计算机辅助工业设计教学的问题及优化措施

黄坤

关键词：计算机;辅助;工业设计;存在问题;措施

计算机辅助工业设计是利用现代信息技术，将工业设计数字化、信息化，最终达到提高设计效率和质量的目的，信息化时代下计算机辅助工业设计是一种非常先进的设计理念。CAD 技术是计算机辅助工业设计的核心，CAD 技术与其他生产加工制作等技术相互结合已经成为当前设计比较常用的设计手段，而且计算机辅助工业设计在发展的过程中越来越专业化、智能化与集成化。在计算机辅助工业设计这种思路出现之后，现代工业产业设计方法也随之革新。草图设计的方式需要浪费大量的时间，且计算工程量非常大，对设计人员来说负担比较大。但是计算机辅助工业设计可以利用CAD 绘图软件完成绘图，极大地提高了设计效率。在此背景下社会对计算机辅助工业设计的人才需求比较大，高校需要培养更多的具有计算机技术的工业设计人员。

1 计算机辅助工业设计教学的存在问题

1.1 教学内容不丰富

当前计算机辅助工业设计需要设计师掌握一维、二维、三维、四维乃至五维的综合设计能力，但是高校计算机辅助工业设计课程组的教学内容只包括其中几个方面，对学生来说即使根据教学内容完成学习也无法全面地掌握计算机辅助工业设计的技巧。在教学的过程中，教学内容不够全面，很多高校都以CAD 软件教学为主，主要培养学生在二维方面的计算机辅助工业设计能力，少部分专业同时对二维和三维设计软件进行教学，整体来说计算机辅助工业设计教学内容割裂现象严重的根本原因是教学内容不够丰富。

1.2 教学方式落后

高校在教学计算机辅助工业设计课程过程中主要采用传授法对相关知识点进行教学。在《儿童产品设计》教学中，教师首先列举简单图形，让学生跟随学习点线等操作指令如何使用，然后再让学生根据所学计算机辅助工业设计技巧自己完成课堂的设计任务，最后学生经过练习即可掌握不同设计方法的应用技巧。这种教学方法无法让学生对计算机辅助工业设计产生浓厚的兴趣，学生的思维也会受到了一定的限制，总体来说学生在这种教学模式下学习不到太多实用技巧的根本原因是教学方式落后。

1.3 教学设施陈旧

高校计算机辅助工业设计课程对教学环境具有较高的要求，但是大部分高校并没有专业的工业设计机房，而所有专业通用的机房无法满足工业设计的需求，很多设备长期没有维护，导致无法正常开机或者经常死机，而且还有很多电脑没有配备专业的辅助工业设计软件，导致学生学习计算机辅助工业设计过程中受到较大阻碍。除此之外，还有些电脑配置较为落后，学生使用工业设计软件过程中经常会出现卡顿现象，严重降低了学生对计算机辅助工业设计课程的兴趣，其根本原因是教学设施陈旧。

2 计算机辅助工业设计教学的优化措施

2.1 丰富教学内容

高校应该对现有的《儿童产品设计》教学内容进行丰富。如果高校计算机辅助工业设计教学内容只局限于CAD 软件的指令和操作教学，则教学内容中需要将三维工业设计软件教学加入其中，例如3Dmax 的指令和操作教学。除此之外，高校还应该对教学内容之间的关系进行分析，厘清计算机辅助工业设计教学的顺序，让学生分别从软件命令与操作、形态分析与理解、造型手法与方式等角度由浅入深地完成软件学习。3Dmax 软件教学如图1 所示。

2.1.1 增加软件命令与操作教学内容

《儿童产品设计》课程组教师应该将软件命令与操作作为重点教学内容，让学生了解各种2D、3D 软件的操作方法，这些设计软件在使用过程中主要分为点、线、面三个方面的命令，因此高校计算机辅助工业设计课程组教学模式中必须重视软件命令与操作该层次的教学工作。教师需要在课程组教学中演示不同软件命令的操作方法，然后学生需要在教师的演示下不断学习并加以重复练习，牢记不同命令与操作的快捷键，最后学生能够熟练应用点、线、面三个方面的软件命令和操作，即可完成对2D、3D等方面的工业设计[1]。PS 软件教学如图2 所示。

2.1.2 增加形态分析与理解教学内容

高校计算机辅助《儿童产品设计》课程组教师在教学形态分析与理解方面的内容时，对3D 模型的形态进行分析，通过分面分析形态的起伏，然后根据其构成和走势构建3D 模型，培养学生的形态分析能力与理解能力，保证工业3D 模型设计的意图和建模步骤可以清晰地展现出来。产品分面图设计是每个课程组学生都必须掌握的能力，学生可以根据模型的特征线和形面等特点提取3D 模型的骨架，而形态特征不明显时则需要按照几何信息完成分面工作，分面能力决定了学生建模水平的高低[2]。3D 建模图如图3 所示。

2.1.3 增加造型手法与方式教学内容

在进行《儿童产品设计》课程中的造型手法与方式时，学生需要具备通过3D 建模软件将设计意图表达出来的能力，三维造型和建模工具可以让学生对3D 建模过程中造型的手法和方式有所了解，课程组模式中课程体系必须涵盖造型手法与方式层面的教学内容。在造型手法教学中，教师可以按照课程组教学模式选择合适的案例进行教学。首先让学生对改造型手法的原理和分块方式进行详细了解，然后让学生利用计算机辅助完成该造型手法的设计，最后学生即可掌握计算机辅助工业设计的能力[3]。

2.2 创新教学方式

高校应该对原有教学方式进行改革，集中式教学只能保证大部分学生掌握计算机辅助工業设计软件的基础操作方法，而无法提高所有学生的实践设计能力。在《儿童产品设计》教学中，以教师为主体开展教学，无法增强学生的学习兴趣，只有以学生为主体的教学模式才能让学生主动学习，这样学生将课堂内外所学的设计知识整合后即可提高自己的设计水平。为了提高高校计算机辅助工业设计课程组教学模式的可行性，教师需按照学生的能力和兴趣进行分组，改善整个教学环境和氛围，推动教学内容的模块化，让所有学生计算机辅助工业设计实践能力得到提高。除此之外，高校计算机辅助工业设计课程教师还可以先根据理论知识和教材内容设计不同阶段的课程任务，然后让学生带着任务学习，加强教学模式创新，让学生尝试使用计算机辅助工业设计软件解决学习中遇到的问题，最后再对学生计算机辅助工业设计成果进行评价，重视教学成果展现评估，这样才能更好地创新教学方式。

2.2.1 增强教学联系

计算机辅助工业设计中儿童产品设计软件存在多种类型，其中每种设计软件的使用情景都是不同的。而有些设计师在工业设计中先使用二维设计软件生成效果图，然后再使用三维设计软件进行具体的操作过程[4]。学生需要充分认识到计算机辅助工业设计课程组与课程之间的联系，这样才能在儿童产品设计的过程中，在二维设计软件和三维设计软件等不同类型的计算机辅助工业设计课程学习中均投入一定的时间和精力，确保自己掌握软件命令与操作、形态分析与理解、造型手法与方式各层次的软件操作技巧。

在计算机辅助工业设计中，《儿童产品设计》课程需要提高学生的设计思维能力，学生必须具备设计软件表达设计创意的能力。因此，课程组在教学过程中会将产品设计教学与课题研究相结合，产品设计教学课程与课程组的连贯性必须得到加强才能满足教学要求。可以合理安排二维设计软件和三维设计软件等不同类型的计算机辅助工业设计课程的教学时间，确保学生对软件命令与操作、形态分析与理解、造型手法与方式等各层次软件操作技巧记忆深刻，这样才能及时巩固学生所学的知识点，进而充分发挥计算机辅助工业设计课程组教学的优势。

2.2.2 明确教学理念

《儿童产品设计》课程的教学理念为提高学生设计逻辑思维能力、提高学生设计表现能力、加强课程组与课题之间的联系和连贯性、明确工业设计课程的教学重点等。教师必须认识到“授人以鱼不如授人以渔”，《儿童产品设计》教学的目的并不是为了让学生掌握儿童产品的设计思维和方法，而是让学生通过儿童产品设计学习掌握二维和三维计算机辅助工业设计软件的应用方法。高校计算机辅助工业设计课程过去只对学生的软件指令和操作能力进行培养，但是现在应该以设计思维能力和表达能力进行培养，保证学生可以正确解读不同的儿童产品设计方案，为了保证课程改革顺利进行，可以先对教师进行教育以改变其教学思维。

2.2.3 推动教学内容模块化

高校可以将《儿童产品设计》课程教学分为设计表达教学、思维表达教学、设计分析教学、效果表达教学、外观设计教学、动画效果图展示教学等模块，按照学生的薄弱之处开展针对性教学[5]。在《儿童产品设计》课程中，教师对教学内容模块化之后按照课时分配教学内容，儿童产品设计案例总计耗费10 课时，教师在设计表达教学、思维表达教学、设计分析教学、效果表达教学中总计耗费8 课时，每个教学内容模块耗费2 课时。以上教学内容比较重要，对学生以后的学习和发展具有举一反三的作用，因此教师在教学时必须投入较多的时间和精力。而外观设计教学、动画效果图展示共耗费两课时，以上教学内容主要是对教学成果的展示，教师可以根据教学成果对计算机辅助工业设计课程组教学模块中存在的问题进行分析，有利于对后续教学体系进行整改，这样才能持续提高计算机辅助工业设计课程组的教学效果。

2.2.4 加强教学模式创新

高校应该在课程组教学模式之上对计算机辅助工业设计课程教学的持续创新，将探索式教学模式与课程组教学模式相融合，提高学生的自主学习能力和举一反三能力。教师可以按照任务驱动法为学生布置儿童产品设计各个课程组的学习任务，让学生分组解决设计表达、思维表达、设计分析、效果表达、外观设计等课时中教师提出的问题，掌握儿童产品设计所需要的二维和三维计算机辅助工业设计软件，让学生能够有效串联不同工具的操作使用，让学生能够直接选择最佳的应用软件，以提高学生儿童产品设计的思维逻辑能力，防止学生选择错误的二维和三维计算机辅助工业设计软件，最终浪费大量的时间和精力。除此之外，教师在《儿童产品设计》课程中还采用比赛和项目驱动法，让学生将学习任务和比赛项目结合到一起，让学生在参与比赛的过程中完成儿童产品设计，而在比赛中学生能够学习到更加前沿的设计动态，有利于发散学生的设计思维，比赛项目驱动教学法能够有效弥补计算机辅助工业设计教材的不足。教师可以为学生选择力所能及的比赛和项目，不能揠苗助长，否则会打消学生对计算机辅助工业设计课程的学习积极性。合理根据学生计算机辅助工业设计软件掌握程度选择合适的项目才能够达到创新教学模式的目的。

2.2.5 重视教学成果展现评估

高校计算机辅助工业设计课程组教学之后应该将各组儿童产品设计成果进行展现，并分别从创意切入点、创新、表达、设计细节、设计结果表达等方面对教学成果进行评估，不断对课程组教学实践进行改革。

2.3 完善教学设施

高校应该投入一定的時间和金钱定期对机房设备进行升级或者直接建立计算机辅助工业设计课程组专用机房，保证机房内设备可以正常使用，并且学生在学习过程中可以熟练操作各种工业设计软件，为《儿童产品设计》课程的教学奠定基础。机房设备质量是完善教学条件的基础，保证计算机设备符合工业设计要求才能不断提高学生的设计能力。除此之外，高校还可以准备纸质图书等相关学习资料，为学生自主学习提供教学条件。目前计算机辅助工业设计技术的发展速度比较快，基于该技术研发的软件和产品也比较多，教师必须从互联网途径尽可能多地准备教学素材、完善教学设施，这样才能提高计算机辅助工业设计课程的教学效果。对学生来说，需要学习最新的软件和产品设计思路才能在毕业后找到对口工作，因此学生可以直接利用各类教育资源共享平台或者计算机辅助工业设计产品分享网站，提高自己的思维扩展能力，以提高自身计算机辅助工业设计综合水平。

高校可以将计算机辅助工业设计分成三个教学课程组，教学二维位图软件和矢量图软件、三维建模软件、工程制图软件等内容，学生的儿童产品设计学习进度应该与课程组教学内容相互匹配。教师必须根据课程组教学内容将教材内容整理成三类，这样才能帮助学生梳理计算机辅助工业设计课程的脉络。高校计算机辅助工业设计课程组教学模式可以分为基础教学和进阶教学两个阶段，基础教学主要培养学生对各种工业设计软件的操作能力，进阶教学主要培养学生利用不同工业设计软件解决儿童产品设计问题的能力。教师必须在教学前制定教学计划，为基础教学和进阶教学分配合适的教学时间。

3 结论

综上所述，近年来计算机辅助工业设计越来越受到重视，高校必须在校内期间对学生的工业设计能力进行全面培养，否则无法保证学生进入社会之后具备基础的工业设计能力。因此，高校可以采用课程组教学模式开展计算机辅助工业设计教学，同时丰富教学内容、完善教学条件，提升学生的学习兴趣和效率。