前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇产品设计方案汇报范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
大同大学由关系企业大同公司创办,其教育特色是理论与实践业重,按企业实际需求培养学生将来就业时所应具备的专业素质,毕业生岗位适应能力强。这种务实致用的能力培养首先体现在课程设置上,从大同大学工业设计专业的课程地图可以看出(见表1),课程针对性强且实用,课程顺序合理。学生从一年级下学期就开始循序渐进地接受专业课的学习,低年级的课程安排是专业基础课与专业课交替进行,且在二年级上学期就开始安排产品设计课程,这种课程顺序使学生能更早地形成对本专业的认知,更加明确专业学习目标。四年中各类必修的设计课程数量多,如产品设计一、产品设计二、产品开发一、产品开发二、专题设计一、专题设计二、人因设计。此外,还有造型设计、基本室内设计、包装设计、产学设计实务等设计类选修课,学生在四年中受到了大量的设计实践训l练,提高了学生将来面对具体设计项目的应对能力。专业性课程呈现多样化,且实用性强,其中系定必修课29门,专业选修课21门,专业选修课的数量远远超过内地高校同等专业,大最的选修课满足了不同学生的学习兴趣和需求,使学生极大地拓宽了专业视野,也扩展了将来的就业空间。更值得一提的是大同大学工业设计专业的实践课程和实践机会多,一年级就设有工厂实习课程,后续还有职场实习、草模制作、模型制作(分必修课和选修课)等实践性课程,其他课程很多也含有实践环节。老师们在教学中会让学生通过亲自动手制作,以对设计形态、材料和结构等进行各种尝试和比较。即使在学生自身能力有限的情况下,也可以通过导师帮助,寻找台湾当地工艺师进行合作和交流,从而验证设计创意的可行性,强化学生设计实现技能的训练。同时,产品方案的平面化体现也尤为重要,摄影技术和平面设计是优秀设计师的必备能力,有助于提升学生的综合实力。为了更好的实现务实的教育理念,系里设有工厂化的实践环境,有制作车间和专业摄影室,提供镭雕机、切割机、铣床、砂磨机、真空成型、专业摄影器材等设备供学生使用。台湾学生在平面设计、设备操作和动手制作等能力上明显优于陆生,这得益于他们前期受到的大量实践训练,而内地高校的教学过程中,学生的设计方案大多只停留在电脑模型阶段,使得学生对于产品方案的完整性,操作性和可行性难以验证。
其实,这种在“学中做,做中学”的教育理念早在包豪斯的教学体系中已明确提出,大同大学工业设计系就是秉承这样的理念,重视实务与理论并重的教学特色,这样的培养原则能够帮助学生从实务中验证理论,实际体验设计过程,很好地促进我们主动发现问题、分析问题和解决问题。大同大学独特的工业设计教育模式,与本系教师的教育背景和业界经验息息相关。大同大学工业设计专业教师大多数具备留学背景,这些老师都曾获得美国、英国、日本、法国、荷兰等工业设计发展较早国家的博士或硕士学位,借鉴了欧美、日本工业设计教育的教学方法、课程体系等。将世界前沿的设计理念贯穿于教学过程中,提倡学生最大程度的发挥材料的特性,讲求人性、自然、简约、情感的设计理念,注重取材于人文哲学与传统文脉的设计元素,探寻能够代表台湾特色的本土设计。通过笔者亲身体会,台湾设计如今的国际化水平在亚洲位列前沿,已然超越功能主义,追求精致生活、本质设计和情感交互。台湾的文化创意产业益发崛起,创新与传统并进,这样的设计特色落实到教学之中,已为台湾培养出许多享誉世界的本土设计师。除此之外,大同大学工业设计系的许多老师至今仍活跃在业界,有的是知名公司特聘设计师,有的拥有自己独立的设计团队,有的为政府项目特聘设计顾问,他们保持着最敏感的设计触觉和最务实的设计思维,能够深切了解社会所需设计、企业所需人才以及大学生所需就职竞争力。教师在业界的人脉也能够为学生争取更多的校企交流空间,如更多的参观、实习、就业等机会。笔者在大同大学交换期间,产品设计课程的流程就是严格按照企业产品开发流程进行,分为头脑风暴、创意构思、产品设计、设计执行、产品发表5个阶段,从前期市场调研、品牌文化、产品策划、生产制造、销售推广等多个方面进行考量。在每一个设计方案结题之时,学生需展示和汇报自己的设计成果(见图2),评审团是由任课老师、院系主任、校外学者、企业设计师组成。学生在成果汇报时要求身着正装,精心打扮,上台陈述自己的创意构思和设计理念,专家评审团对学生的设计专案进行提问、评价和评分。发表会过后的作品展览会,更能促进本系师生与其他院校、专业设计团队、知名企业进行专业交流。作品发表会和成果展示环节极大地锻炼了学生方案陈述能力和临场应变能力,这是学生将来入职后不可或缺的必备能力。同时,通过专家的提问和评析,学生能够更深切认识到自己作品的优与劣,丰富和提高了学生解决设计问题的综合能力。学生作品组成的大型展览,有利于提升学生的设计自豪感,为各高校的设计专业提供更丰富多元的交流机会,为企业、设计团队提供更加直观的选拔人才的平台,引导学生朝着更高的学习目标、以及更精益的专业能力发展。
2多元交笼
设计应该建筑在广泛的知识基础以及专业的美学能力之上,课堂学习固然重要,但多元化的课外经历和丰富多彩的美学欣赏,更能拓宽学生的专业视域。在大同大学的学习期间,学校与系部时常举办展览和演讲,并经常邀请业界著名设计师或者合作企业伎临课堂指导。在课堂之外,老师也会通过新锐的网络媒体,例如faceb。。k、twitter等平台,与学生们密切交流,频繁互动,分享最前沿的时尚动态和设计资讯,并邀请同学们观摩、参与自己的设计项目和所承办的活动。值得一提的是,笔者在台湾期间有幸受导师之邀,共同参与《台湾百位新锐设计师》的采访活动(见图3)、《创设计》台湾设计年鉴的编辑工作、以及台湾设计师周的策展工作,极大地开阔了专业视野,加深了对设计的实际体验。此外,大同大学还有着得天独厚的地理条件,它位于台北市中心,与台北市立美术馆毗邻。课余时间,老师常常会带领同学们前去美术馆参观、采风,还为我们导览解说。在疲于模仿北欧与日式设计之后,台湾设计师迫切想找寻属于台湾的设计特色和设计价值。因此,台北市政府近几年来致力于发扬台湾本土设计,积极申报2016世界设计之都,全力推动台湾与国际间的艺术交流。各种设计展会、创新赛事,讲座演说等艺术活动层出不穷,政府还邀请众多世界顶尖设计师伎临台北指导,笔者在台交流期间有幸聆听了日本著名设计师深泽直人和荷兰著名设计师的讲座,并与他们进行了有关专业方面的交流,受益匪浅。
3结语
关键词:企业竞争情报作战室 管理学 教学方法
中图分类号:G64 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.033
1 引言
管理学是管理学专业学生的基础课程之一,通过管理学课程的学习,学生能够掌握包括计划、组织、领导、控制职能及方法在内的基本管理技能,也会掌握一定的决策、信息分析、战略制定的技巧和方法。管理学具有较强的实践性、科学性和艺术性,在教学过程中,案例分析、仿真模拟等方法能够提高学生对理论知识的认知度,因此对于学生来讲,在分析管理实际问题过程中如何运用理论知识显得尤为重要。在竞争情报领域中,企业竞争情报作战室方法是一种有效分析环境和制定策略的思维方式和解决问题的方法,应用到管理学教学中能有效帮助学生提升综合分析和处理问题的能力。
2 企业竞争情报作战室方法概述
“作战室”在历史上是用来存放最新的情报报告的情报分析中心,这些情报使得军队或军队单元的高级军官能在充分享有信息的基础上作出指挥决策,或与上级或联盟各方面互通讯息。事实上,作战室这一术语已被应用到军事、卫生、商业、科技、法律等各行各业,服务于不同的战略目标。
2.1 企业竞争情报作战室的应用
在商业领域中,竞争情报作战室也得到了广泛的应用,比较有代表性的应用有[1]:
①竞争对手分析型:主要领域为监测竞争对手,获得竞争优势。如:福特汽车在其总部设立了CEO的作战室,预测通用、丰田等竞争对手可能对其F系列产品的任何攻击行动。
②战略管理型:主要领域为战略决策、营销策划、质量控制等,支持战略决策。如:通用电器成立了战略规划的总裁作战室。TCL建立作战室对其海外经营机构进行监督、管理、支持其重大战略决策。
③实时监控型:主要领域为物流管理,保证及时生产。如通用汽车利用作战室,严密监测运输状况、及时排除鼓掌。联邦快递也建立了实施监控作战室。
④产品设计型:主要领域为产品设计,完成设计方案。如联想的创新收集中心利用作战室来制作产品的粘土实物模型,研究产品设计方案。
⑤危机公关型:主要领域为公关关系处理维护企业形象。如沃尔玛在埃德尔曼公司的帮助下,聘用了前总统顾问Deaver等在阿肯色州建立了公关关系作战室,处理舆论对沃尔玛的批评。
2.2 企业竞争情报作战室的功能
企业竞争情报作战室是一个集成系统,集情报收集、分析与企业协调、指挥、决策于一身,兼具危机管理、应急响应与团队决策功能。它的突出特点在于将竞争情报流程与企业决策的整体思想、主要活动过程置于相互关联的环境中。企业竞争情报作战室发挥环境监视、市场预警、对手分析、技术跟踪、策略制定和信息安全等六大功能[2]。在实现这些功能的过程中,企业竞争情报工作室需要调动人员的环境分析能力,包括企业的内外部环境,即一般环境和行业环境,以及企业运行过程中的资源和能力、市场预警能力、对手分析能力、技术跟踪能力、信息安全能力及策略制定能力等。而这些能力的基础正是管理学原理中要求学生掌握的知识点。
3 管理学教学中的应用设计
当前企业的发展面临着环境的不可预测性、复杂性和变化飞速的特点,学生在学习理论知识的同时要掌握剧烈变化的环境对企业战略决策和分析方法的影响。竞争情报分析室的方法,可以使学生通过动态的模拟,运用所学知识,为企业管理者的竞争环境、竞争对手、竞争战略分析提供多种选择。
下面以竞争对手分析为例,分析企业竞争情报作战室的教学应用设计:
3.1 准备阶段
准备阶段主要是对团队组成进行设计,对案例内容进行梳理,从而进一步分析案例的重点问题,用最恰当的方法解决案例中的问题。
3.1.1 组建团队,根据案例内容,组建两支互为竞争对手的团队
企业竞争情报作战室中要求团队的构成有情报专家、信息分析专家、战略专家等,一般是由企业的高层管理组成,因此我们在设计案例分析时要求学生对自己团队的构成要有初步设计,根据各自对问题的理解能力及掌握的专业知识领域的差异,给团队成员一定的分工,这样可以将案例中的不同任务分解给每一个团队成员,发挥集体智慧的作用。
3.1.2 目标设定
根据案例内容分析目标,一个案例往往涵盖多个目标及需要解决的问题,因此需要商定此次案例分析重点需要解决的问题,如能力提升、对手分析、策略制定等,或者是企业的运营、生产、营销等冠军环节问题。要根据案例的内容去商定。
3.2 设计定位阶段
根据所学习的波特的四角分析方法,进行设计定位,确定团队各成员的任务及分析方向。
3.2.1 确定竞争对手
通过案例内容分析竞争对手的现状,及针对现状对手可能采取的竞争策略。
3.2.2 建立四角分析剖析模板
从企业的文化、组织结构、团队、财务目标等驱动因素;价值创造方式、投资领域、战略形式等现行战略;环境假设、对手假设、企业自身假设等假设因素;以及核心能力、成长能力、反应能力等能力这四个因素入手,分析可能的未来战略,包含产品、价格、位势等。完成对竞争对手的分析。
3.2.3 团队分工
根据模板的要求,给团队成员分配任务,各自整理相关信息。
3.3 模拟分析阶段
企业竞争情报作战室方法强调分析过程的模拟,即采用报告、反击的方式对真实企业的市场竞争行为作出模拟。
3.3.1 组织四角分析报告
各小组在已知情报的基础上,利用四角分析模型,精炼本企业的驱动、假设、现行战略、能力四种要素,提出各自的四角分析报告。
3.3.2 汇报
各小组依次陈述本组四角分析报告,对其他小组提出的问题进行解答。
3.3.3 反击
每个小组根据竞争情景,作出本小组针对竞争对手的反应,进行反击,提出自己的竞争战略。
3.3.4 确定战略方案
根据在汇报、反击中汇总的所有信息,对本小组的战略和战术的得失进行深入探讨,提出最终的战略方案。
企业竞争情报作战室的方法能够通过对企业现实竞争环境的模拟,使学生运用所学习的管理学知识,解决实际问题。在模拟过程中,教师的总体掌控能力要非常强,小组报告、反击过程中,教师要积极引导学生围绕设计定位阶段所确定的分析目标进行,并适时引导竞争环境的状态,因此,教师要充分发挥掌控、分析及把握进程的能力。
除了四角分析方法之外,PEST分析、SWOT分析方法也在企业竞争情报作战室中得到经常的运用,这两种方法是竞争环境分析中非常有效的工具,也是企业竞争情报作战室方法中的有力分析框架。在教学过程中,教师应充分挖掘这些工具和方法的使用方法和适用范围,通过竞争情报作战室的应用,使学生更深入地理解、领会并应用这些方法解决实际的问题。
参考文献:
[1]陈婧等.企业竞争情报作战室的要素设计[J].图书情报工作,2009,(1):87-90.
关键词 三维协同设计 水利水电工程 应用研究
中图分类号:TP39 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.06.016
Application of 3D Collaborative Design in Water Resources
and Hydropower Engineering Design
HUANG Hongliang
(Changjiang Institute of Technology, Wuhan, Hubei 430212)
Abstract In China, water conservancy and hydropower project belongs to the larger, more difficult is strong, high utilization rate of large-scale high-tech engineering. Water and hydropower projects dealing with the development and implementation process, the most basic and critical part is the design of the project construction, and water conservancy and hydropower engineering design, you need to consider a variety of factors, the need of multi-disciplinary cooperation in various fields in order to achieve a. Therefore, water conservancy and hydropower engineering design requirements accurately and quickly, in order to achieve less errors and saving resources. In recent years, water conservancy and hydropower engineering design and development of three-dimensional design software and to apply, three-dimensional design software to some extent, enhance the efficiency and effectiveness of project design, especially three-dimensional collaborative design.
Key words 3D collaborative design; water resources and hydropower; application research
水利水电工程的设计,是水利水电工程建设的重要依据。在水利水电工程设计的发展中,主要经历了三个较为具有代表性的阶段,分别是手工绘图阶段、电脑绘图阶段以及三维设计阶段。目前国内最为尖端的技术,就是三维协同设计技术,三维协同设计技术是由三维CAD技术演进而来的,并在三维CAD技术的基础上,实现了多领域协同的可能,具有许多CAD技术无法比拟的优势,业已成为当前水利水电工程设计的发展主流趋势。本文主要通过研究三维协同设计的概念、应用价值、发展现状以及软件的分析和应用,分析三维协同设计的发展前景。
1 三维协同设计的概念
三维协同设计是一种能够将各领域技术人员进行同平台工作的协作型设计软件,也就是说,三维协同设计也可以被称为是三维模型设计的协同效应。这种设计工作方法,能够将各种不同领域的工作人员的工作变得精准化和可视化。并且能够有效的提高水利水电工程设计的效率和质量。当代水利水电工程建设中,工程复杂性越来越高,工程的规模越来越大,而三维协同设计技术能够充分满足当前越来越高的设计要求,对设计过程中的多角度多领域的平衡能力也越来越高,使得三维协同设计在产生和发展之余,成为水利水电工程的热门技术。在水利水电工程的设计发展中,另一项广受关注的设计要求,就是环保节约的要求,而在水利水电工程的建设中,做到“投资省、耗能低、环保好”,也是当代水利水电工程设计中广受重视的设计出发点之一。这些要求,都能通过三维协同技术得以实现,三维协同技术能够极大的减少水利水电工程设计过程中的人才和物料的浪费,并且能够通过虚拟模拟,极大地减少了水利水电工程建设施工中出现的问题,对水利水电工程的施工具有非常重要的指导作用。
2 三维协同设计的应用价值
三维协同设计在应用中,具有二维和三维CAD设计无法比拟的优势,主要有设计形象、设计中空间布局设计率、设计准确性以及校审便捷性等五大特点。
2.1 设计形象的优势
三维协同设计的一个最直观的优势,就是能形成虚拟的三维模型,并且能够通过这种三维模型,模拟出水利水电工程建设的建设过程,通过对这种建设过程的模拟,找到建设过程中容易出现或可能出现的误算,并将设计中不协调的问题查找出来进行修改,并且可以将所做的工程设计直观地播放给审查和各级领导观看,能够直观地表现出水利水电工程设计的效果,具有非常明显的形象优势。
2.2 空间优势
空间优势是指,三维写作能够通过空间建模,实现二维设计技术不能实现的空间布置设计,通过对水利水电工程进行空间布置设计,能够最大程度地提高了二维设计技术中无法做到的对空间布置设计的把握,进而解决了二维技术下,空间布置的缺陷,使水利水电工程的空间布置更为直观和合理。减少水利水电工程施工建设过程中的问题。
2.3 提高水利水电工程设计的设计效率
水利水电工程的设计是一项非常耗时的,且需要多领域技术人员合作的项目,因此,在设计过程中,讲究团队的协作和效率的提升,因为团队的协作和效率是水利水电工程设计时间短、效果好的基本保证。通过三维协同技术,能够使同一平台上对不同领域的技术人员做到专业配合,避免了传统二维或三维CAD设计当中需要各技术人员分别设计,然后进行修改和协商的问题。减少了设计稿件和设计模型的修改时间,保证了水利水电工程设计中的效率。
2.4 提高了设计方案的质量
三维协同技术在水利水电工程设计中,能够有效提升设计方案的质量。这是由于三维协同技术在水利水电工程的设计过程中,能够在计算机内设计出三维模型,这些模型中的数据就是实际建设中的准确数据,这种数据是唯一的并且能重复使用的。技术人员可以根据模型中的数据对设计方案进行修改,并且能够做到修改过程中的数据十分精确。减少了设计方案的确定和修改过程中的数据不准确的问题。
2.5 减少了校审时间
传统的二维或三维CAD设计技术,需要对图纸和设计方案进行大量时间的校审,校审程序较为复杂,校审期间可能由于工作人员的疏忽,需要进行多次校审,出现错漏的几率较大,而通过三维协同技术,能够在计算机上进行可视化校审,通过这种可视化校审,能够自动批注和跟踪管理,减少校审的步骤和次数,将校审时间大大缩短,并且提高了校审期间错误检出率。
3 三维协同设计行业发展现状
三维协同设计技术,作为一种高新水利水电工程设计技术,在我国的市场中具有非常好的发展前景,并且这种技术,已经率先在机械、电子、石油、电力甚至是航天领域中应用,并起到了非常关键的作用,提升了上述领域中的产品设计质量和使用体验,而在水利水电工程设计中,三维协同技术从2003年期就已经开始研究,受到当时许多先进的研究单位的重视和研究,并于5年后在业界小范围的应用,主要在我国的各个省份的枢纽建设中起到了关键的作用,也使业界看到三维协同技术的优势。三维协同技术在水利水电工程的建设和设计中,能够直观地将设计的理念和结果通过计算机表现出来,更加符合人类的思维方式和思维习惯,将二维设计技术中,需要技术人员将二维的设计内容转为三维的设计内容的步骤,减少了由于认知问题所出现的错误和误差。从而减少了设计的修改和变化次数,提高了设计的效率。
但现如今,我国国内并没有大面积地推广和应用三维协同技术,这是由于我国国内应用于三维协同技术的计算机平台较少,需要依托于其他国家的计算机应用平台,才能够使用和进行水利水电工程的三维协同技术的设计。并且三维协同技术的费用较高,许多省市三维协同设计平台的应用和二次开发力度不够,开发经验和使用经验贫乏,无法大范围推广使用三维协同技术,为三维协同技术的开发和使用带来了一定的阻碍。我国的三维协同技术存在一定的广阔空间,但目前的技术发展不成熟,发展速度较为缓慢。
4 三维协同设计的软件使用优势
目前在我国应用较多的三维协同设计软件为Microstation Bentley系列软件,下面主要分析Microstation Bentley软件在三维系统设计过程中的使用优势。
4.1 Microstation Bentley软件在工作效率提升中的优势
Microstation Bentley 软件,是三维协同设计技术使用中较为常用的一种软件,设计人员能够在进行设计前,将该项目的各个领域的设计需求和设计目标进行文件建立,并分别将各个文件建立在Microstation Bentley 软件中,以种子文件的形式表达出来,这种方式能够使各领域的工程设计人员通过找到自己的子文件进行设计工作,并且文件在进行设计和修改后能够保存在Microstation Bentley 软件中,无需设计人员自己单独创建文件进行保存,且在同一平台中的各位工程设计人员可以进行沟通和分析,将设计中所遇到的问题进行及时的修改,也使得工程设计的团队的设计速度和设计效率得到非常大的提高。
4.2 Microstation Bentley系列软件具有非常精准的工程量计算结果
Microstation Bentley 软件的另一大优势,就是能够非常精准地计算出工程计量的结果和数据,设计人员在使用二维技术或三维CAD技术进行设计时,需要进行人工手动计算各部分的数据和结果,人工计算的数据结果无法做到100%准确,不可避免地会出现错误和漏洞。但通过Microstation Bentley 软件进行三维协同设计,设计人员能够通过该软件对设计过程中出现的不同的数据和结果进行精准的区分和计算,保证了工程量计算的零失误。设计人员的主要工作就是将工程所需的材料和数据进行不同属性模块的定义,就可以达到零失误的目的。
4.3 Microstation Bentley系列软件的建模形象直观
水利水电工程在设计完成后,需要向业主方进行设计理念和方案的汇报,传统的二维技术或三维CAD技术,无法做到对设计方案进行三维立体和动态的建模,设计人员只能通过书面文字形式或者是通过手工制作模型的形式进行汇报,书面文字形式的汇报方法缺乏主观感受,而手工制作模型又无法动态地表现出设计的成果和理念。因此,这两种方法在设计结果的汇报上都给设计人员带来了很大的不便。通过Microstation Bentley 软件,设计人员能够将设计理念和设计结果通过三维模型的方式进行展示,而设计成果能够通过渲染、动画、配音等方式,对水利水电工程建设后的使用做出模拟。保证了业主方在听取汇报时的感官感受,大大提高了设计方案的回报效果,有效提高了业主方的满意程度。
参考文献
[1] 胡D,张运东,张强.三维CAD技术在水利水电工程设计中的应用分析[J].硅谷,2013.23:66+71.
[2] 高博.三维协同设计在水利设计院中的应用[J].水科学与工程技术,2013.5:94-96.
[3] 原婷婷.三维协同设计在水利水电工程设计中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014.7:296.
1.课程说明。《机械产品设计学》是我校“机械设计制造及其自动化”专业的一门专业课。该课程将《机械设计学》[5]作为主要教材,整合了《机械设计方法学》[6]的部分内容,以“产品”为研究对象,以“功能设计”、“结构设计”和“创新设计”为核心内容,其目的是使学生掌握产品设计的基本方法、促进设计过程中机械制图、力学以及机械设计、制造等方面基础知识的综合运用,启发创造性,训练和培养学生的机械产品创新设计能力。“功能设计”是《机械产品设计学》的核心内容之一,也是教学重点与难点,它要求学生学会运用“功能”的观点来看待产品,对产品进行功能分析。然而学生对于功能分析比较陌生,他们往往习惯于对机械产品进行结构分析和结构设计。因此在教学过程中,需要多方面探索,加强“功能原理设计”教学内容,注重培养学生的“功能”观点,改变学生只重视产品“结构”、忽视“功能”和不习惯对产品进行“功能思考”的现状,强化“功能设计”方面的训练。
2.科学素质教育的动因。《机械产品设计学》涉及到许多关于机械产品设计的方法,如系统工程方法、产品设计的一般进程、解决问题的逻辑步骤、黑箱法、功能分解、物场分析法、技术矛盾分析法等。学习和掌握机械产品设计的一般性、通用方法是课程的主要教学目标之一。然而,这些方法理论性较强,在学习过程中,学生往往感到比较枯燥、不容易理解,从而影响学习效果。实际上,《机械产品设计学》课程中讲述的关于机械产品设计的方法,不仅是指导机械产品设计活动的有效方法,还可以帮助我们正确、科学地思考问题、分析问题和解决问题,从而指导日常生活、学习、工作中一些问题的有效解决。因此,如果将机械产品设计中的一些问题及其设计方法,映射为日常生活、学习、工作中的有关问题与解决方法,进行类比讲解,将科学与人文相融合,教学内容会更加丰富、充实和生动,学生也会豁然开朗,促进所学知识的理解、掌握和实际应用。与此同时,学生也在潜移默化中学会了举一反三、触类旁通,并能够在今后的日常生活、学习、工作中,自觉地运用机械产品设计的相关科学思想方法去思考、分析和解决问题。由此可见,《机械产品设计学》课程为结合专业课教学、培养学生的科学思想方法提供了丰沃的土壤。设计的本质是革新和创造。机械产品设计中必须突出“创新”的原则,通过直觉、推理、组合等途径,探求创新的原理方案和结构,做到有所发明,有所创造,有所前进。此外,机械产品设计是一项十分复杂的工作,也是一项严肃的科学活动,需要一丝不苟的求实精神。因此,教师在《机械产品设计学》的教学过程中,有责任和义务有意识地结合教学内容进行科学精神教育,注重启迪学生的创新意识、培养创新精神,同时向学生强调做事、做学问必须本着严肃认真的科学态度和严谨求实的科学作风,培养学生对待科学工作和科学研究一丝不苟的求实精神。综上所述,结合《机械产品设计学》专业课教学,对学生进行科学思想方法的训练以及科学精神和价值观的熏陶,是对大学生进行全方位科学素质教育的良好途径。
二、培养学生的科学思想方法
在《机械产品设计学》这门课中,学生将学习和掌握很多有关机械产品设计的基本、一般性、通用方法。在教学过程中,本课程教师注意结合教学内容,有意识地将机械产品设计方法的相关知识上升到观点、精神、方法、思想的层次上,在培养和提高学生产品设计能力的同时,也使学生受到科学思想方法的训练,从而使学生在专业学习的过程中潜移默化地接受到科学素质教育,学会学习,并将一些方法自觉用于思考、分析和解决日常生活、学习、工作中的有关问题。下文结合系统工程思想方法和功能分解这两个教学内容,介绍本课程教师如何通过专业教学与科学素质教育的融合来提升大学生的科学素质。
1.系统工程的思想和方法。为了使学生能够正确、全面地理解“设计”,同时也促进学生更好地开展机械产品设计活动,课程教学一开始就从多个角度向学生阐释讲解“设计的基本内涵”。设计活动是一项系统工程,这是设计的基本内涵之一。然而对于“系统工程”,机械专业的学生并不了解。于是,我们进行了如下的延伸教学:首先,介绍了系统工程的概念,说明它是以大规模复杂系统为对象的一门交叉学科,而大规模复杂系统由许多相互作用、相互依赖、关系密切的子系统所组成。其次,举例说明载人航天工程、登月工程等都是典型的系统工程。再次,说明系统工程思想的核心是整体观念,就是要用系统的方法研究系统的对象,立足整体,统筹全局,全面规划,协调处理,使系统的总体与部分之间、部分之间、系统与环境之间达到辩证统一。然后,强调产品设计,尤其是大规模复杂产品设计,需要以系统工程思想和方法作为指导,这样才能处理好产品局部与整体之间的关系,通过协调配合实现整体最优,并有利于综合考虑产品全生命周期的各个环节以及人(产品使用者)-机(产品)-环境的大系统关系。接着,说明系统工程方法是一种现代的科学决策方法,也是一门基本的决策技术,可以帮助我们科学、全面地分析和处理问题,也能够有效指导解决日常生活、学习、工作中遇到的一些问题。例如,考研是高年级大学生面临的一个重大现实问题,专业教师应该积极加以引导。事实上,考研的准备及其整个过程涉及到方方面面,完全就是一项系统工程。因此,可以引导学生有意识地运用系统工程的思想和方法进行分析、决策和实施,对整个考研活动进行全局规划,对各方面需要解决的问题和矛盾进行协调考虑和处理,从而帮助学生顺利、成功地完成考研。最后,借助讲解闪耀着系统工程思想的杰出典范———都江堰水利工程,让学生在人文知识的学习中进一步体会系统工程的思想和方法。
2.由“功能分解”学会“任务分解”。“功能设计”是《机械产品设计学》的核心内容之一,也是教学重点与难点。所谓“功能设计”是指“功能原理设计”,包括“功能分析”和“工作原理设计”两个方面。“功能分解”是“功能分析”的重要内容,是指由产品的总功能分解得到各个分功能。“功能树”表示了总功能的分解情况,是描述产品的总功能、分功能以及对总功能进行逐层分解的一种图形工具,它既体现了功能分解的过程,也是功能分解的结果。因此,“功能分解”这一教学内容的讲解和学习是围绕“功能树”进行的。教学过程中,“功能树”的教学从什么是功能树(What)、为什么要对总功能进行功能分解得到功能树(Why)以及如何进行功能分解(How)这三个方面逐步展开。对于“功能树”的“What”方面,除了相关定义、概念的讲授外,重点是通过类比,讲解功能树中“上级功能”和“下级功能”之间“目的”和“手段”的关系,使学生能够轻松理解和很好地把握“功能树”的概念,在帮助学生学会看懂“功能树”的同时,也启发了功能分解的思路。在讲解“Why”的时候,首先从“抽象和具体”、“复杂和简单”的关系出发,向学生说明:功能分解是将产品抽象的总功能逐步具体化的过程,从而使得产品的功能易于实现;并且通过功能分解得到的各个分功能,其复杂程度相比总功能小得多,更容易实现。其次,通过举例,进一步说明功能分解的目的和意义,也让学生在直观讲解中更好地理解。最后,说明“功能分解是设计过程从抽象到具体的一种体现”,让学生更好地理解设计过程和进行产品设计。“功能分解”既是教学重点,也是难点。为此,在“How”的教学中,为了帮助学生适应和逐步习惯“功能思考”方式,掌握功能分解的方法,并能够灵活运用,我们反复向学生强调掌握分解思路的重要性,也非常重视思路、方法的启发教学,并注意多种教学方法的综合运用。例如,通过各种典型功能分解的案例分析,归纳总结出4条思路,帮助学生根据不同产品的特点,按照一定的逻辑步骤完成分解工作;通过大量案例教学,引导学生熟练掌握功能分解方法。此外,在“how”的教学中,注意采用师生互动的教学方法,调动学生的积极性,提高学习热情。首先,布置开放式作业,选取学生比较熟悉的产品对象和日常生活中的小家电产品,如减速器、吸尘器、榨汁机、咖啡壶、加湿器等,让学生进行功能分析,画出功能树,并了解和分析产品的工作原理。然后,鼓励学生制作PPT和走上讲台,以PPT的形式对作业进行汇报,并组织同学们一起讨论。在汇报、讨论的过程中,教师注意捕捉学生思维中的闪光点,对于新颖、巧妙的解答方案及时鼓励。设计问题不同于计算问题,具有多解性,没有标准答案。开放式作业可以促进学生开动脑筋、积极思考,通过查阅资料、产品拆装、咨询讨论等多种途径探求解答方案,通过自主学习、探究学习和趣味学习,进一步巩固掌握所学的知识、方法,提高产品设计与分析的能力。教学过程中,学生们普遍反映,开放式作业和汇报、讨论的师生互动教学激发了他们学习的主动性和积极性,也为他们提供了自我展示的机会,各方面能力得到了综合锻炼。“功能分解”是将抽象、复杂的总功能逐层分解得到具体、简单的各个分功能,从而使产品的功能更容易实现,其思想实际上体现了“任务分解”的思想:对于一个复杂问题,直接对它进行求解往往很困难,一个通常的办法是先将原来的任务进行逐层分解,得到多个相对简单、具体的子任务,然后对这些子任务进行求解,从而完成对原来复杂问题的求解。由此,在教学过程中,教师会很自然地由“功能分解”联想和引出“任务分解”,并引导学生运用“任务分解”的思想、方法分析和解决日常生活、学习、工作中的一些复杂问题。例如,考研不仅是一项系统工程,也是一项十分复杂的重大任务,如果同学们在对考研进行全局规划的基础上,利用“任务分解”的思想,将考研任务逐层分解为若干个子任务,然后各个击破,考研过程将会更加科学、有序。从上述“功能分解”知识点的教学过程中可以看出,教师十分注意思路、方法的分析、归纳和引导,同时也注意将知识上升到观点、精神、方法、思想的层次上,从而结合专业教学,很好地对学生实施了科学素质教育。
三、提升学生的科学精神
科学精神是指由科学性质所决定并贯穿于科学活动之中的基本的精神状态和思维方式,是体现在科学知识中的思想或理念。科学精神的提升不仅能够帮助大学生培养正确的科学观,与此同时也影响着大学生的世界观、人生观、价值观。事实上,科学精神和人文精神是有机融合、相互渗透的。结合专业教学,以人文知识、人文精神为桥梁,让学生体会和感受科学精神、受到熏陶,是提升学生科学精神的良好途径。创新是机械产品设计的本质要求,而严谨求实、一丝不苟则是设计者所必须具备的科学态度和科学作风,其二者都是科学精神的重要体现。下文以创新精神和严谨求实精神为例,介绍本课程教师在《机械产品设计学》的教学过程中,如何有目的地结合教学内容,适当引入学生感兴趣的人文知识,使学生通过人文精神和科学精神的有机融合,在开阔眼界、丰富知识、陶冶情操的同时,体会和感受科学精神并进行自我提升。
1.培养创新意识和创新精神。“创新设计”是《机械产品设计学》的核心内容之一,而启发创造性、训练和培养学生的创新设计能力是课程的重要教学目标。围绕“创新设计”的相关教学内容,本课程教师在教学过程中注意深入浅出、循序渐进,专业教学与创新教育融为一体。首先,从设计内涵出发,说明“设计的本质是革新与创造”,让学生认识到创新在机械产品设计中的地位和重要性。其次,讲解考虑产品的不同属性(包括功能、原理方案、结构、外观等),从不同的角度和方面进行创新设计,并强调功能创新、工作原理创新,这是产品创新的根本所在。鉴于学生对“功能原理”以及“功能原理创新”的教学内容比较陌生,在对比分析讲解了激光加工机床和金属切削机床的工作原理之后,梳理分析讲解了火车和打印机功能原理的演进过程,接着对各种钟表、显示设备的不同功能原理进行发散、分析,从而在生动活泼的趣味讲解中,引导学生更好地理解和巩固掌握“功能原理”的概念,同时启发思维,开阔思路。然后,结合典型创新设计案例的分析,对创新思维特点、创造性思维方法、创造技法等进行讲解,让学生对创新设计的有关知识、原理、方法、思想获得整体、全面的了解和认识,同时通过案例分析法,深入浅出、虚实结合,让学生对理性的知识、思想、方法获得直观、感性的认识,提高讲授效果。最后,补充讲解全国大学生机械创新设计大赛的相关内容。通过介绍历届大赛的主题、内容以及比赛程序,使学生对全国大学生机械创新设计大赛有比较全面的了解和认识,便于学生为参加比赛做好相应的准备工作。此外,选取部分获奖优秀设计作品,分析其设计目的、工作原理、设计方案、功能及特点、主要创新点,并播放作品演示的视频录像,从而使学生获得对机械创新设计的感性认识,消除对创新设计的神秘感,激发他们的创新意识和创新热情,同时在一定程度上为学生的机械创新设计活动提供启发思路。
创新教育的目的是提高学生的创新素质,使他们能够打破常规、突破传统,具有敏锐的洞察力、直觉力、丰富的想象力、预测力和捕捉机会的能力等等,从而使思维具有一种超前性、变通性。科学家的故事可以帮助人们了解科学家的成长经历和科学研究以及科学发明、发现的过程,从中学习科学家的科学思维方法,感受和学习科学家的情感、品德和价值观,受到鼓舞。在“创新设计”教学过程中,结合相关教学内容,和学生一起分享科学家的故事,这是结合创新设计专业教学开展创新教育、培养学生的创新意识和创新精神的重要途径。为此,我们在授课过程中穿插讲解了许多科学家关于创新的故事。例如,分享德国科学家魏格纳的个人经历,以及他面对世界地图,通过奇妙联想提出了著名的“大陆漂移学说”,帮助学生认识和重视联想、想象等感性思维对于创新的重要性。分享了富兰克林揭示雷电秘密、发明避雷针的过程以及著名的“费城实验”,让学生认识到强烈的好奇心和浓厚的兴趣对于创新的巨大推动力,感性地了解到通过联想、推想、假设、实验、验证等一系列步骤进行发明、创造的创新思维方法和过程,强烈感受到科学家不畏艰难、勇于探索、执着追求真理的科学精神,激发学生的创新热情和创新意识。又例如,iPhone、iPad等是风靡全球的电子产品,也深受大学生喜爱。于是分享了美国苹果公司创始人、前首席执行官斯蒂夫·乔布斯这位贴上“创新”标签的传奇人物的人生经历,展示了他给现代通讯、娱乐、生活方式等带来的深刻改变,并通过他对世界的贡献以及世人对他的评价,让学生强烈认识到乔布斯拥有的那种全人类共同珍视和稀缺的财富:“创新精神和富有想象力的心灵”,由此激发、鼓励学生的创新。
关键词:课程;智能控制;项目式教学;教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 16-0000-02
Vocational"Intelligent Control and Programming"Course of Project-Based Teaching
Xia Guangwei
(Wuhan Polytechnic,Wuhan430074,China)
Abstract:Let the students to learn professional knowledge to practical work to go,and ultimately the students'zero distance'posts,these are the curriculum reform in vocational schools of concern.We are in the"Intelligent Control and Programming"course in the implementation of the project approach,optimization and knowledge through the project of reconstruction and integration points to improve the efficiency and effectiveness of training to develop the abilities of students so that students in the electronic technology skills has been greatly improved.
Keywords:Curriculum;Intelligent control;Project-based teaching;Teaching reform
提高学生的职业能力,让学生把所学的专业知识应用到实际工作当中去,最终实现学生的“零距离”上岗,这些都是目前高职院校课程改革中关注的问题。并且,用人单位对高职院校毕业生的考察主要是看学生有没有实践经验,有没有参与过实际项目的开发。针对这样的现状,我们在《智能控制与程序设计》课程中实施了项目教学法。教学实践表明:通过项目的优化和知识点的重构和整合,在提高实训的效率与效果,培养学生全面能力等方面,确实收到了一定的成效。它使我们的学生在电子技术应用方面的技能有了很大的提升。
一、课程来源及定位
(一)专业调研与岗位分析
组织专业教师走访多家电子产品研发与生产企业,进行广泛深入的调研,采取与企业的工程技术人员座谈、交流和回访毕业生等形式,了解电子信息技术专业的发展和人才需求,听取他们对教学的意见和建议,召开专家论证会,确定了电子信息技术专业的职业领域,主要是电子产品生产、智能电子产品研发、电子产品技术服务3个方面。以上职业领域主要包括5个就业岗位――电子产品装配与检测、电子元件采购与管理、智能电子产品设计与调试、电子产品营销、电子产品售后服务。
(二)人才培养目标与专业课程体系
根据就业岗位的要求,确定了专业人才培养目标为:主要面向电子产品制造行业,培养拥护党的基本路线,适应生产、建设、管理和服务第一线需要,具有良好的职业道德和敬业精神,具备电子材料采购,电子产品制造、检测、调试,工艺管理及销售与售后服务能力,主要从事电子产品生产、研发、维护、销售和技术服务,以及电子技术领域的生产和管理的高素质技能型人才。通过分析、提炼,将专业能力中导线与电缆的识别与使用、微处理器的应用、电子产品性能的测试以及电子产品现场安装、调试、维修和应用等能力归纳为选、读、焊、写,测、装、调、检、编、设等10项职业能力,因此确定了本专业的专业课程体系。
(三)课程性质与定位
《智能控制与程序设计》课程主要是培养学生具有综合应用单片机技术进行智能电子产品设计、制作和调试能力,面向电子产品装配与检测、电子产品设计与调试等主要岗位,在专业人才培养中起主要作用,因此确定本课程是电子信息技术专业的专业核心课程。
(四)课程目标
根据专业人才培养目标中智能电子产品的调试与应用等专业能力的培养需要,确定了本课程的课程目标:
1.知识目标:(1)了解单片机内部结构及工作原理。(2)了解单片机控制设备的工作原理。(3)掌握单片机汇编语言程序设计方法及指令系统。(4)掌握单片机系统开发工具的使用方法。
2.能力目标。选取了人才培养目标10项职业能力中的6种。(1)测:会检测常用电子元器件。(2)编:会使用keil、proteus软件进行程序的编写、运行及仿真。(3)装、调、设:会制作、调试、设计简单小型智能电子产品。(4)写:会规范撰写设计报告。
3.素质目标:(1)培养耐心、细致的工作态度。(2)培养安全生产、规范操作的职业素养。(3)树立质量、成本的意识。(4)养成交流与协作的习惯。
(五)课程设计
教学内容的选取电动玩具开发为载体。与深圳德普施科技有限公司、上海得实科技有限公司、武汉天蓝宇智能科技有限公司密切合作,设计了以工作过程为主线的教学过程,如图1所示。考评标准的制定以岗位能力的需要为依据,参考了电工、电子仪器仪表装调工、计算机系统操作员等工种对智能电子产品调试与应用技术的要求。在教学过程中,着力提升智能电子产品调试与应用能力的同时,注重职业素养的培养。
图1:以工作过程为主线的教学过程
二、教学内容
(一)内容选取
单片机技术的应用非常广泛,如生活中常见的电动玩具、电子广告牌、电饭煲、汽车导航系统、数控机床设备等,均用到了单片机技术。经过对比,我们选择了电动玩具作为项目制作的载体。本课程具有注重技能训练与理论学习相结合、注重过程考核、注重综合应用能力培养的特点。根据知识点进行系统化的项目设计,设置了基本训练项目和拓展训练项目,构建能对学生相应单片机应用能力进行训练的工作任务,并在课程教学结束后安排课外竞技训练项目,以促进学生学习和训练。
(二)内容序化
项目及任务的设计遵循从运用单片机的内部资源,到控制外部设备,最后到设计实用产品的规律,前面的知识是后面学习的基础,由简单到复杂。通过对学生的实际情况和教学内容的难易程度进行综合分析,共40学时。课外竞技训练在本课程教学结束后安排,教师自主命题,学生课外完成,不占课内学时。本课程在大二上学期授课。
(三)表现形式
课程组教师与深圳德普施科技有限公司等企业共同编写的教学做一体化教材《智能控制与程序设计》,与武汉天蓝宇智能科技有限公司联合编写了项目教材《智能控制-射频卡项目》,课程组还编写了《学生创新设计方案集》和《学生评价》等校内教材;制作了学生工作页和图文并茂的多媒体课件;录制了教学视频;制作了精品课网站;专业教师与企业工程师共同开发了智能控制-射频系统。为不断规范和完善《智能控制与程序设计》的课程教学,课程组教师与相关的企业工程技术人员制定了课程标准,其内容包括课程概述、课程目标、内容与学时分配、课程实施要求、标准说明及评价等方面。
三、教学设计
(一)教学模式
1.教学模式。本课程采用计算机虚拟仿真和实物制作相结合,课内教学、课外二课活动、竞技教育相结合的教学做一体的教学模式。(1)课内学习。通过计算机虚拟仿真加实物制作的课内教学,要求学生具有简单程序的分析、设计、调试能力,培养学生单片机的基本应用能力。(2)二课活动。通过课外科技活动,加深和巩固单片机基本理论、强化基本应用能力的同时,锻炼学生对单片机的技术应用能力。(3)竞技教育。通过竞技活动,培养学生应用单片机进行产品开发的能力。
2.考核反馈。(1)课程考核。本课程的考核主要包括3部分:平时成绩占20%,包括学习态度,自主学习,语言表达等方面;专业知识考核占30%,通过理论考试测试专业知识掌握程度;项目训练成绩占50%,包括专业技能、文字表达能力和团队协作意识等方面。另外,学生可以通过网上自测系统进行自我测试,检查知识和技能的掌握程度。(2)教学反馈。在整个教学过程中,教师通过课堂提问、课外交流、作品评价、课后作业等直接反馈,了解学生的学习状况;也可通过教学系部、学院督导(查、听、评)和企业相关人员的评价等途径,反馈教师对教学内容、重难点把握程度和学生运用单片机知识、技能的水平,不断改善教学。
(二)方法手段
1.教学方法。本课程采用项目教学法组织教学,教学过程按照5个步骤进行,充分应用多媒体网络资源,结合虚拟实训室、单片机实训室等实践场所实现教学。
2.教学手段。教学过程中,我们充分运用现代教育技术,利用教学软件辅助监控课堂教学;利用keil、proteus软件进行系统的虚拟仿真;通过精品课网站实现学习资源开放、共享和师生互动,同时利用学院的教务管理系统将教案、课件、授课进度计划等资料上传,实现网上辅助教学管理。
四、教学组织与实施
本课程的教学过程按照5个步骤进行,如图2。下面以显示系统的制作的项目5输入输出接口与红外线传感器应用――(4学时)为例具体说明。
图2:教学过程
任务布置(1学时):教师通过多媒体课件、视频、实物等途径展示产品效果,让学生明确产品功能,确定本任务的教学目标,引导学生搜集相关资料。这个过程是让学生知道做什么。
方案讨论(1学时):学生分组,搜集资料,讨论制定初步方案,填写制作过程记录卡。
方案确定(2学时):学生在老师的指导下通过计算机模拟仿真论证方案,完善并确定一个最优方案,学生汇报方案,老师讲解知识,答疑解惑。这个过程是让学生明确怎么做。
实物制作(3学时):学生根据最优方案,准备所需设备和元件,在单片机实训室进行实物制作和产品调试,老师在制作之前介绍安全操作注意事项,制作之中巡查、纠正学生的不良习惯,指导学生分析、解决调试故障。目的是教会学生规范制作。
任务考评(1学时):学生展示作品,参加答辩,老师量化评分。学生总结,老师点评,布置下个任务及与本任务相关的拓展训练任务,如往届电子设计大赛题,以便学生能在创新工作室进行拓展训练,最后收取制作过程记录卡、任务考核评分卡、总结报告等资料。这个过程是检查学生做得怎么样。
五、特色与创新
(一)虚实结合、软硬兼修
利用单片机软件模拟仿真确定可行、合理的设计方案,结合方案制作出实物,一虚一实,培养学生软、硬件系统的设计及调试能力。
(二)以赛促练、以赛促改
课程教学,通过基本训练项目、拓展训练项目,训练学生的单片机技术的综合应用能力;课外通过组织校内竞技比赛项目,开展竞技训练,选拔优秀选手参加校外比赛,调动学生积极性,促进学生学习和训练。通过成果总结促进教师不断完善教学内容,改革教学方法,提高教学质量。
参考文献:
[1]宁波.高校课程质量评价指标体系的研究[J].教育探索,2008,3:41-42
[2]王燕玲等.高职生就业与创业指导[M].辽宁大学出版社,2005