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強調功能突出創(chuàng)新的設計方法學課程教學論文
功能是產品的本質，產品是功能的載體，滿足產品的功能要求是設計的核心。設計是創(chuàng)造性的勞動，其本質是創(chuàng)新。本文利用設計方法學課程具有較強的創(chuàng)新教育這一特點，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維能力方面進行了有益的嘗試。
設計方法學是研究產品設計規(guī)律、設計程序及設計中思維和工作方法的一門綜合性學科。它強調產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(guī)律，研究并促進各種創(chuàng)新技法在設計中的應用。由此可見，設計方法學課程具有較強的創(chuàng)新教育的特點。
對大學生的創(chuàng)新教育是貫穿于學校教育乃至整個社會的一項系統(tǒng)工程。就學校教育而言，作為人才培養(yǎng)過程中最重要的各種課程教學環(huán)節(jié)，應該在培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力方面起到最積極的主導作用。基于這種認識，教師在日常的教學工作中就應該注重把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力與課程教學有機地結合起來。在這方面，我們在設計方法學課程教學中進行了探索。
一、樹立功能觀點
產品是功能的載體，是功能的實現方式，功能是產品的本質，滿足產品的功能要求是設計的核心，“功能”思想是設計方法學最重要的概念。
在設計方法學課程教學中，強調產品功能，要求學生逐步樹立功能的觀點。告訴學生，設計產品不是著眼于產品的本身，而是通過某種物理形態(tài)體現用戶所需要的功能，不要首先從產品結構著手，而應從系統(tǒng)功能出發(fā)設計產品，這是一種設計方法的轉變。
產品設計采用功能分析的方法，可以把常規(guī)設計時首先從產品具體結構的思考轉化為對產品功能的思考，從而可以擺脫產品現有結構形式對思維的束縛，尋求一切能滿足產品功能要求的工作原理，探索滿足這些工作原理的技術裝置——功能載體，并且通過對各種功能載體的組合和選優(yōu)，找到能實現產品功能要求并具有創(chuàng)新的設計方案。這種緊緊圍繞產品功能進行分析、分解、求解、組合和選優(yōu)的方案設計方法稱為功能分析法。
功能分析法的重點在于提出創(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。
引導學生在設計產品時，從產品的功能入手，運用功能分析法進行功能原理設計，以期獲得好的原理方案。例如在討論減速裝置時，學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。通過采用“黑箱法”分析減速裝置的總功能，即降速增矩，打破了學生的思維定式，使學生豁然開朗，明確了凡是能夠實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、鏈傳動和帶傳動等減速裝置。
強調產品功能，樹立功能的觀點，有利于抓住問題本質，拓寬思路，擺脫傳統(tǒng)的舊框框，獲得新穎的較高水平的設計方案;有助于啟迪學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。
二、啟迪學生的創(chuàng)新意識
創(chuàng)新活動首先來自強烈的創(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。教師在教學活動中要潛移默化地影響和有意識地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。
設計方法學是關于設計的科學，它認為創(chuàng)新是開發(fā)技術產品的靈魂。在解釋設計的含義時，強調設計的本質是創(chuàng)新。在設計過程中，總有新事物被創(chuàng)造出來，這個“新”字，可以指過去從未出現過的東西，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。同時也指出，沒有任何創(chuàng)新的模仿和測繪不能夠算是設計。這樣，在課程一開始就使學生認識到無創(chuàng)新就無設計。
課堂上結合創(chuàng)新設計實例，打破學生對創(chuàng)新設計的神秘感，使學生明白，創(chuàng)新設計并非少數杰出人才的專利，相信每個正常的人都有創(chuàng)新能力，人人都可以進行創(chuàng)新，創(chuàng)新能力無時不在，創(chuàng)新能力無人不有。如果具有挑戰(zhàn)精神，沖破思想上的束縛，并掌握科學的方法，便能調動創(chuàng)造性而獲得出乎意料的創(chuàng)新成果。同時教育學生，創(chuàng)新需要付出艱苦的勞動，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取的精神，克服重重困難才能取得成功。
教學過程中，通過介紹創(chuàng)新設計的案例，組織學生參加課堂討論，各抒己見，給學生創(chuàng)造一個開動腦筋、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、挖掘創(chuàng)新潛能的寬松環(huán)境，并注重培養(yǎng)學生樂觀自信、興趣廣泛、充滿好奇、勇于探索、意志堅強、敢于質疑、有信心和責任心的優(yōu)良創(chuàng)造人格。
三、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力
創(chuàng)新思維在整個創(chuàng)新過程中占有重要的地位。這是因為在創(chuàng)新活動前半期，是進行創(chuàng)新思維活動，創(chuàng)新活動后半期，是把創(chuàng)新思維付諸實現。許多創(chuàng)新技法都是由創(chuàng)新思維發(fā)展演化而來。
創(chuàng)新思維能力是創(chuàng)新能力的核心，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)首先是創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。創(chuàng)新思維是人們從事創(chuàng)新活動的源泉，創(chuàng)新的關鍵是思維。創(chuàng)新思維是發(fā)散思維和收斂思維二者的統(tǒng)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，最終力圖使問題獲得圓滿解決的思維方法。其特點是從給定的信息中產生眾多的信息輸出，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。收斂思維是將問題所提供的各種信息匯集起來得出一個正確答案。其特點是將眾多的思路和信息匯集起來，通過比較、篩選、組合、論證，得出現有條件下解決問題的最佳方案。在創(chuàng)新活動中，光有發(fā)散思維的活動并不能使問題得到有效的解決，因為創(chuàng)新活動的最終結果只需少數或唯一的結果，所以發(fā)散思維之后尚需進行收斂思維，這兩種思維的有效結合組成了創(chuàng)新活動的一個循環(huán)過程�；诖�，在教學活動中，注意引導學生走出傳統(tǒng)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培養(yǎng)。從問題的多樣性，可以產生大量新的假設;從問題的伸縮性，可以改變思維，從不同的角度去看同一事物;從問題的新穎性，可以去探索不同于傳統(tǒng)方式的解決方法。
功能原理設計是設計方法學課程教學中的一個重點內容。功能原理設計是針對產品主要功能提出原理性構思，對產品的成敗起決定性作用的工作，因此特別需要創(chuàng)新思維。課堂教學中，可鼓勵學生表達思想和思維過程，精心設計問題，反復引導學生應用“抽象——發(fā)散——收斂”的思維方式去分析和解決問題，并按照這一思維模式尋求各種物理原理，通過原理組合并進行評價找出最優(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，學生提出了多種物理原理：切向力、摩擦力、離心力、重力、粘著力、氣吹力、負壓吸力和靜電力。經過方案組合，得到若干種原理方案。在此基礎上，運用收斂思維，經過評價選擇確定最佳方案。在啟發(fā)式教學活動中，學生積極開動腦筋，思維活躍，討論熱烈，收到了良好的效果。
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