多技術(shù)問題,因此我們不可能實(shí)現(xiàn)完全意義上的仿生創(chuàng)新,但只要選擇部分功能或得到相關(guān)的創(chuàng)新啟示后,也許就能實(shí)現(xiàn)我們所需的創(chuàng)新方案。
多生物組合原則,每一種生物物種的獨(dú)特性質(zhì)或功能在應(yīng)用起來只是單一而片面的。在進(jìn)行仿生創(chuàng)新時(shí),應(yīng)全面組合與創(chuàng)新主題相關(guān)的一類或一組生物體特殊性質(zhì)或功能進(jìn)行仿生創(chuàng)新,取得等于或優(yōu)于生物原型的創(chuàng)新成果。
在產(chǎn)品仿生創(chuàng)新研究中,容易產(chǎn)生誤導(dǎo)的是直接復(fù)制生物系統(tǒng)的某種功能、某種結(jié)構(gòu)或某個(gè)細(xì)節(jié),所以在產(chǎn)品仿生創(chuàng)新中要系統(tǒng)的理解生物的功能原理、工作機(jī)制以,實(shí)現(xiàn)以特定功能為仿生創(chuàng)新的中心目的。
五、產(chǎn)品仿生創(chuàng)新策略途徑
在產(chǎn)品仿生創(chuàng)新中存在三類相關(guān)模型:生物體原型、生物系統(tǒng)描述模型和創(chuàng)新模型。其中生物體描述與轉(zhuǎn)換模型是生物體原型與創(chuàng)新模型之間必不可少的映射轉(zhuǎn)換中介。具體來說,仿生創(chuàng)新步驟如圖l所示。
產(chǎn)品的仿生創(chuàng)新,主要是指在市場(chǎng)需求導(dǎo)向下,利用仿生創(chuàng)新方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的創(chuàng)新,該創(chuàng)新可以產(chǎn)生重要的使用及市場(chǎng)價(jià)值。主要途徑方式為:
1.功能結(jié)構(gòu)仿生創(chuàng)新:模擬生物機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部體現(xiàn)的功能時(shí),可以研制出類似于生物體特征的具有高市場(chǎng)價(jià)值的仿生技術(shù)產(chǎn)品。鑄造型砂專家秦升益在研究用國(guó)內(nèi)硬度較低沙漠沙替時(shí),受到了雞蛋結(jié)構(gòu)的啟發(fā),將沙漠沙進(jìn)行高強(qiáng)度材料腹膜處理形成類似“雞蛋殼”的結(jié)構(gòu),發(fā)明了性能優(yōu)異的腹膜砂。
2.生態(tài)外形仿生創(chuàng)新:通過模擬生物機(jī)體外觀生態(tài)形狀,可以設(shè)計(jì)出具有生命力和環(huán)境適應(yīng)能力的吸引眼球的創(chuàng)新形態(tài)產(chǎn)品。產(chǎn)品外形仿生創(chuàng)新方面可從具象和抽象仿生兩方面著手,設(shè)計(jì)出比如各類飛行器、各類仿生物外形的建筑、類人機(jī)器、流線型產(chǎn)品等等。
3.材料色彩仿生創(chuàng)新:模擬生物體的有機(jī)材料和功能性色彩,能夠產(chǎn)生性能優(yōu)良具有特殊功能的產(chǎn)品,比如迷彩服裝的保護(hù)功能和蛇體色的警告功能,仿生皮蜂窩支撐材料等等。
4.情感文化仿生創(chuàng)新:通過自然界中某一特定的生物形態(tài)的心理情感和審美反映的應(yīng)用,使產(chǎn)品具有文化底蘊(yùn)和某種文化特征,比如竹子在我國(guó)它具有有節(jié)、挺拔凌云的形態(tài)特征,笛子所表現(xiàn)出的聲音不但曲律優(yōu)美同時(shí)具有中國(guó)的文化情感特征。
六、結(jié)語
產(chǎn)品仿生創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅可以為產(chǎn)品提供先天性優(yōu)勢(shì)的功能解決方案,也可將綠色、環(huán)保、節(jié)約的生態(tài)理念帶到新產(chǎn)品的開發(fā)與制造過程中,以豐富產(chǎn)品的精神與文化內(nèi)涵,使產(chǎn)品變得更加人性化和情感化。通過對(duì)自然界的模仿設(shè)計(jì)而成的產(chǎn)品會(huì)喚起使用者對(duì)大自然的回憶,從而讓產(chǎn)品成為牽系人類社會(huì)與自然的中介,成為人類情感得以寄托的寓所。
參考文獻(xiàn):
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[2] 徐冬梅.向大自然汲取創(chuàng)新靈感―第220次香山科學(xué)會(huì)議探討“仿生學(xué)的科學(xué)意義與前沿”[N].科學(xué)時(shí)報(bào),2003―12―16
關(guān)鍵詞:通信工程;CDIO教育理念;人才培養(yǎng);實(shí)踐教學(xué)
作者簡(jiǎn)介:韋江華(1982-),男,廣西柳州人,廣西工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院,助理實(shí)驗(yàn)師;周堅(jiān)和(1975-),男,廣東潮陽(yáng)人,廣西工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院,講師。(廣西?柳州?545006)
基金項(xiàng)目:本文系2012年新世紀(jì)廣西高等教育教改工程項(xiàng)目“CDIO工程教育模式在地方高校通信工程專業(yè)中的應(yīng)用與實(shí)踐”(項(xiàng)目編號(hào):2012JGB182)、2010年廣西工學(xué)院教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):J1004)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)20-0104-02
隨著3G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的發(fā)展,以信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的高科技發(fā)展迅速,通信行業(yè)是目前最具有活力的產(chǎn)業(yè)之一。通信行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。通信業(yè)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。通信技術(shù)應(yīng)用的日趨廣泛和信息化社會(huì)的逐漸發(fā)展勢(shì)必會(huì)給中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來更大的發(fā)展空間。工信部日前的2011年通信業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示,去年全年行業(yè)增速為10%,超過同期GDP 9.2%的增幅,實(shí)現(xiàn)了4年來的首次趕超。[1]企業(yè)發(fā)展拉動(dòng)人才需求,2012年通信行業(yè)的人才爭(zhēng)奪戰(zhàn)也將隨之而來。通信工程作為理工院校的熱門專業(yè)之一,目前社會(huì)對(duì)通信類專業(yè)人才需求的增加,各大中專院校新增通信類專業(yè)或?qū)σ延型ㄐ蓬悓I(yè)進(jìn)行擴(kuò)招,通信工程專業(yè)類畢業(yè)生的就業(yè)形勢(shì)依然不容樂觀。目前高校面臨巨大的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力和社會(huì)又迫切需要通信類專業(yè)優(yōu)秀人才的新局面。當(dāng)前社會(huì)對(duì)通信工程專業(yè)畢業(yè)生的需求增加,而相當(dāng)一部分通信工程專業(yè)畢業(yè)的大學(xué)生就業(yè)困難或是從事了非通信行業(yè)的工作,原因有:本科生在專業(yè)能力上很難做到一畢業(yè)就能符合企業(yè)的用人要求,專業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí),與企業(yè)技術(shù)需求有一些差距。對(duì)于這一問題,下面引入CDIO理念對(duì)通信工程人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行探討。
一、CDIO教育理念介紹[2]
CDIO工程教育模式已為教育界、產(chǎn)業(yè)界所矚目,自2000年由美國(guó)麻省理工學(xué)院以及其他世界著名工科大學(xué)發(fā)起研究和實(shí)施CDIO工程教育模式以來,成果非常顯著。CDIO是英文Conceive(構(gòu)思)、Design(設(shè)計(jì))、Implement(實(shí)現(xiàn))、Operate(操作)的縮寫,代表了工程系統(tǒng)的全生命周期。
CDIO工程教育模式讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。采取模塊化的課程設(shè)置、集成化的大綱設(shè)計(jì)和一體化的教學(xué)實(shí)施將相關(guān)課程有機(jī)聯(lián)系起來,做到知識(shí)、能力、素質(zhì)三位一體。將學(xué)生的工程教育置于現(xiàn)代工程背景下,從構(gòu)想開始,到設(shè)計(jì),到實(shí)現(xiàn)和最后的操作運(yùn)行,完整的過程使學(xué)生充分得到體驗(yàn),并主動(dòng)獲取知識(shí),應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題以及培養(yǎng)學(xué)生個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力。
二、基于CDIO工程教育模式依據(jù)學(xué)生思路與興趣構(gòu)建學(xué)習(xí)目標(biāo)與方向
1.依據(jù)學(xué)生興趣對(duì)學(xué)習(xí)方向的選擇[3]
實(shí)現(xiàn)通信的設(shè)計(jì)即可成為學(xué)生研究與學(xué)習(xí)的方向。通信工程結(jié)合了電子、計(jì)算機(jī)專業(yè)兩門學(xué)科兼有的特點(diǎn),以現(xiàn)代的聲、光、電技術(shù)為硬件基礎(chǔ),輔以相應(yīng)軟件和網(wǎng)絡(luò)達(dá)到信息交流目的。以電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、現(xiàn)代通信原理等理論為基礎(chǔ),學(xué)習(xí)和掌握各種數(shù)據(jù)、文字、語音、圖像等處理、傳輸和交換技術(shù),電子信息產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)技術(shù)、通信設(shè)備的安裝、使用和維護(hù)技術(shù)。通信系統(tǒng)作為一個(gè)實(shí)際系統(tǒng),是為了滿足社會(huì)與個(gè)人的需求而產(chǎn)生的,目的就是傳送消息(數(shù)據(jù)、語音和圖像等)。在多種通信技術(shù)方向的選擇下,依據(jù)學(xué)生的思路與興趣選擇實(shí)踐學(xué)習(xí)方向,興趣可激發(fā)學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性。由老師提出實(shí)踐方向讓學(xué)生選擇,到學(xué)生自身想法與老師提出實(shí)踐方向相結(jié)合,再到學(xué)生自主尋找實(shí)踐方向。在實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)過程中,針對(duì)學(xué)生一直以來的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,學(xué)生通過這種學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)完成學(xué)習(xí),通過認(rèn)知獲取知識(shí),建立自身的學(xué)習(xí)模式,這樣的學(xué)習(xí)過程才是主動(dòng)、積極、富有個(gè)性和創(chuàng)造力的。
2.學(xué)生大膽的創(chuàng)新精神
先掌握理論知識(shí)與基本技能,讓學(xué)生依據(jù)自己的想法與興趣,結(jié)合當(dāng)前通信技術(shù)大膽創(chuàng)新設(shè)計(jì),不局限于課本教材內(nèi)容,將當(dāng)前的教學(xué)實(shí)驗(yàn)或課外實(shí)踐的通信技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì),通過老師的指引將學(xué)生所產(chǎn)生的一些可行性通信設(shè)計(jì)與創(chuàng)意進(jìn)行合理的時(shí)間規(guī)劃,或可組建團(tuán)隊(duì)和興趣小組,增強(qiáng)學(xué)生之間的協(xié)作、更深層次的師生交流。研究人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)改革,在當(dāng)代研究的教育理論和質(zhì)量管理理論研究成果的基礎(chǔ)上,加入創(chuàng)新的改革探索思路,尋求創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的途徑。
三、基于CDIO工程教育模式的設(shè)計(jì)思考
1.實(shí)踐方式影響學(xué)生的設(shè)計(jì)理念
目前大多數(shù)高校都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過于側(cè)重理論教學(xué)會(huì)帶來一些無法符合企業(yè)用人要求的問題,包括理論知識(shí)的學(xué)習(xí)達(dá)到一定要求后而實(shí)踐動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新意識(shí)欠缺,存在處理實(shí)踐能力不強(qiáng)、自主創(chuàng)新意識(shí)薄弱和實(shí)踐動(dòng)手能力不夠,缺乏這些能力的畢業(yè)生給社會(huì)帶來就業(yè)壓力,畢業(yè)生的能力不足直接關(guān)系到國(guó)家整體科技人才的實(shí)力和水平。加強(qiáng)大學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神是目前解決的問題。各高校已通過加大對(duì)實(shí)踐教學(xué)方面的投資,使得各專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有很大的改善空間。首先學(xué)生知道學(xué)了通信工程專業(yè)知識(shí)以后了解自己能做什么,缺乏對(duì)通信專業(yè)實(shí)踐的接觸也會(huì)缺少設(shè)計(jì)想法,會(huì)產(chǎn)生對(duì)加強(qiáng)實(shí)踐學(xué)習(xí)錯(cuò)誤的理解。應(yīng)該通過實(shí)踐去實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)而不是等待老師安排整個(gè)實(shí)踐教學(xué)。學(xué)生需要一種思想上的解放,讓學(xué)生知道創(chuàng)新設(shè)計(jì)不是困難的事情。每個(gè)人都能夠創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
2.重視學(xué)生的創(chuàng)新思路
學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路的過程優(yōu)于學(xué)生實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果的過程。[4]根據(jù)規(guī)劃好的目標(biāo)任務(wù),提出新的構(gòu)想、新穎的思路和設(shè)計(jì)、開發(fā)意識(shí),從而創(chuàng)造性地解決問題;獨(dú)立思考、敢于標(biāo)新立異,解決在設(shè)計(jì)中突遇的新問題意識(shí)、設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的問題、如何處理;高度的責(zé)任感和敬業(yè)精神,勇于開拓的精神,對(duì)新事物強(qiáng)烈的好奇心以及勇于進(jìn)取的品質(zhì)。在開展活動(dòng)時(shí)所需要的實(shí)踐設(shè)計(jì)技能有助于學(xué)生實(shí)踐設(shè)計(jì)能力的提高。有針對(duì)性地舉辦通信電子設(shè)計(jì)大賽之類的活動(dòng)對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力是一種很好的鍛煉,并鼓勵(lì)學(xué)生參與各類科技創(chuàng)新培訓(xùn)和科技創(chuàng)新比賽。
目前大多數(shù)高校的教育、教學(xué)條件下,學(xué)生被動(dòng)接受老師的教學(xué),對(duì)知識(shí)內(nèi)容機(jī)械記憶,對(duì)概念淺層的理解以及對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)應(yīng)用,這類方式不利于學(xué)生思路的創(chuàng)新,也不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),很多內(nèi)容脫離學(xué)生生活實(shí)際。當(dāng)面對(duì)就業(yè)等這類真實(shí)生活情境時(shí),所學(xué)書本知識(shí)不能直接幫助學(xué)生有效地應(yīng)對(duì)這類真實(shí)生活情境,因此新的學(xué)習(xí)方式必須具有開放性、探索性、實(shí)踐性等特點(diǎn)。引入CDIO工程教育理念進(jìn)行探索,將學(xué)生的工程教育置于現(xiàn)代工程背景下,由興趣和創(chuàng)意產(chǎn)生想法以后,按照規(guī)劃完成自己的設(shè)計(jì),這樣不是特定的知識(shí)內(nèi)容,學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)化為主動(dòng),學(xué)習(xí)過程不局限在某個(gè)課堂、某個(gè)教室,讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)的知識(shí)結(jié)合實(shí)踐,走出課堂,走向社會(huì),由機(jī)械記憶的學(xué)習(xí)到自己動(dòng)腦思考和實(shí)踐,讓學(xué)生在自己動(dòng)腦思考與實(shí)踐中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),從而獲得當(dāng)前信息時(shí)代所需要的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思路。在研究如何讓學(xué)生更主動(dòng)、效率更高的學(xué)習(xí)中,通過某個(gè)自己選定設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生直接感受、經(jīng)歷知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過程,漸漸培養(yǎng)成一種主動(dòng)學(xué)習(xí)和獲得知識(shí)的良好習(xí)慣,思路得到創(chuàng)新,實(shí)踐能力實(shí)實(shí)在在地得到鍛煉和提高。
四、CDIO工程教育模式實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[5]
1.規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室布局
通信工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有著它的特殊性,實(shí)驗(yàn)的設(shè)備即軟件與硬件結(jié)合,通過更新軟件即可完成軟件部分的升級(jí)。但電子通信硬件發(fā)展比較快,實(shí)驗(yàn)設(shè)備不僅昂貴而且容易損壞,要滿足學(xué)生對(duì)通信實(shí)踐教學(xué)的要求,得選擇好目前滿足市場(chǎng)需要和具有代表性發(fā)展方向的實(shí)驗(yàn)器材,還需足夠大的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地,合理的規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室的布局。學(xué)生實(shí)踐的培養(yǎng)需要有專業(yè)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)、專業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)和專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn),相當(dāng)于循序漸進(jìn)的各環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn),能為學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和工作中從事科學(xué)研究、科技創(chuàng)新奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.開放性實(shí)驗(yàn)室
為了可以將課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課外創(chuàng)新實(shí)踐更好地結(jié)合,學(xué)生如果有足夠的能力,將學(xué)生研究方向做成一個(gè)項(xiàng)目,最好是組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)去做項(xiàng)目,增設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室,給這類拔尖學(xué)生提供一個(gè)實(shí)踐平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)室時(shí)間上的開放可以使學(xué)生自主安排實(shí)驗(yàn),調(diào)動(dòng)積極性。實(shí)驗(yàn)儀器上的合理開放可以使學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)儀器開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目創(chuàng)造條件,養(yǎng)成主動(dòng)獲取知識(shí)的習(xí)慣。比如在實(shí)驗(yàn)中碰到問題,團(tuán)隊(duì)中解決問題或是獨(dú)立思考,學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)分析或自住分析、排除。
五、結(jié)語
高等教育的根本任務(wù)是人才培養(yǎng),要堅(jiān)持把促進(jìn)學(xué)生健康成長(zhǎng)作為學(xué)校一切工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),全面貫徹黨的教育方針,實(shí)行教學(xué)、科研、生產(chǎn)三結(jié)合,為社會(huì)提供形式多樣的教育服務(wù)。CDIO工程教育模式引入高校實(shí)踐教學(xué)是一種先進(jìn)的理念,是對(duì)高校實(shí)踐教學(xué)的一種可持續(xù)研究,對(duì)于高校實(shí)踐隊(duì)伍的建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)改革以及實(shí)驗(yàn)設(shè)施建設(shè)都具有非常好的參考價(jià)值,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有著巨大的幫助,通過此類模式能培養(yǎng)出符合企業(yè)要求的高級(jí)人才。
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關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程改革 職業(yè)教育
中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)09(a)-0143-02
機(jī)械基礎(chǔ)作為高職院校機(jī)械專業(yè)及近機(jī)類專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,具有較強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性和綜合性。該課程的教學(xué)直接影響到學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣和后續(xù)課程的學(xué)習(xí),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生具有廣博的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)、先進(jìn)設(shè)計(jì)技能和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力尤為重要。但是通過調(diào)研,在課程學(xué)完后,學(xué)生對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路、方案確定、結(jié)構(gòu)確定、零件材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等不明確,不具備系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的思路能力,且不熟悉所學(xué)的一系列知識(shí)點(diǎn)如何運(yùn)用。同時(shí)從我院學(xué)生參加了兩屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)具體實(shí)際設(shè)計(jì)問題的解決能力較差。這種現(xiàn)狀束縛了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,制約了機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量的提高,所以有必要對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革,探索新的教學(xué)模式與教學(xué)方式方法,提高本課程教學(xué)質(zhì)量。
1 構(gòu)建項(xiàng)目化教學(xué)模式
1.1 構(gòu)建項(xiàng)目化教學(xué)模式的背景
機(jī)械基礎(chǔ)課程具有理論抽象、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn),且內(nèi)容繁雜、各章節(jié)間即自成獨(dú)立體系又相互關(guān)聯(lián)。根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn),若在課堂上單純進(jìn)行理論知識(shí)的講授,學(xué)生感覺枯燥且難以理解,導(dǎo)致課堂氣氛沉悶,久而久之學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣,學(xué)習(xí)效果下降。因此,將項(xiàng)目化教學(xué)中引入課堂將問題留給學(xué)生,讓學(xué)生變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體,讓教師的作用由以傳道為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐越饣鬄橹鳌W寣W(xué)生在解決問題的過程中自主探索知識(shí),從而提起其學(xué)習(xí)興趣,提升其學(xué)習(xí)效果。
1.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)
該課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的核心思想是:所有項(xiàng)目都依托于一個(gè)完整的典型機(jī)器,強(qiáng)調(diào)機(jī)器是一個(gè)有機(jī)的整體,讓學(xué)生在由具體機(jī)器構(gòu)建的真實(shí)情境中去分析每一個(gè)項(xiàng)目,這樣可以使多種機(jī)構(gòu)和零部件的零散知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系在一起,更有利于幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。
例如:在教學(xué)過程中可以把根傳動(dòng)有關(guān)的聯(lián)軸器、軸、軸承、齒輪等內(nèi)容串聯(lián)起來形成一個(gè)大的項(xiàng)目。該項(xiàng)目集合了課程中的大部分內(nèi)容,根據(jù)各教學(xué)內(nèi)容它又可以分解為多個(gè)子項(xiàng)目,每個(gè)子項(xiàng)目針對(duì)某個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn),即聯(lián)軸器的選擇、齒輪及輪系的設(shè)計(jì)、軸及軸系零件的設(shè)計(jì)、支撐部件的選擇等。在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí),學(xué)生可以以組為單位,教師指導(dǎo)學(xué)生利用在子項(xiàng)目中所學(xué)的知識(shí),完成總項(xiàng)目的內(nèi)容,這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以提高學(xué)習(xí)興趣,并樹立自信心。
2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
機(jī)械基礎(chǔ)課程包含了機(jī)械零件和機(jī)械原理兩大部分內(nèi)容,在過去的教學(xué)中將各部分內(nèi)容按章節(jié)的形式介紹,這樣雖然保證了知識(shí)的完整性和系統(tǒng)性,但各內(nèi)容間的關(guān)聯(lián)性不理想。又由于多數(shù)學(xué)生缺乏工程實(shí)踐,對(duì)機(jī)械缺乏感性認(rèn)識(shí),因此,學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際中。其結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生獲得的知識(shí)是碎片化的,并不能將其融會(huì)貫通綜合運(yùn)用。因此,需要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。
在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)該從工程實(shí)際出發(fā)進(jìn)行知識(shí)的傳授,加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)。如在介紹輪系知識(shí)時(shí),介紹輪系的基礎(chǔ)知識(shí)后,增加減速器、變速箱等輪系在工程中的典型應(yīng)用實(shí)例。同時(shí),還應(yīng)附帶介紹實(shí)例中軸系所涉及到的軸、齒輪、鍵等各個(gè)零件的功能,這樣可以讓學(xué)生對(duì)以往所學(xué)知識(shí)進(jìn)行串聯(lián),增加學(xué)生對(duì)知識(shí)的融會(huì)能力。
另外,該課程中存在較多的公式、概念,因此學(xué)生面對(duì)如此復(fù)雜的公式時(shí)會(huì)存在較強(qiáng)的厭煩情緒。因此,在教學(xué)過程中應(yīng)以“必須、夠用”為原則,強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的應(yīng)用,簡(jiǎn)化公式的計(jì)算,淡化理論的推導(dǎo),讓學(xué)生掌握基本的設(shè)計(jì)思路及原則即可,重在對(duì)結(jié)果的應(yīng)用。
3 轉(zhuǎn)變教學(xué)方式方法
由于高職院校大部分學(xué)生普遍存在基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)吃力的實(shí)際情況,如果教師仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法來講授這門課程,會(huì)使學(xué)生興趣不高,學(xué)習(xí)效果較差。因此,教師要綜合運(yùn)用多種教學(xué)方式方法將本課程生動(dòng)、直觀、輕松地呈現(xiàn)給學(xué)生,以期達(dá)到應(yīng)有的目的。
多媒體技術(shù)是現(xiàn)代教育手段的主流,它可以表達(dá)出傳統(tǒng)的教學(xué)方法中用語言和粉筆難于描述清楚的內(nèi)容,運(yùn)用多媒體教學(xué),能將抽象、復(fù)雜的知識(shí)直觀化、形象化,可以實(shí)現(xiàn)圖形美觀,信息量大,提高課堂效率等特點(diǎn)。借助多媒體課件,學(xué)生可以在屏幕上看到各種機(jī)械零件在實(shí)際中的應(yīng)用,各種機(jī)器、機(jī)構(gòu)、部件和零件的內(nèi)部機(jī)構(gòu)及零部件的裝配和工作過程,增加學(xué)生對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)。
在注重理論教學(xué)的同時(shí),也要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。在實(shí)踐教學(xué)中可開設(shè)一些應(yīng)用型實(shí)驗(yàn),如聯(lián)軸器拆裝實(shí)訓(xùn)、減速器拆裝實(shí)訓(xùn)、內(nèi)燃機(jī)拆裝并繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖實(shí)訓(xùn)等,另外還可以增加到工廠參觀實(shí)習(xí),通過這些實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)不僅能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解,還能強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力,對(duì)學(xué)生形成工程意識(shí)和職業(yè)能力也會(huì)起到重要作用。
4 采用靈活多樣的考試方式
機(jī)械基礎(chǔ)課程主要采用閉卷考試。這種考試方式對(duì)理論性較強(qiáng)的基礎(chǔ)知識(shí)部分是一種檢查學(xué)習(xí)效果的有效形式,而對(duì)實(shí)用性較強(qiáng)的知識(shí)部分則存在著一些弊端。
我們認(rèn)為該課程應(yīng)該從三個(gè)方面考核學(xué)生:第一,學(xué)生職業(yè)素質(zhì),如學(xué)習(xí)態(tài)度、求實(shí)精神、吃苦耐勞、自我激勵(lì)等;第二,對(duì)基本知識(shí)、基本理論的理解與應(yīng)用的掌握程度學(xué);第三,生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新的能力。因此,在考核是可根據(jù)學(xué)生對(duì)每個(gè)模塊的完成情況,實(shí)訓(xùn)課題的整體完成情況給分,再考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,出勤情況等,以及學(xué)期末的筆試成績(jī)等,綜合起來作為學(xué)生該課程的考核成績(jī),這樣的考查方式也能夠充分的體現(xiàn)出每個(gè)學(xué)生的課程能力掌握情況。
5 結(jié)語
機(jī)械基礎(chǔ)課程的改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,必須體現(xiàn)高職教育的特征,符合培養(yǎng)具有實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力等應(yīng)用型人才的需求。基于此,我們的課程改革,應(yīng)該不斷提高課程教學(xué)的效率和質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生掌握更多更新的理論知識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性思維能力。讓學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)既掌握一定的理論知識(shí),又在實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力等方面得到鍛煉。
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