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摘要：工业设计有其自身学科特点，工程基础知识成为学科知识体系的重要组成部分。“创意机构设计”就是针对艺术类工业设计专业学生知识结构的不足而设定的工程技术学科课程，充分体现了艺术类学生的学习特点及学科重点。通过浅显的实例讲述常见的机构原理，培养学生在设计中的功能和结构意识，并开设相关的实践环节和训练课题，强化教学效果。同时，通过分析教学成果和不足，进一步达到教学相长的目的。
关键词：工业设计；艺术类学生；工程基础；教学实践；成果
工业设计在我国还是一门新兴的、实践性和应用性都较强的边缘交叉学科，其特点之一就是综合性强。这就决定了目前我国的工业设计教育的招生范围比较宽泛，工业设计专业既可以从理工科考生中招收，也可以接收艺术类考生。目前，全国已有多所高校实行文理兼收模式，并分别设置了不同的教学培养计划和课程体系。其中工程基础的学习是工业设计专业必不可少的，特别是对是艺术类学生工程基础的教学内容、知识深度、实践内容以及训练方式等是值得探索的。
重庆大学从2003年开始招收文科艺术类学生，在学生基础类型不同的情况下，我们对培养计划作了很大程度的调整。特别就艺术类工业设计专业学生的工程基础教学问题作了一些探索。通过两届教学与实践取得了一些效果，介绍于此供同行探讨。
一、工业设计学科的特点及工程基础知识学习的必要性
关于艺术类工业设计专业学生是否有必要学习工程基础知识，怎样学习一直以来都是工业设计教育人士探讨的热点问题之一。工业设计的跨学科性决定了它是一门综合性极强的学科，涉及社会学、心理学、行为学、人机工程学、艺术、文化、工程技术、环境、管理等多门学科。也就是说，它所培养的人才应该既具有良好的工程技术基础知识，又具备优秀的艺术素养的综合性人才，艺术类学生的知识结构决定了他们有必要学习相应的工程技术知识。同时，工业设计又是一门实践性很强的学科。它不仅仅是一个概念、一个创意，同时还必须存在将其转化成现实产品的可行性。设计的可行性离不开分析、研究并解决材料、结构、制造、加工以及表面处理等问题，这就决定了工程技术知识将成为所有工业设计专业学生的必修课程。
工业设计学科具有创新性。传统的工业产品逐步被高新技术产品及服务所取代。工业设计与先进的生产技术、制造技术(CAD／CAM)相结合，正在进行着一场新的技术革命。设计只有紧跟时代步伐并超越时代步伐，才能体现时代特性，发挥创新本质。艺术类学生有必要熟悉常用工程材料，初步掌握典型成型方法，了解与现代设计及制造有关的新材料、新工艺、新技术及发展趋势。
工业设计还具有系统性。从最初的概念策划到最终的产品原型制作及相关辅助推广行为乃至广告等，每一个概念都须经过严格的程序规范以及反复加工审核过程。这种具有典型的开发与完善性质的系统性工程，要求工业设计人员必须具有广博的知识，扎实的学科基础。深度适宜的工程学科知识对艺术类学生来说是必不可少的。
二、艺术类学生的学习特点
艺术类学生学习设计有其自身的优势，如设计思维活跃，空间想象力较好，表现能力较强，视觉洞察力敏锐，有较强的审美鉴赏能力和外观造型能力等。但同时也存在不容忽视的缺陷。由于艺术类学生的知识结构不均衡，知识体系不够完备，由于缺少工程基础知识做依托，部分创新思维与具体实现之间有一定差距而缺乏创新价值，结果使得许多优秀的造型效果却找不到实物载体。工程基础知识是创新产品与实现产品商品化的重要基础，是连接设计理想与商品现实的纽带和桥梁。因此，在设计教学中应当努力弥补艺术类学生的科学和技术知识方面的欠缺，使其更好地发挥其专业特长，培养基础知识较全面的设计专门人才，创造既有实用功能又具时代美感的设计。
为了达到以上目的，我校工业设计专业精心设计和安排了“创意机构设计”这一课程，并与重庆大学工程技术培训中心一起，共同对工业设计专业艺术类学生进行工程基础的培养和训练。
三、“创意机构设计”课程的设置与教材建设
该课程是工业设计专业的必修课，是不可忽视的重要环节。以往工业设计理工类的学生工程知识的学习是分别以几门课程的教学来达到目的的。如机械原理、机械装备、机械传动、机械零件加工等。艺术类的学生要在有限的学时内掌握这些内容是相当困难的，需要一本深入浅出的又能使学生能够理解的综合性的工业设计工程基础教材。为此，在教育部工业设计教学指导委员会的组织下，重庆大学高敏、张成忠老师主编了《工业设计工程基础Ⅱ》——创意机构及控制基础国家“十五”规划教材。同时，将以前机械基础的几门课程去掉，以一门“创意机构设计”课程取而代之。课程教学目的是通过学习使学生了解工程技术在工业设计中的重要性，使学生在设计中具有较强的功能和结构意识。该课程介绍了机械运动、运动的传递等基础知识，并在以浅显的例子说明各种常见机构的原理的基础上，用形象的语言和图形讲解机械的构成和传动的基本原理。其核心教学内容如下：
1．连接及夹紧机构：固定连接、活动连接、柔性连接及运用。
2．获得转动及往复运动机构：匀速运动机构、变速运动机构及运用。
3．其他机构：扩大位移机构、倍力机构、间歇运动机构及运用。
4．新原理及机构的创意：物理、化学现象与新原理。
5．机构的电器控制基础等。
四、课程的特色
为了使艺术类学生容易接受，在教学中，有意识地避开了较难懂的机械原理部分，深入浅出地讲解了机构的工作原理及其运用场合。鉴于工业设计专业与工程设计的区别以及学生的特点，所有内容都是以图形讲解和说明定性的功能动作为主。避开繁杂的定量计算和参数设计，采用图片及多媒体的形象教学，使学生对较陌生的工程知识有较为直观的实际感受。
在理论教学的同时，以大量实际应用的例子说明各种机械元件的选用并布置必要的练习。该课程的练习主要是围绕机构的功能设计而安排的，主要命题是在产品设计中如何考虑功能动作及如何选择合适的功能元件实现产品的功能，使学生进一步了解工业设计与工程技术的关系、内在机构与外观设计的关系。对于一件产品的设计，外观设计在很大程度上是依附内部功能结构的，外观造型的设计必须了解内部功能件的布局情况，哪些是可以调整的那些是不可以动的，使其在今后的设计中建立起完整的设计概念。
五、实践环节及训练内容
为了加强和巩固学生的学习效果，由于课时的限制，该课程仅安排了18个课时的实验，但是，该课程的实践安排有意识地与金工实习的末尾连接起来，使实践环节内容更加丰富、时间更加充分、效果更加明显。实习与实践共两个主要环节和一个附加环节，均在重庆大学工程技术培训中心进行。
第一个主要环节是认识与操作。这是在机械零件陈 列室和加工车间进行的。主要是使学生认识机械的构成、各部分得名称、功能以及相互配合所实现的功能动作。在有安全保障的情况下，让学生适当操作并加工简单的零件使其获得机械设备的操作实感、了解材料的加工性能和零件形状和加工工艺之间的关系以及增强今后在设计中的工程意识。
学生操作实践的机械加工环节有钳工技能、车床操作、铸造技术、焊接工艺、数控机床操作等。这一过程相对时间较长，在其间得到技术人员和工人师父的耐心指导，认识和技能都得到了很大的提高。
第二个环节是设计与制作。设计的命题有两种，一种是假想命题即小产品的创意，这和工业设计专业联系较紧。所要求设计的产品一般较小、适合于快速设计和动手制作，通常为随身小饰品之类。要求学生在老师的指导下短时间内创意完成，选择合适的材料和加工方法自己动手制作完成。2003级的命题是设计和制作一个挂饰件，学生根据设计选定材料并自己加工成型。
第二种命题是参与工程技术培训中心产品的改良及部分简单加工工作。例如2004级的命题是设计一款作为公共场合的手触式智能查询机，要求外观新颖、结构合理、具有一定的市场价值。学生在制作工程中使用了在实习过程中所学到的方法。首先要用钢筋制作查询机的骨架，制作出合适的曲线，然后焊接成框架；其次要将铁皮切割成合适的形状，对框架实行包裹，同时留出安装显示器和主机的位置；最后对显示器和主机进行安装。这类题目的特点是学生有一种真正的与社会接触的感觉，所学得的知识和技能也是非常有针对性的，缺点是课题的类型和工作量不一定适合专业的特点。
第三个是附加环节，鉴于艺术类学生的特点，要求他们在参观和实践的间歇画一些关于产品及机械的速写。这一个环节可以使学生参观和实践的时候不是走马观花，而是要用心。要画速写就必须观察，特别是要描绘机械部件的相关关系，没有仔细的观察是不行的。由于与艺术表达直接相关，这一环节一般都能较好地完成。
六、所取得的效果与存在的不足
由于“产品创意设计”课程在理论教学过程中穿插大量浅显并具典型性的例子，使学生基本掌握了工业设计人员必须具备的常识性工程基础知识。该课程教学内容的针对性和系统性适合艺术类学生的学习特点，形成了艺术类学生知识结构的有力补充。
在实践教学中，参观认识、实际操作两大环节相辅相成，在很大程度上巩固和丰富了理论教学内容。对机械零件陈列室和加工车间的参观使学生认识了各种机械零件的基本形状及其特点，了解其材料及用途；在认知普通加工机床的基础上了解各种机床的加工方式及功能特点；参观现代加工设备使学生了解了现代加工技术并使其能够有意识地在设计中融入最新加工技术。特别是第三个附加环节，通过教学实践，证明这个与学生爱好特点相结合的环节对集中学生的注意力和增强认识深度是有效的。
对车床、刨床、钻床、铣床以及常见钳工工具等的操作塑造了学生对机械机床的实感体验，理解并掌握其基本操作规则和方法。在制作实体产品的过程中，学生通过综合运用理论、参观与实际操作知识，对于产品中机构的连接与固定，材料的选择，加工手段与方法以及加工的可行性与精确性有了进一步的认知。
在参与产品改良的实践后，学生的设计制作体会是：“通过这次实习让我们亲身体验到了什么是设计，在设计过程中要注意什么。在这次设计中每个细节，每个步骤都那么精细。在设计过程中不仅要考虑到产品外观，还要考虑到产品的结构和使用性，考虑到产品的制作工艺，要设计出能做出来的产品。通过这次实习提高了我们的动手能力，很有成就感。同时，也提高了我们对设计的认识程度”。
在基本达到教学目的，取得教学效果的同时，也存在一定的问题和不足之处：
部分艺术类学生对工程基础知识的学习并未引起足够的重视，认为工程知识并非艺术类设计人员解决问题时的必备知识。这种漠视心理导致其对工程知识的学习产生一定的排斥情绪。艺术类学生的思维特点决定其对工程图认知能力较差，绘图缺乏一定的规范性。同时，对于基本概念的透彻理解也存在一定的难度。
如何进一步调动所有学生的学习积极性以取得更好的教学效果，如何使学生能够将机械工程的基础知识灵活的运用于产品创意设计，运用各种常见的机构和装置来解决设计中的功能、动作、形状、加工等问题，还有待于我们在教学中进一步的探索和实践。
张成忠，重庆大学人文艺术学院工业设计系主任，教授；曾海艳，重庆大学人文艺术学院教师。
[责任编辑：文和平]
关键词：工业设计；艺术类学生；工程基础；教学实践；成果
工业设计在我国还是一门新兴的、实践性和应用性都较强的边缘交叉学科，其特点之一就是综合性强。这就决定了目前我国的工业设计教育的招生范围比较宽泛，工业设计专业既可以从理工科考生中招收，也可以接收艺术类考生。目前，全国已有多所高校实行文理兼收模式，并分别设置了不同的教学培养计划和课程体系。其中工程基础的学习是工业设计专业必不可少的，特别是对是艺术类学生工程基础的教学内容、知识深度、实践内容以及训练方式等是值得探索的。
重庆大学从2003年开始招收文科艺术类学生，在学生基础类型不同的情况下，我们对培养计划作了很大程度的调整。特别就艺术类工业设计专业学生的工程基础教学问题作了一些探索。通过两届教学与实践取得了一些效果，介绍于此供同行探讨。
一、工业设计学科的特点及工程基础知识学习的必要性
关于艺术类工业设计专业学生是否有必要学习工程基础知识，怎样学习一直以来都是工业设计教育人士探讨的热点问题之一。工业设计的跨学科性决定了它是一门综合性极强的学科，涉及社会学、心理学、行为学、人机工程学、艺术、文化、工程技术、环境、管理等多门学科。也就是说，它所培养的人才应该既具有良好的工程技术基础知识，又具备优秀的艺术素养的综合性人才，艺术类学生的知识结构决定了他们有必要学习相应的工程技术知识。同时，工业设计又是一门实践性很强的学科。它不仅仅是一个概念、一个创意，同时还必须存在将其转化成现实产品的可行性。设计的可行性离不开分析、研究并解决材料、结构、制造、加工以及表面处理等问题，这就决定了工程技术知识将成为所有工业设计专业学生的必修课程。
工业设计学科具有创新性。传统的工业产品逐步被高新技术产品及服务所取代。工业设计与先进的生产技术、制造技术(CAD／CAM)相结合，正在进行着一场新的技术革命。设计只有紧跟时代步伐并超越时代步伐，才能体现时代特性，发挥创新本质。艺术类学生有必要熟悉常用工程材料，初步掌握典型成型方法，了解与现代设计及制造有关的新材料、新工艺、新技术及发展趋势。
工业设计还具有系统性。从最初的概念策划到最终的产品原型制作及相关辅助推广行为乃至广告等，每一个概念都须经过严格的程序规范以及反复加工审核过程。这种具有典型的开发与完善性质的系统性工程，要求工业设计人员必须具有广博的知识，扎实的学科基础。深度适宜的工程学科知识对艺术类学生来说是必不可少的。
二、艺术类学生的学习特点
艺术类学生学习设计有其自身的优势，如设计思维活跃，空间想象力较好，表现能力较强，视觉洞察力敏锐，有较强的审美鉴赏能力和外观造型能力等。但同时也存在不容忽视的缺陷。由于艺术类学生的知识结构不均衡，知识体系不够完备，由于缺少工程基础知识做依托，部分创新思维与具体实现之间有一定差距而缺乏创新价值，结果使得许多优秀的造型效果却找不到实物载体。工程基础知识是创新产品与实现产品商品化的重要基础，是连接设计理想与商品现实的纽带和桥梁。因此，在设计教学中应当努力弥补艺术类学生的科学和技术知识方面的欠缺，使其更好地发挥其专业特长，培养基础知识较全面的设计专门人才，创造既有实用功能又具时代美感的设计。
为了达到以上目的，我校工业设计专业精心设计和安排了“创意机构设计”这一课程，并与重庆大学工程技术培训中心一起，共同对工业设计专业艺术类学生进行工程基础的培养和训练。
三、“创意机构设计”课程的设置与教材建设
该课程是工业设计专业的必修课，是不可忽视的重要环节。以往工业设计理工类的学生工程知识的学习是分别以几门课程的教学来达到目的的。如机械原理、机械装备、机械传动、机械零件加工等。艺术类的学生要在有限的学时内掌握这些内容是相当困难的，需要一本深入浅出的又能使学生能够理解的综合性的工业设计工程基础教材。为此，在教育部工业设计教学指导委员会的组织下，重庆大学高敏、张成忠老师主编了《工业设计工程基础Ⅱ》——创意机构及控制基础国家“十五”规划教材。同时，将以前机械基础的几门课程去掉，以一门“创意机构设计”课程取而代之。课程教学目的是通过学习使学生了解工程技术在工业设计中的重要性，使学生在设计中具有较强的功能和结构意识。该课程介绍了机械运动、运动的传递等基础知识，并在以浅显的例子说明各种常见机构的原理的基础上，用形象的语言和图形讲解机械的构成和传动的基本原理。其核心教学内容如下：
1．连接及夹紧机构：固定连接、活动连接、柔性连接及运用。
2．获得转动及往复运动机构：匀速运动机构、变速运动机构及运用。
3．其他机构：扩大位移机构、倍力机构、间歇运动机构及运用。
4．新原理及机构的创意：物理、化学现象与新原理。
5．机构的电器控制基础等。
四、课程的特色
为了使艺术类学生容易接受，在教学中，有意识地避开了较难懂的机械原理部分，深入浅出地讲解了机构的工作原理及其运用场合。鉴于工业设计专业与工程设计的区别以及学生的特点，所有内容都是以图形讲解和说明定性的功能动作为主。避开繁杂的定量计算和参数设计，采用图片及多媒体的形象教学，使学生对较陌生的工程知识有较为直观的实际感受。
在理论教学的同时，以大量实际应用的例子说明各种机械元件的选用并布置必要的练习。该课程的练习主要是围绕机构的功能设计而安排的，主要命题是在产品设计中如何考虑功能动作及如何选择合适的功能元件实现产品的功能，使学生进一步了解工业设计与工程技术的关系、内在机构与外观设计的关系。对于一件产品的设计，外观设计在很大程度上是依附内部功能结构的，外观造型的设计必须了解内部功能件的布局情况，哪些是可以调整的那些是不可以动的，使其在今后的设计中建立起完整的设计概念。
五、实践环节及训练内容
为了加强和巩固学生的学习效果，由于课时的限制，该课程仅安排了18个课时的实验，但是，该课程的实践安排有意识地与金工实习的末尾连接起来，使实践环节内容更加丰富、时间更加充分、效果更加明显。实习与实践共两个主要环节和一个附加环节，均在重庆大学工程技术培训中心进行。
第一个主要环节是认识与操作。这是在机械零件陈 列室和加工车间进行的。主要是使学生认识机械的构成、各部分得名称、功能以及相互配合所实现的功能动作。在有安全保障的情况下，让学生适当操作并加工简单的零件使其获得机械设备的操作实感、了解材料的加工性能和零件形状和加工工艺之间的关系以及增强今后在设计中的工程意识。
学生操作实践的机械加工环节有钳工技能、车床操作、铸造技术、焊接工艺、数控机床操作等。这一过程相对时间较长，在其间得到技术人员和工人师父的耐心指导，认识和技能都得到了很大的提高。
第二个环节是设计与制作。设计的命题有两种，一种是假想命题即小产品的创意，这和工业设计专业联系较紧。所要求设计的产品一般较小、适合于快速设计和动手制作，通常为随身小饰品之类。要求学生在老师的指导下短时间内创意完成，选择合适的材料和加工方法自己动手制作完成。2003级的命题是设计和制作一个挂饰件，学生根据设计选定材料并自己加工成型。
第二种命题是参与工程技术培训中心产品的改良及部分简单加工工作。例如2004级的命题是设计一款作为公共场合的手触式智能查询机，要求外观新颖、结构合理、具有一定的市场价值。学生在制作工程中使用了在实习过程中所学到的方法。首先要用钢筋制作查询机的骨架，制作出合适的曲线，然后焊接成框架；其次要将铁皮切割成合适的形状，对框架实行包裹，同时留出安装显示器和主机的位置；最后对显示器和主机进行安装。这类题目的特点是学生有一种真正的与社会接触的感觉，所学得的知识和技能也是非常有针对性的，缺点是课题的类型和工作量不一定适合专业的特点。
第三个是附加环节，鉴于艺术类学生的特点，要求他们在参观和实践的间歇画一些关于产品及机械的速写。这一个环节可以使学生参观和实践的时候不是走马观花，而是要用心。要画速写就必须观察，特别是要描绘机械部件的相关关系，没有仔细的观察是不行的。由于与艺术表达直接相关，这一环节一般都能较好地完成。
六、所取得的效果与存在的不足
由于“产品创意设计”课程在理论教学过程中穿插大量浅显并具典型性的例子，使学生基本掌握了工业设计人员必须具备的常识性工程基础知识。该课程教学内容的针对性和系统性适合艺术类学生的学习特点，形成了艺术类学生知识结构的有力补充。
在实践教学中，参观认识、实际操作两大环节相辅相成，在很大程度上巩固和丰富了理论教学内容。对机械零件陈列室和加工车间的参观使学生认识了各种机械零件的基本形状及其特点，了解其材料及用途；在认知普通加工机床的基础上了解各种机床的加工方式及功能特点；参观现代加工设备使学生了解了现代加工技术并使其能够有意识地在设计中融入最新加工技术。特别是第三个附加环节，通过教学实践，证明这个与学生爱好特点相结合的环节对集中学生的注意力和增强认识深度是有效的。
对车床、刨床、钻床、铣床以及常见钳工工具等的操作塑造了学生对机械机床的实感体验，理解并掌握其基本操作规则和方法。在制作实体产品的过程中，学生通过综合运用理论、参观与实际操作知识，对于产品中机构的连接与固定，材料的选择，加工手段与方法以及加工的可行性与精确性有了进一步的认知。
在参与产品改良的实践后，学生的设计制作体会是：“通过这次实习让我们亲身体验到了什么是设计，在设计过程中要注意什么。在这次设计中每个细节，每个步骤都那么精细。在设计过程中不仅要考虑到产品外观，还要考虑到产品的结构和使用性，考虑到产品的制作工艺，要设计出能做出来的产品。通过这次实习提高了我们的动手能力，很有成就感。同时，也提高了我们对设计的认识程度”。
在基本达到教学目的，取得教学效果的同时，也存在一定的问题和不足之处：
部分艺术类学生对工程基础知识的学习并未引起足够的重视，认为工程知识并非艺术类设计人员解决问题时的必备知识。这种漠视心理导致其对工程知识的学习产生一定的排斥情绪。艺术类学生的思维特点决定其对工程图认知能力较差，绘图缺乏一定的规范性。同时，对于基本概念的透彻理解也存在一定的难度。
如何进一步调动所有学生的学习积极性以取得更好的教学效果，如何使学生能够将机械工程的基础知识灵活的运用于产品创意设计，运用各种常见的机构和装置来解决设计中的功能、动作、形状、加工等问题，还有待于我们在教学中进一步的探索和实践。
张成忠，重庆大学人文艺术学院工业设计系主任，教授；曾海艳，重庆大学人文艺术学院教师。
[责任编辑：文和平]