产品外观设计范例

摘要：文章以产品外观设计的成本控制为研究对象，首先对产品外观设计进行了讨论分析，随后探讨了产品外观设计成本控制原则，最后提出了一些产品外观设计成本控制方法，以供参考。

关键词：产品；外观设计；成本控制

一、产品外观设计概述

产品外观设计简单来说是产品设计的一部分，同时也是产品设计需要着重考虑的重要因素之一，通过对产品外观进行针对性设计，从而以视觉化的形式将产品的基本信息、功能以及理念充分表达出来。产品外观设计本身具有一定的工业实用性，同时又需要凸显外观设计应具备的美感，在实际进行外观设计过程中，需要综合考虑产品外观造型、图案、颜色、纹理等诸多因素，将和综合在一起，与此同时，还需要做好设计材质、色彩、肌理的选择，在满足产品实用性需求的同时，从而有效降低产品设计成本。［1］

二、产品外观设计成本控制原则

（一）效益性原则。在实际进行产品外观设计成本控制时，遵循效益性原则，本身便是成本控制的一项重要目标。因此在实际设计过程中，要求吧选择合适的外观设计材料，应用成熟的外观设计工艺，一方面更好地彰显产品设计应有的美观性，另一方面还能降低后期产品生产难度与生产成本，彰显产品外观设计效益。若实际进行外观设计时，只注重美观，可以进行外观装饰，内则会对产品功能发挥带来干扰，还会对产品使用舒适度带来不利影响，从而导致产品效益下降。以小米8透明探索版手机外观设计为例，该手机最初是想要通过进行机身外观透明设计，将手机内部元器件布局一览无余地展示在消费者面前，有效提升手机的科技感，在手机自带电池表面，则覆盖有碳纤维纹理膜，手机顶部电路板也进行了艺术化处理，从而提高手机外观设计视觉美感。但在手机背部主板装饰设计时，采用了柔性电路板工艺流程，同时配置了大量的功能部件，导致整部手机后续制造成本飙升，同时手机外部结构调整难度也大大增加，严重削弱了该款手机的产品竞争力，导致该款小米手机销量不佳。小米公司联合创始人林斌也给出了官方解释，小米8探索版在外观设计上采用了透明后盖，导致制造成本大大增加，生产工艺也非常复杂，因此企业决定终止小米8探索版后续生产。从中我们认识到，在产品外观设计成本控制上，必须要遵循效益性原则，才能更好彰显外观设计成本控制的作用价值。［2］

（二）跟随性原则。在产品外观设计成本控制过程中，还应遵循跟随性原则，所谓跟随性，简单来说就是要跟随产品功能，要求产品外观设计应与产品功能性保持协调统一，借助外观造型，引导产品功能实现，从而带给用户更舒适的产品使用体验，这对产品外观设计成本控制也有着积极影响。以可口可乐瓶身设计为例，在最初可口可乐瓶身外观设计时，采用了直壁的哈钦森瓶，但这种瓶子毫无特点，且很容易被仿制，导致产品外观设计背后商业价值流失，容易出现盗版可口可乐。为有效解决这一问题，设计师从可可豆荚外形获得灵感，选择了将可口可乐瓶身设计成类似可可豆荚的曲线形状，使得瓶身中部圆润，下部采用可可豆荚脊形纹进行外观装饰，不仅便于消费者抓握瓶身，同时还彰显了可口可乐产品时尚、动感定位，在后续进行可口可乐瓶身外观设计改良过程中，又融入了女性身体黄金比例和曲线，瓶身中上部仍操持原本的圆润外观造型，而在下部则将可可豆荚脊形纹换成了凸点纹，使得产品抓握更加稳定。

【摘要】通过对我国轻工业近几年的发展状况进行分析，认为轻工产品做好产品外观造型设计工作十分重要。基于这一设计工作对其进行研究，以LED导向灯箱为例作一阐述。

【关键词】工业设计；轻工产品；外观造型设计；LED导向灯箱

在20世纪以前，国外工业企业就对轻工产品的外观造型设计进行了深度研究，并具有了良好进展，轻工产品摆脱了单一化，类型越来越丰富。如今随着我国对外开放的不断扩大和深入，我国也对外国的这一做法进行借鉴，同时对我国的轻工业中工业设计工作提高了重视程度。

1轻工产品外观造型设计的相关概述

轻工产品工业设计的关键是外观造型设计，但是就我国当前的实际状况来看，仍有不少企业在轻工产品外观造型设计方面还保持着传统理念，他们认为对产品进行外观设计，单纯只是利用花哨以博得消费者的注意力，根本没有任何实质性作用。曾有学者对消费者的购买趋向与行为进行了研究，发现这样一种状况：消费者在进行工业产品购买时往往对产品质量和价格极其重视，而对外观并没有多大重视。从这一意义上来说，导致消费者这一购买行为习惯的主要原因是很多企业对工业设计的重视程度不够，当然这并不是要抛弃质量，而是应在保证质量的前提下提高产品的造型设计。必须认识到这一问题，并积极开展设计研究，对工业设计加强重视，以此来推进我国轻工业的顺利发展，如下将通过LED导向灯箱这一轻工产品进行分析研究。

2轻工产品LED导向灯箱外观造型设计工作现状及策略

2.1企业应树立正确的工业设计思想。若想提高LED导向灯箱在市场中的竞争力，单纯依靠产品的功能性远远不够，还需要注重其工业设计，包括产品形象、品牌形象和企业形象。而产品形象就是指LED导向灯箱外观，工业设计是提高市场竞争力的重要手段，对此企业必须要制定出较为正确独特的设计指导思想，只有在这一思想指导下，在市场中才能获得稳固地位和发展。此外，工业设计的初衷是为人服务，只有企业自身重视起轻工产品的设计工作，才能使人们的消费观念得以改变。比如若想LED导向灯箱具有独特创新的造型外观[1]，那么企业在工业设计上首先必须达到创新，具有独特的设计思想[2]，这将引起市场一大风潮，同时也有利于企业取得市场领先地位。以苏州吴江北库LED导向灯箱研究中心为例，从成立RD研发部门以来，就秉着独特的设计指导思想，在保证产品功能的同时加强产品外观设计，使得产品造型越来越趋于多样化发展，从整体上提高了产品带给消费者的视觉感受，不仅激发了消费者的购买意向，而且还塑造了企业的产品形象、品牌形象以及企业形象。

摘要:人们一般通过购买产品，以满足日常生活所需，而产品的设计方式，是提升产品销售量的重要内容之一。新颖的造型和色彩设计内容，能够吸引大众的目光，得到更多消费者的青睐。在产品设计中，不仅要注重产品的外观设计、色彩设计等设计内容，还需要照顾消费者的心理感受，基于消费者的心理因素，以满足消费者的感官体验。文章通过对产品设计心理学内容的分析，探究产品的外观设计与色彩设计。

关键词:设计心理学；色彩设计；外观设计；应用探究

过去，人们注重对产品的感官体验，也就是看重产品的外观与色彩。而近年来，人们生活水平提升，越来越注重心理上的享受，对产品的体验渐渐从外观、色彩方面转移到心理上的感受。因此，产品的设计开始从设计心理学角度出发，充分认识到消费者的心理需求，基于消费者的心理感受，改进与完善产品的外观设计与色彩设计，达到十分完美的设计效果，以达到消费者的心理与感官满足。

1设计心理学的概念

设计心理学是在上世纪40年代出现萌芽，而后慢慢发展，在当时，主要是为了满足士兵对于武器等军事器材的感官、心理体验，消除因产品外观、色彩等因素造成的不适体验[1-2]。因此，美国的心理学行业用了将近25年的时间，研究人的心理、直觉等行为特征，分析产品的外观、色彩与人们心理得内在联系，是怎样影响人们的心理感受，怎样的外观设计与色彩设计才能获得人们心理的满足。唐纳德·诺曼(DonaldArthurNorman)在40年前曾提出，设计出的产品应该基于以人为本的设计理念，充分考虑到人们的感官享受[3-4]，通过对人脑加工方式的研究，主张在产品的设计上，应该从材质、色彩、外观以及功能性等设计内容出发，以达到优秀的设计效果，满足人们情感、心理上的愉悦。值得一提的是，设计心理学作为设计学科的一门工具学科，其潜在价值是十分巨大的，它运用心理学中经受检验、相对稳定的心理学流派里的原理知识，如格式塔心理学、精神分析心理学、认知心理学、人本主义心理学来解读设计中的现象，帮助设计者更好地理解和认识和设计有关的目标人群的心理现象和行为，起到改善和辅助设计的作用。

2基于设计心理学的产品外观设计

产品的外观设计，主要是通过对产品的外观造型的创新设计，使产品的外观新颖、独特，能够符合人们的审美需求[5]。在产品的外观设计中，其内容主要体现在产品外观的均衡形式与尺度比例。因此，在产品的设计中，要根据产品的尺度、形式均衡等两个内容，设计出具有形式美感的产品外观。形式的均衡，一般就是产品外观的形式平衡，其联系着产品的各个部位，根据各部位的内在联系，体现出产品的形式体感，这正是产品美的体现。在当前的设计环境下，大部分产品的外观设计都是采取对称的形式进行设计，外观的对称，能满足消费者的视觉感受，体会到产品外观的一种平衡美。并且，对称的方式，在自然世界中也非常的常见，非常多的生物、植物等外观都具有对称的形式，能体现出一种均衡美、静态美。另一方面产品的稳定性与均衡性一样，在产品的外观设计中，也十分关键；一般是体现在产品的上部小、底部大，重心不高的产品上，以此来达到产品的稳定性，其稳定性不仅能够使产品在陈放中更加的稳定，不易倾倒等，也体现出了一种更加深层次的稳定性-视觉稳定性；其能够使消费者在视觉感受中，体会到产品的稳定性，使消费者的心理上处于一种安逸、舒适的状态。根据对人们的心理研究表明，人们更加倾向于使用能够产生心理上安稳、平静的产品，尤其是家电等日常生活用品。产品形式外观设计的均衡性和稳定性就是唐纳德.诺曼提到的设计心理情感三层次中的本能层次；正如其所说“伟大的设计师用他们的美学素养激发用户的这些本能反应”；若消费者观察到外界的事物具有平衡性、稳定性，就会从潜意识中产生安稳、平静的情绪，因而更容易接纳并且购买和使用。因此，在产品的外观设计上，对产品的形式美感设计就越发的注重，通过产品所体现出的均衡性、稳定性，以达到消费者的视觉稳定效果，从而满足消费者的心理感受。在产品的尺度设计中，其尺度比例的不同，所体现出的外观效果与美感就会呈现出不同的变化。对于产品的尺度设计中，基于设计心理学的理念出发，其一种常见的设计方式一般为长且低，产品的又长又低的设计尺度，不仅能够体现出产品外形的形式流畅，给人一种行云流水之感，还可以让设计的产品体现出端庄大方之感。这样长且低的产品尺度设计，一般体现在飞机、地铁等产品上，不仅能够体现出一种流线美，让人感觉到心理上的舒畅，另外，这样的设计方式，也能够让人直观的体会到它们的速度感、稳定均衡感。当然，产品的另外一种常见的设计方式，就是短且高，这样的外观设计，让人体会到产品的纤细苗条、给人一种乐观向上，积极进取的心理感受，使得人们在欣赏了这样的产品后，能够使得人们更加的愉悦。这样短且高的产品尺度设计，往往体现在碗、水杯等产品上，这些产品一般紧密的关联着人们的生活饮食，这样纤细苗条的产品设计，使人们在生活饮食中保持心情上的欢快。因此，在产品的尺度设计中，尺度的设计范围一般是基于人们的心理感官于生活习惯两个方面。例如，雨伞的伞把大小、鼠标的左右宽度、钥匙的长度等，都是以符合人们的既有尺度感与心理感受为设计基础，达到人们的感官体验的舒适，提升消费者对产品的满意度。

[摘要]农业机械外观设计方法研究对农业机械产品质量提高具有重要意义。采用现代农业机械外观设计理念、多种学科交叉设计方法,设计方法实现条件的手段，明确现代科学技术是农业机械外观设计方法实现的重要前提，详尽研究外观设计、造型设计、色彩设计、计算机辅助设计及综合验证等外观设计具体方法，对某联合收获机进行实证应用研究，阐明农业机械外观设计方法研究的实际意义。

[关键词]农业机械；外观设计方法；实证研究

1农业机械外观设计理念与现状

农业机械外观设计方法是产品生产的重要前提和手段，没有恰当的严谨的设计就没有完美的农业机械产品，而设计方法实现条件使设计成为现实的产品，并成为实现设计的重要保障。农业机械外观设计涉及产品设计、材料学、计算机辅助设计等不同学科交叉融合，对设计方法研究其设计结果更具科学性和先进性，优化的农机设计对提高劳动生产效率具有重要的促进作用。外观设计不是孤立的设计活动，它和企业的营销、产品、生产、销售等环节有密切的联系。企业不但注重开发产品、提升产品功能，也努力实现实用性和美观性统一的外观设计理念。农机产品的外观设计理念不同，其产品设计方法和结果也不同。外观设计方法实现过程就是外观设计与产品功能、企业形象、产品审美、产品使用环境等关系的实现过程，同时也是其外观设计方法的创新过程[1]。目前国外农业机械外观设计广泛应用CAD技术及各种应用软件，数字化建模和仿真技术等科技含量高，鼓励多元化创造设计手段[1]。我国农业机械外观设计多年来多注重功能和结构设计，对外观设计及设计方法研究较少。农机市场中，目前应用的农业机械主要为模仿型设计，传统农业机械产品形体美观性不够。目前对农业机械外观设计方法的研究逐渐增多，并取得一些实质性成果。

2农业机械外观设计方法实现条件

一是科学技术条件。现代科技开辟新生产的发展领域并产生新生产手段和新工艺。计算机智能提高了产品质量和效率，设计方法也从最初的传统手绘方法发展为如CAD和Pro/E等多操作软件、多表现形式的设计结果，为实现农业机械外观设计表现方法提供重要条件[2-3]。二是造型美学条件。运用形态、色彩等造型元素结合恰当设计方法手段，利用不同材料和工艺，创作出具有美感效果和实用功能的农业机械实体造型。造型美学法则是农机外观设计表现方法的重要衡量条件。三是经济环境条件。一是市场环境，农业机械外观设计方法实现的根本原因，在于对该产品的社会需求。企业设计、研发、制造和营销其产品最终必须得到市场承认以满足市场不同需要。二是研究的经济条件，产品外观设计方法的实现，在于社会经济发展状况，企业必须具有雄厚资金以及高水平设计人员才能进行创新设计[11-12]。四是社会文化条件。社会文化背景深刻影响着设计者设计思维，以及对产品造型设计的理解。不同造型需求是由不同国家、地区社会、经济、文化因素决定的，设计者以本民族社会教育水平为基础，从自身文化素养中寻找原创灵感，并将企业或地域特有的语言符号通过产品具象化。

3农业机械外观设计方法

随着社会经济文化的发展，服装由最初的生存必需品演化为传递审美、时尚、价值观念的载体。现代服装运用各种传统和创新的元素，将造型、图案、色彩进行组合，缔造出各式各样、充分满足人们表达情感和个性需求的服饰，其精神价值甚至超越了其作为商品的经济价值。服装设计是设计者智力活动的成果，无疑应受到知识产权法的保护。对于具有较强审美价值、达到作品独创性要求的服装设计，可作为美术作品获得著作权法的保护。而对于兼具美观和实用性、适于用工业方法重复生产的服装，若其艺术性达不到美术作品的要求，则可获得外观设计专利的保护。

一、服装与外观设计制度的渊源

外观设计制度是伴随着工业革命而发展和建立起来的，事实上，服装产业与外观设计制度的历史源远流长。作为工业革命的发源地，英国于1787年颁布《白棉布印花工法》，该法对于亚麻、棉布和平纹细布的新颖或独创式样给予为期两个月的保护（【澳】谢尔曼、布拉特：《现代知识产权法的演进》，金海军译，北京大学出版社2006年版，第74页）。法国里昂是古代“丝绸之路”上的重镇，中国的丝绸产品在里昂集散后被销往欧洲各地。纺丝技术传入欧洲后，丝绸工业在里昂迅速发展，为了保护丝绸产品的图案，里昂政府于1806年颁布了有关保护丝绸图案、色彩等外观设计的法案（康芳伟、刘家容、张小明：《WTO与我国外观设计制度之重构》，载《专利法研究（2005）》，知识产权出版社）。在此之后，美国、澳大利亚、德国、西班牙、日本相继颁布了外观设计法，我国在1984年第一部专利法中将产品的外观设计作为专利权的客体进行保护，目前已有包括中国在内的100多个国家和地区建立了外观设计保护制度（胡充寒：《外观设计专利侵权判断理论与实务研究》，法律出版社2010年版，第1页）。工业革命最初表现为生产技术的革新，但它最终引发了一系列的社会变革。机器化生产使得大量的工业产品进入市场，产品的外观成为人们在购买商品时做出选择的关键因素之一，由此设计与制造分离，外观设计保护制度应运而生。从外观设计制度的渊源可以看出，最早的外观设计制度起源于与服装领域相关的布料行业，为了推动布料行业的发展，当时的立法者制定法律，授予布料上的智力成果一种排他的专有权。

二、外观设计的保护对象

我国《专利法》第2条第4款规定，“外观设计，是指对产品的整体或者局部的形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所作出的富有美感并适于工业应用的新设计”（专利法第四次修改增加了对局部外观设计的保护）。从定义可知外观设计的保护对象包含以下特点：首先，外观设计保护的是针对产品的设计，其可以是产品的整体或者局部，但不能脱离产品而单独存在；第二，构成产品外观设计的要素包括形状、图案和色彩；第三，外观设计应当富有美感；第四，外观设计要适用于工业应用，即能应用于工业也能批量生产；最后，外观设计应当是一项不同于现有设计的新设计。需要指出的是，外观设计专利并不要求美感达到一定的高度，其实际目的在于将外观设计专利的保护对象与发明和实用新型专利进行区分。即外观设计专利只关注产品的外观给人带来的视觉感受，而不关注产品的功能特性或技术效果，功能性的设计是被排除在外观设计专利保护范围之外的。根据国家知识产权局公布的数据，迄今为止没有一件外观设计因为不具有美感而被驳回（国家知识产权局外观设计审查部：《设计之美——实用艺术品外观设计专利案例集》，知识产权出版社2019年版，第12页）。服装兼具美感和功能，既有可能满足著作权对GUARDFASHIONDESIGNWITHPATENTLAW服装设计的专利法保护路径编辑：朱烨文：于伟艳（永新知识产权专利人、律师）图：作者提供实用艺术品的保护要求，也可以作为外观设计保护客体，只要不属于常见设计且有独立的表达或者创作即可。服装产业通过将设计投入生产和销售来实现经济价值，以工业手段批量生产的服装产品完全符合外观设计专利对保护对象的要求，而在专利权的有效期内，专利权人可以禁止所有未经许可的生产销售行为，因此，外观设计专利在商业上能够对批量化生产的服装产品提供全面的保护。

三、外观设计专利的授权条件

与著作权的自动保护原则不同，申请外观设计专利需要向国务院专利行政部门，即国家知识产权局提出申请，并提交符合要求的申请文件。我国外观设计专利采用初步审查制度，国家知识产权局经初步审查没有发现驳回理由的，作出授予专利权的决定，颁发专利证书，同时予以登记和公告，外观设计专利权自公告之日起生效。外观设计专利申请除应满足《专利法》、《专利法实施细则》以及《专利审查指南》中对申请文件形式上的要求外，还应当具备《专利法》第23条所规定的新颖性和创造性，并且不得与他人在先取得的合法权利相冲突。外观设计的新颖性是指在现有设计中不存在与申请保护的外观设计相同或实质相同的设计，其中现有设计指在申请保护的外观设计的申请日之前已经为国内外公众所知的设计。外观设计相同指申请保护的外观设计与现有设计中的对比设计适用于相同种类的产品，并且二者全部设计要素相同。外观设计实质相同指申请保护的外观设计与现有设计中的对比设计适用于相同或相近种类的产品，如果一般消费者经过对二者进行整体观察后，看出区别仅在于局部的细微差异或差别在于使用时不容易看到部位等非实质性变化，则二者实质相同。此外，我国专利保护实行先申请原则，同样的发明创造只能授予最先申请的人。为了避免重复授权，专利法对新颖性的要求除不能与现有设计相同或实质相同外，如果存在申请日在申请保护的外观设计的申请日之前，而公告日在申请保护的外观设计的申请日之后的设计，且二者构成相同或实质相同，则申请保护的外观设计不具备新颖性。外观设计的创造性要求申请保护的外观设计与现有设计或者现有设计特征的组合相比具备明显的区别。由于相同或实质相同的两项外观设计一定不具备明显的区别，因此创造性对相似度的要求低于新颖性。此外，新颖性的判断适用单独对比的原则，即申请保护的外观设计只与现有设计中的一项设计进行对比，而在创造性的判断中，除可进行单独对比外，还可将不同外观设计中的设计特征进行组合后与申请保护的外观设计进行对比。在满足新颖性和创造性之后，外观设计还不得与他人在先取得的合法权利相冲突，其中合法权利指在申请保护的外观设计的申请日时合法有效的权利，包括商标权、著作权、企业名称权、肖像权以及知名商品特有包装或者装潢使用权等。

作者：王成宇 许世虎 单位：重庆邮电大学 重庆大学艺术学院

重庆作为传统的重工业城市，尽管不少传统工业相继转型，但深厚的工业底子奠定了重庆今天的工业发展规模，在重庆各个区县都相继由当地政府牵头建立的工业园区，例如双桥区工业园，西永电子工业园等等，每个园区都有各类工业产品生产厂，企业为了获得更多的市场，也愿意对产品的外观进行改造，但由于小型企业较多，没有过多资金投入到设计中。而高校工业设计专业缺乏实践机会，学生对小型工业产品的设计练习相较于汽车设计与摩托车设计更易入手。目前，很多工业设计专业都苦于无法与大型企业联手进行产学研的合作，尤其艺术院校的工业设计专业，相较于理工科院校，他们强于产品外观设计，而对于产品功能原理的设计理解却是非常欠缺，各大型企业不愿也无法与该类院校深入合作，致使工业设计学生实践能力低，无法适应以后工作要求，而企业也无法招聘到优秀人才。改变此现状，只有从学校自身特点入手，根据自身技术优势和人才优势开发特色专业。在这样的前提下可以寻找如下路径：

1发展与企业产品相互适应的研究性教学。研究性教学是近年国内高等教育中提得比较多的思路，此教学旨在激发学生的主动性，激励学生参与到解决实际问题能力和创新能力培养的教学形式，改变传统的知识传递与接受的教学形式。它以学生为主体，通过教师指导，从现实生活中选择与学科相关的专题进行研究，让学生独立主动探索、主动思考、获取新颖的经验和表现出独特的创新能力。高校工业设计专业可以结合企业的产品，拟定研究课题，让学生的课题现实化，制定相关项目的规划，让学生在现实命题中去思考，研究和探讨，通过促进其主动地参与企业产品设计的开发来积累其实际的经验和提高实践的技能，从而切实促进其专业的提高。

2搭建与企业互利互惠平台，设置旨在培养学生设计能力的相关大赛项目，借力企业提供学生实战机会。重庆的汽摩设计水平在全国范围类相对发展较好，特别是几个较大的企业。例如：长安、力帆和隆鑫等都有自己的研发机构，甚至具有国外的研发力量作为支持，但对于大量的重庆的中小型企业来说，没有自己的研发机构，在重庆本土又没有相关的独立研发机构，此现状造成了该类企业发展乏力，无法与同类产品竞争的境况。重庆高校工业设计专业，应该突破仅有的汽摩设计的局限，大力开发其他工业产品设计教学，尤其应该涉足小投入，重创新的小型工业产品设计方面的研究，与企业达成共识，为企业研发创新型产品外观设计，通过合作组织专题项目大赛，促进企业的知名度宣传和产品的研发，不仅减轻了企业独立设置研发机构的经济压力，解决了具体的产品设计问题，同时为学生实践提供更多的平台。这样的模式已经在一些大型的大学中开始试行，例如：以大学生为主的“西南明日之星工业设计大赛”已经开办了数届，在西南各大高校得到很高的认可，且为工业设计行业拂来了清新的设计之风。

3改革专业基础课的教学模式，适时更新资讯，增加与企业发展同步的学科知识。工业设计的理念和技术在不断发展，这些决定了专业基础课不能始终停留在一层不变的课本上，因此在专业基础课的设置上要有高瞻远瞩的眼光，不仅要注重学科的系统性和科学性，还应强调学生专业基础知识的广博性与适时性，打破单一学科传统基础知识教学的惯性，引导学生自主性学习、主动关注适时资讯，促进根据自己的兴趣爱好，开发广泛的研究方向，大量补充前沿学科知识，为后续专业学习做好坚实的基础准备。

同时，在教学方法上，改变以往的单一学习模式变为多维学习方式。鼓励学生研发创新型产品，并为学生开辟研发专利产品的渠道和路径，采用激励性的学习方法，促使学生主动思考，在实践中，尽快领悟到工业设计的核心和内涵。教师要引导学生从宏观、整体和系统的角度去认识设计和进行创新。激发学生思考，鼓励学生提问，使他们把所学知识和实际生活联系起来，培养他们的学习兴趣和学习主动性，同时也让他们构建自己的知识框架，要有效的把知识学习和社会实际生活结合起来，让学习具有丰富内涵、富有创新和启发性。

如何培养向企业输送适宜的设计人才是高校工业设计教育必须面对的紧迫问题，加强高校与企业的联系，努力提高学生的设计水平和实际运用能力是改善就业现状和为企业提供优秀的设计人才的必由之路。

摘要：随着科技的迅速发展，地理学专利案例资源的创新效益不断提升，如何使其服务于地理实践教学与科技创新教育已是新课程改革亟待解决的科学问题.通过对实用新型、外观设计专利案例融合实践教学模式的运用进行分析，提出以地理学专利为载体的学生科技创新能力培养策略.在此基础上，探讨了地理学专利案例教学对于中学地理核心素养教学的启示.

关键词：专利案例；科技创新；核心素养；中学地理

0引言

师范院校地理科学专业作为师范生创新教育的重要载体，承担着创造地理知识的核心功能，如何对师范生进行知识产权与科技创新教育已是课程改革亟待解决的科学问题，也是地理教学研究的热点.随着科技创新教育的快速发展，高等院校专利拥有量大幅增加，实现专利产学研之间的联系与互动，已引起教育教学工作者的重视.AssessmentoftechnologicalcapabilityinscienceindustrylinkageinChinabypatentdatabase等论文［1-3］和《物联网的触点——RFID技术及专利的案例应用》等著作［4-6］，从不同学科和视角，系统阐述了专利案例在高等院校创新教育与课程改革中的应用及科技人才培养问题，为地理学实践教学引入专利案例指明了方向.笔者发明了“旅游智能地图”等地理教具专利［7-9］、“包装袋（云丹硒锌生态米）”等国家地理标志保护产品系列专利［10-11］，将其作为案例资源，应用于实践教学，对于培养师范生科技创新能力与发展地理核心素养有着重要作用.因此，如何运用地理学理论与方法，开发专利案例资源，直接服务于实践教学与科技创新教育，将是一个全新的科学问题，亟待开拓与系统研究.

1专利设计融合实践教学模式的案例分析

1.1融合课程实践内容的专利案例分析

教学中，笔者施教地理专业课程时，融合实践内容，指导学生在实验装置、地图运用、教具改进等方面提出了实用的新技术方案，获得《一种地理教学用多功能地球仪》、《旅游智能地图》、《一种用于旅游行业的智能地图服务系统》等系列实用新型专利授权.目前，这些专利已作为案例教学资源，在地理学专业基础课与学生师范技能训练课中得以推广与应用，取得了良好的创新效益.以《地理教学论》第10章“地理实践活动”教学为例，笔者将实践内容与专利案例相融合，以“一种地理动态演示教学用具”为实例，主要从设计背景、设计摘要、设计附图与教学效果等方面进行示范教学，对于提升教学效果与培养学生科技创新兴趣产生了积极作用.案例1实用新型专利：一种地理动态演示教学用具.设计人：尚海龙，郭贞.发明背景：地理教具的使用可以提升学生的学习兴趣，丰富其感性认识，帮助他们形成地理核心素养，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力.目前，市场上的三球仪和晨昏仪演示教具，功能与结构较为单一、动态指示效果欠佳，对于培养学生地理意识具有一定的制约作用，已不能满足核心素养教学的需要.因此，发明一种地理动态演示教学用具，可以解决已有相关教具专利技术中出现的问题.发明摘要：该实用新型专利公开了一种地理动态演示教学用具，包括底座、固定弧架和移动圈道.使用时，地球球体通过移动块滑动连接在移动导轨上，移动导轨以太阳球体为中心，模拟地球公转轨道的形状，使学生直观感知地球、太阳和公转导轨三者的联系.套筒和连接杆，帮助学生理解地球公转引起的四季变化、近日点、远日点以及极昼极夜等自然现象.球体转动连接在地球轴上，通过外界之光照射地球球体，使球体产生明暗面，同时球体的表面上设有环形凸起物，能够展现球体表面的地理物象，转动球体可以为学生演示昼夜交替现象及帮助他们理解地球时区划分知识.教学效果：该教学用具适用于大学和中学多种地理教学演示教学场合，也是一种天文教学和天文知识普及仪器.学生通过实践，能够获取所需的地球自转、公转、时区等综合信息，有智能、快捷与人性化的特点.使用时，不仅可以演示日食和月食、月球的盈亏、地球的自转和公转、昼夜和四季的交替等现象，而且还可以根据经线，将球体进行经度分割，使每个经度区域的关键时空信息均通过移动块内置的介绍手册直观反应.本实用新型与课程实践内容相融合，可视化效果逼真，能够加深学生对时区划分原理、地理空间数据的综合理解，教具操作方便快捷，其辅助教学效果良好，有利于提升教学与创新教育效果.

作者：李伟湛 杨先英 单位：重庆交通大学

生产灵活性(flexibility)与整体性奥迪汽车公司推出的第三代车身空间框架(AudiSpaceFrame，ASF?)如图1所示，该空间框架采用最新技术制造出更坚韧、更强操作性能的全铝车身框架［1］，此车架结构的采用为奥迪汽车提供了更轻、更强和更安全的车身构造。框架式结构设计原理是将产品根据功能的关联性程度进行模块化分析与设计，该原理运用于ASF车架设计中则是将一种多体连接的整体式结构转化为主次连接的框架式简化结构。根据该设计原理，在生产过程中，会将产品整体划分为主体框架和分体模块，如图1中的奥迪汽车车架由主体框架和三个功能厢体模块组成。另外有些产品如多功能螺丝刀、吸尘器的设计，采用通用性的接口连接，这样根据局部功能进行模块化更换和生产，满足不同产品功能需要，可降低生产成本，提高生产的灵活性。框架式结构采用模块化装配方式，每个模块相对独立，如果某个部件出现故障需要维修，只需对该模块的局部进行修理和维护，不改变其他模块的链接关系，无需拆解整体结构，这与传统整体式结构相比体现出了高效性、便利性和低成本等优点。如奥运场馆水立方的外墙采用了模块化的框架式结构;苹果电脑公司推出的G5电脑机箱采用全铝金属框架结构，如图2所示，该产品的内部零件模块、外观侧板和基座都是连接在整体结构上的。本文将探讨在LLPC产品开发设计中导入框架式结构的可用性，系统地从设计角度分析功能模块的布局;运用框架式结构的设计手段保持产品整体风格，在用户视觉范围内不暴露结构性零件，进而保持产品的外观整洁性。

外观造型的系列感(series)框架式结构在各类产品开发设计中的应用对其外观风格颇有影响，如在系列化产品的开发设计中，采用统一的框架式结构可塑造出外观造型相似的系列化产品风格特征。根据不同人群定位、功能定位等要求，更换局部模块以形成不同功能产品，而整体结构保持着相对稳定和独立性，进而保持产品的系列化风格。图3所示为电子产品外观夹边设计［2］，此结构方式的采用使其在外观上形成了一种独特的视觉分割效果，使产品显得更精致和纤薄。Iphone4手机也采用了这种设计方法，根据不同功能需求更换上盖模块，中框结构和下盖可以保持不变，可获得视觉效果不同的系列产品。图4所示的IBM服务器机柜整体设计也采用了框架式结构，外壳与内部零件模块可根据功能需要进行选择性装配。这样的设计方式可实现只更换前面板和内部模块，形成不同功能产品系列［3］。

可控性(controllability)基于框架式结构的产品开发设计流程可控性好、风险低，通过对功能布局、整体结构和框架结构等几个关键环节的质量控制，可确定整体结构形式，后期设计研发过程中可变因素少，大大降低了设计风险。特别是在产品升级与更新时，框架式结构可减少产品零件的定制数量，简化研发流程，进而提高对产品功能品质和工艺的控制性。使用过程中，如果哪个部件出现问题，即可更换或者局部改良，不影响其他零/部件的使用。

拓展性(extending)大型机床产品的系列延续性对于品牌产品的战略发展尤其重要。单一的产品系列可能导致片面的市场格局，在稳定产品品质的基础上可根据市场细分，基于同一平台拓展出不同功能定位的产品，这一策略在大众、标致等汽车的车型工程开发中尤为常见。框架式结构形式有助于功能的模块化定义，对于影响终端界面的模块可进行更新换代，而共用的基础部分保持不变，即可根据产品的系列化定位进行基于平台架构的不同功能组合延展，在不增加太多成本的基础上实现不同产品系列的拓展，因此具有较好的产品拓展性。

大型激光加工中心的结构特点与工业设计分析

大型激光加工中心(Large-scaleLaserProcessCen-ter，LLPC)是一种通过激光对截面积在2m×2m内、高度为0．15m内的大体量金属材料件进行打孔、切割和雕刻等加工的设备，可进行材料的熔覆及修复工作，LLPC是本文研究的主要对象。其功率可设定在1～2kW范围内;X轴行程为3～4m，Y轴行程为1．5～2m，Z轴行程为0．1m左右，最大速度可达18m/min，定位精度为±0．015mm，重复定位精度为±0．01mm。该设备控制系统由高功率激光器、激光专用制冷系统、外光路系统和多功能大型激光数控加工机床组成。其技术特点有:1)采用高效的自动化激光熔敷技术，可以有效地减小热影响区，降低叶片裂纹的产生。2)可以在氢气保护下进行，而无需真空环境。3)加工精度高，易于数字化控制，可加工几何形状复杂的零/部件。大型激光加工中心主要应用于模具加工、机械制造、石油、化工、轻工、能源和交通等行业。该类产品开发设计中需要综合考虑加工效率、安全性、良好人机交互性和良好维护性等方面的要求。因此，在设计过程中需分析各个功能模块的合理化布局，以获得高效率的加工方式，如考虑在设备加工过程中操作人员的安全性问题;考虑人员操作的易用性，以获得良好的精确操作及监视效果;考虑使用后的定期维护需求，将控制模块进行独立布局，不与其他模块形成功能交叉区域。