论文培养高中生设计能力的教学实践和以简单结构的设计一课为例，该文是教学实践方面硕士学位毕业论文范文与设计一课和教学实践和探索相关论文范例.
摘 要：高中生创新设计能力的提高有赖于专业知识和设计素材的积累,有赖于创新方法和设计策略的领悟,有赖于设计实践经验的不断丰富.只要教师讲究教法,注重实践,学生的创新设计能力就一定会得到扎实而有效的提升.以“简单结构的设计”一课为例,重点围绕如何提出具有一定创造性的构思方案,从积累专业知识、领会设计策略等方面介绍培养高中生创新设计能力的具体做法.
关键词：创新设计能力 高中生课堂教学
一、高中生创新设计的内涵
(一)创新设计的概念及意义
创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的相关科技成果进行创新构思,设计出具有科学性、创造性、新颖性及实用性的成果的实践活动.从马里奥·贝林尼设计的高尔夫球打字机到伊西戈尼斯设计的Mini车,创新设计不仅巧妙地解决了人们所遇到的问题,而且不可逆转地改变了这个世界.
我国正处在从制造大国向自主品牌创造的转型时期,知识经济时代对知识产权的保护促使企业更加重视产品创新.于是,创新设计能力成为驱动和支撑经济发展的核心力量,成为一个国家和民族发展的不竭动力,也自然而然地成为一个现代人应该具备的基本素质.
(二)高中生创新设计能力培养的核心内容
《普通高中技术课程标准（实验）》指出,“创新设计是指基于技术问题进行创新性方案构思的一系列问题解决过程”.可见,提出具有一定创新性方案是高中通用技术课程中关于创新设计能力培养的核心内容.
怎样的方案才算是具有创新性的方案呢？设计研究领域的知名教授Nigel Cross在《设计师式认知》一书中指出,“创新设计不一定是提出让人意外的、截然不同的提案,而是提出一个适当的提案,能对已经建立的问题隋境做出适当的回应,并且这一提案包含了能够使之成为—个新产品的创新要点”.
二、高中生创新设计能力的现状及成因分析
如图1所示是某高中生的设计草图,较为清楚地展现了高中生创新设计能力的现状：一是思维深度不够,方案顾此失彼.学生在构思方案时,不会恰当地选择连接方式和连接件；不会协调处理功能、稳固性、加工、装配之间的关系.这主要是由于高中生欠缺基础知识,知识之间缺乏整合,没有实现学习的迁移,设计经验不足.二是思维广度不够,方案单一.学生在构思方案时,思维方式常常呈直线型,即抓住一个思路,反复推敲甚至无法自拔.这种做法导致构思效率低下,方案单一,缺乏亮点.这说明学生没有形成正确的设计思维方式,不会运用有效的创新技法.由此可见,目前高中生的创新设计能力离课标要求还有很大差距.为了有效地培养学生的创新设计能力,笔者借鉴了当前工业设计教育领域普遍认同的创造力培养的研究成果.
三、关于创造力培养的一些理论研究成果
(一)厘清具体的问题是创新的首要动力
很多资深设计师都表示,弄清问题（即把复杂问题分解成便于解决的诸多具体问题）是他们进行创作的前提.建筑师Santiago Calartra为当今时代创造出了不少极具想象力和创新力的建筑作品,而这些建筑都是针对具体问题的.正如他所说“我不能仅仅设计一根柱子或拱顶,我需要非常准确地了解问题”.设计师巴恩斯·沃利斯也说过类似的话：“总是先有一个问题,我所做的不过是找到解决问题的方法而已.”这些专业设计师都告诉我们：当面对具体问题时,他们才是最有创造力的.
(二)丰富的知识经验是创新的宝贵资源
明确具体问题之后,就需要有意识地寻求解决办法.解决办法从何而来？赫曼·赫兹伯格在他的优秀著作《建筑学课程》中指出了获取知识和经验的重要性：“大脑吸收和记录的每一件事都会添加到记忆中,成为一个无论何时出现问题,你都可以参考的资料库.所以,从本质上讲,你看得越多,吸收得越多,经历得越多,你可以用来帮助自己解决问题的参考资料就越多.”设计教育领域的专家莱克斯顿用一个水电厂作比喻提出了关于设计学习的三阶段模型（如图2）.他指出“提出或表达想法的能力”是依赖于引起这些想法的经验积累.
(三)综合的设计策略是创新的成功保障
在寻找解决办法的过程中,运用恰当的设计策略十分重要.《设计师式认知》一书中有对设计新手与设计专家的思维方式进行比较：设计新手经常利用深度优先的策略解决问题,因此往往会陷入某一个看似可行的解决方案而无法自拔；设计专家通常会灵活替换着运用宽度优先和深度优先这两种模式（首先运用宽度优先的策略,即并不过早地专注于一个想法,而是产生很多想法,各个想法至少都有一些优势；然后再运用深度优先的模式淘汰无用的或不能令人满意的想法,在余下的想法中做出选择,有时还可能联合一些想法）.研究表明,深度优先的方法能减轻认知负担,而宽度优先的方法能减少约束条件、缩短设计时间、优化最终成果.
(四)科学的创造技法是创新的有效手段
要想获得多个想法,还需要借助一些创造技法.在对“设计草图如何有助于提升设计思维创造力”的研究中,人们发现,草图不仅是沟通传达的工具,也是思考和推敲的工具.建筑设计师Richard Mac Cormac曾说：“绘画于我,是一个批判和发现的过程.”此外,草图能够帮助设计师发现无意记录下的结果,这种无意识的结果带来的惊喜能够使设计师继续对设计方案进行探索,再次激起创意.另一个行之有效的创新方法就是直接与他人相互作用,诸如头脑风暴法、集思广益的讨论,因为个体之间的这种天然多样性会让创新活动更富成效.
四、培养高中生创新设计能力的教学策略
下面,笔者以“简单结构的设计”为例,重点围绕如何提出具有一定创造性的构思方案,从积累专业知识、领会设计策略等方面介绍培养高中生创新设计能力的具体做法.
(一)进行产品解析,促进设计知识的积累
1．依据学习内容,选取典型产品
简单结构的设计离不开基本知识的掌握和生活经验的积累.学生首先需要了解很多内容,如影响稳固性的因素、构件的受力变形形式、结构设计应考虑的主要因素、连接方式（连接件）以常用的可折叠／可调节结构等.要想将这些知识整合起来达到学以致用的效果,可以选择一个能承载上述内容的典型结构,进行产品解析.
在实际教学中,笔者选择了两款产品：学生座椅和微波炉支架（如图3）.这款学生坐椅的设计蕴含了稳定性、强度、人机关系（舒适、健康、安全）、制造、装配、运输成本等诸多方面的知识,对于积累结构设计专业知识、理解知识之间的关联性大有帮助.美中不足的是,这款学生座椅缺乏可调节、可折叠的功能.为此,笔者又准备了第二款产品——微波炉支架.这款微波炉支架拥有一些实用的结构,如可调节的腰形结构、可折叠的结构、易于安装的葫芦结构等,可以帮助学生积累丰富的结构素材.
2．注重解析方法,促进知识积累
要想在产品解析中收获更多,可以采取“拆卸一分析一比较”三步走策略.
第一步：产品拆卸.产品拆卸是一件非常有趣、有益的活动,学生在拆卸过程中会关注到更多结构细节,包括装配的方便性.
第二步：细节分析.仔细观察被拆卸的产品,分析各部分的结构特点及设计意图.下面的问题将有助于引导学生深入地观察和思考：
(1)这款产品由哪些部分组成？各部分的功能是什么？
(2)各部分的形状有何特征？这样设计的意图是什么？
(3)各部分之间是如何连接的？这样连接的好处是什么？
(4)各部分是由什么材料制成的？选择这种材料合适吗？
(5)各部分是如何制造出来的？易于制造吗？
第三步：产品比较.将市面上的同类产品拿来比较,寻找结构异同,分析设计意图.
采用上述方法进行产品解析,有助于学生全面而深刻地理解结构设计要考虑的多方因素,有助于将结构设计所需的知识融会贯通,有助于积累丰富的结构素材,从而为后续的产品设计奠定基础.
(二)进行产品设计,促进设计策略的领会
有了前期的知识储备,接下来学生就可以尝试经历简单的结构设计过程,从中巩固所学的知识,并领悟有效的设计策略.在教学实践中,笔者为学生准备的活动项目是“音响挂架的设计”,并重点关注学生设计策略的培养.
【案例】音响挂架的设计与制作
如图4所示是一款条形音响的结构示意图.音响背板上有2个M5的安装螺孑L,还有各种音频线插孑L.请利用600 mm×80 mm x2 mm铝板设计一款挂架,用于将音响挂在墙面上.
1．借助初步方案,认清主要问题
弄清问题是设计师进行创作的前提.然而,一开始就把问题分析得很清楚的情况几乎没有.一项真实的实验记录表明,专业的设计师首先会尝试创造一系列的解决方案,并借此来研究问题.当设计师们对自己的方案进行批判性评价时,他们发现了问题的很多侧面,即—些更为细致的设计需求.
因此,笔者让学生分组构思初步方案,并用草模表达.学生很快提出一些想法.在对这些方案进行批判性评价的过程中,学生逐步认识到需要解决的具体问题：“如何确保方便地拔插音频线？”“如何确保装配方便？”
通过问题的引导,学生能够认识到弄清设计问题的重要性,以及弄清主要问题的有效方法.
2．围绕主要问题,提出多个方案
专业的设计师在构思方案初期,会采取宽度优先的策略,产生多个想法.笔者首先让学生独立思考,用草图表达至少2个不同的想法,且每个想法都有各自的优点,并用文字说明优点与不足.如图5所示是某学生运用草图法构思的三个方案.在问及是如何想到这些方案时,该学生表示,首先想到方案①,但是画出来后觉得该方案比较浪费材料；为了节省材料成本,设计出了方案②,结果发现该方案会导致挂架贴墙部位露出来,影响美观；于是又将方案②横过来,得到了方案③,可是又发现方案③无法安装；受到前面微波炉支架结构的启发,想到了葫芦结构,于是产生了第四个方案.由此可见,草图在构思方案的过程中发挥着非常重要的作用：它首先将头脑里模糊、抽象的想法直观地呈现出来,通过对草图的推敲,学生更容易发现新的问题,进而促进思维的不断创新.
学生有了前期的独立思考,再与同伴进行积极交流,往往会碰撞出新的创意火花,如图6所示的方案是讨论后得到的分体式设计方案.
3．综合设计要求,筛选完善方案
在产生了多个方案之后,则需要运用深度优先的策略对多个方案进行全方位的考量,筛选出更优方案,进行完善.笔者引导学生围绕之前制定的设计要求及结构设计应考虑的多个因素对多个方案进行比较.最后学生一致认为,图6所示的方案制作更为简单,随后对该方案作进一步简化,得到如图7所示的方案.
通过上述引导,学生能逐步领会提高方案构思有效性的设计策略：即先聚焦主要问题,以降低综合构思的难度；然后运用“宽度优先”的模式拓宽设计思路；最后运用“深度优先”的模式发展完善方案.
综上而言，这是关于设计一课和教学实践和探索方面的教学实践论文题目、论文提纲、教学实践论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
参考文献：
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