計算機輔助工業設計課程引入體驗式教學方法探究

楊熊炎+陸少敏

【摘 要】結合應用型人才培養目標，在計算機輔助工業設計課程引入體驗式教學方法，以體驗式教學方法指導教學實踐，結合教學實施過程，闡述課程內容在設置情景、引導思考、內化新知、檢驗實踐等環節中的具體做法，引導學生掌握正確的學習方法，提高解決問題能力。

【關鍵詞】體驗式教學方法 計算機輔助工業設計 造型分析

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）02C-0156-02

在國家深化改革職業教育的背景下，培養應用型人才成為共識，掌握職業能力為核心的技能成為職業教育教學的重點內容。課程是實現職業能力的主要載體，因此課程體系設置應遵循“知識能力一體”原則。本文探討在計算機輔助工業設計課程引入體驗式教學方法，轉變教學模式，優化教師授課方法、學生學習方法，提升學生自我學習能力，最終提高學生的職業能力。

一、體驗式教學方法特點與實施程序

（一）體驗式教學方法的特點。體驗式教學方法是目前常見的教學方法，主要特點是以教學情境為主線，教師引導，學生實踐，師生在情境模式下加強互動交流，這一過程中，學生是主動實踐的主體，轉化知識為能力，教師起到指引、總結作用。體驗式教學是以建構主義理論為基礎，強調主動學習，主動實踐的作用。體驗式教學重視教與學的關系轉變，有意義的學習目標、主動的學習方式、輕松的學習過程等是體驗式教學的“學”的體現，是“教”為主向“學”為主的轉變。教師根據教學內容設置不同的教學情境，在各種教學情境下，師生的交流是顯得非常重要。體驗式教學重視各個學習主體的溝通、互動，兼顧學生個體間學習的差異，比較適合分層次教學安排和考核。

根據大衛·庫伯提出的“體驗式學習圈”理論，強調有效的學習應從體驗開始，學習者的主動參與體驗帶來認知的變化，并進行分析，分享，獲得一定的經驗，并將其應用于實踐中，從而獲得知識到能力的轉變，避免停留于感性認知階段的學習。在體驗式教學過程中，體驗、認知、領悟、實踐是學習者學習活動的基本方式，也是學習者認知的過程。體驗式學習須遵循一定的教學規律，才能取得較好的教學效果，根據教學內容特點將教學內容劃分幾個學習階段，設定教學情境、教學目標、教學互動環節等內容，突出教學過程的交流與互動，提高學生學習興趣、教學效果。

（二）體驗式教學的實施程序。以三維軟件輔助設計為核心的計算機輔助工業設計課程是工業設計專業核心課程，具有實踐性、應用性特點，理論與實踐結合密切，該課程是產品專題設計必要的表現環節。課程設置思路方面，先思維后技能，重點培養產品建模方法、形態分析能力，并應用于軟件繪圖操作實踐，整個課程不是簡單的軟件操作。以體驗式教學方法為主線，連接該課程各個知識點，并加強前后銜接課程的聯系，突出課程的系統性。課程教學過程方面，在普通常規產品建模流程的基礎上引入體驗式教學方法，根據體驗式教學特點，結合實際崗位職業能力要求，體驗式計算機輔助工業設計課程教學實施程序主要分為“感性體驗—理性認知—內化新知—應用檢驗”四個教學環節，貫穿于該課程教學過程中，在實際教學過程中采用多個項目案例進行教學，有助于學生更深刻課程內容和掌握系統性學習方法，培養學生參與體驗、主動思考、實踐應用的學習理念，這是一個循環的實踐性學習圈，如圖1所示。體驗式學習方法符合學生對課程學習的認知規律，先體驗后理解再實踐，容易取得學習成果，增強學生自信心，激發學生學習熱情，學生掌握學習方法后，可以舉一反三，在自選課題方面有了更多的主動性。

二、體驗式計算機輔助工業設計課程教學實踐

（一）設置情景，感性體驗。計算機輔助工業設計課程引入體驗式教學方法，以產品實物模型作為建模對象，設置教學情景獲得更豐富的教與學體驗，知識或技能獲取從個人經驗總結升華而來記憶較為深刻，更容易理解和接受教學內容，從而提高教學效率。傳統的計算機輔助工業設計課程，學習內容是教材的光盤案例，建模對象是網絡教學案例，大部分案例中的產品模型學生不了解，由于對建模產品缺少體驗，缺乏對產品研究，師生互動性也不足。在該環節設置實物模型體驗環節，給學生提供多方位研究產品的平臺，包括產品的造型分析、功能、材料、內部結構等方面，學生在分析過程中積累了問題，學生針對這些問題點與老師積極互動，營造更好的學習氛圍。

設置教學情景主要是通用情景、自定義情景兩個類別，如圖2所示。通用情景為所有學生用于建模的產品實物都一樣，這是教師設置的情景，這個情景環節綜合各種因素，所選用產品實物有一定的代表性，盡量涉及多個知識點，教學目標較為明確;自定義情景在學生掌握基本建模思路和方法之后，學生自選產品實物用于建模、渲染。自選實物模型根據學生實際能力挑選，保證實物模型建模難度與學生自身水平相匹配，符合分層次教學，增強學生的自信心，保證自定義情景的有效實施。在新的教學情景下，以學生學習為中心，以解決問題為重點，學生圍繞學習問題點去探討解決問題的方法，促使學生學習上更加主動和積極，學習效率更好。

（二）引導思考，理性認知。計算機輔助工業設計課程主要教學目標是掌握產品建模方法，熟練自如應用軟件進行產品創意設計表達。軟件是輔助實現創意想法的工具，這個定位必須清晰，否則課程容易走向軟件培訓的誤區。產品建模是在充分理解產品形態、產品構造的前提下，對軟件命令的綜合應用。曲面、實體成型原理如拉伸、旋轉、掃描等，并通過案例示范。因此須引導學生積極探討產品各種造型曲面、實體的成型原理是非常有必要，對實物產品模型進行造型分析，并引入結構素描、產品結構構造等知識點，引導學生多角度思考，以問題為導向，引導學生反思，誘發學生自主探索，讓學生清楚認識復雜的造型是可以有方法可循的，學生知其然不知所以然這種現象是可以避免的。如電吹風的風嘴和進風口為什么是這樣的造型？有什么功能？造型如何生成？結構如何銜接等一系列問題引導學生探索更多課程之外的知識。在引導思考環節，可以根據具體的產品模型提出針對性問題，以思考問題、分析問題、解決問題為主線，突出“知識建構”理念特點。

（三）抽象與領悟，內化新知。在這個環節以案例教學法為主，大案例與小案例相結合，典型的產品案例盡可能包含較多的學習內容，涉及各個知識點，是知識點的綜合和交叉應用，軟件的各個命令需要學生有序的組織和選用，在實現案例的過程中熟練掌握了軟件，這是知識內化的過程。通過2-3個完整的案例講解與演示，并穿插多個小案例講解軟件工具的使用，分解產品造型、局部建模過程，還原產品原型，列出每一部分對應的建模方法及所用軟件命令，如圖3所示，一般的建模原則：由下往上、由外到內、由整體到局部;掌握科學合理的建模方法，培養良好的建模思路，提高學生思考問題、解決問題的能力。據多年的教學效果反饋，經過該課程的訓練，學生能快速自學其他軟件，并且進入公司適應能力較強，能在短時間內融入公司工作團隊。通過學生實踐和老師講授，幫助學生抽象歸納建模思路與方法，作為建模通用的指導的方法，以指導后面的產品建模實踐。

（四）應用檢驗，指導實踐。該環節是課程的教學實踐重點部分，在自定義情景下，針對每位學生學習特點及其自身能力挑選合適的產品實物模型建模、渲染，兼顧每個同學學習水平，體現分層次教學特點，也避免學生作業抄襲的現象，加強對學生建模水平的考核。在建模思路與方法的指導下，按照課程教學完成實物模型的建模、渲染，確定產品輪廓的尺寸→繪制三視圖→分部分建立曲面→完成細節，該環節同時也是對建模思路與方法的檢驗，在實踐過程不斷調整建模方法，達到融會貫通的熟練程度，體現了體驗式學習方法的循環性。

（五）教學拓展。具體如下：

1.創建教學資源庫。加強對教學成果的高效利用，并且定期更新教學內容，建立數字化教學資源庫和實物模型庫，并定期補充學生優秀作品。每年設定特定的專題，進行特色教學。

2.拓展其他實踐途徑。在學生熟練掌握軟件輔助設計的能力之后，應用創意能力，進行產品原創設計，并通過3D打印機打印出來，另外在課程結課時參加工業設計師資格認證考試，成績合格者可獲得相關的資格證書，在實實在在的設計作品面前，這樣學生會有更加強烈的成就感和充實感，有利于提升學生的學習積極性和探索性。

【參考文獻】

[1]王永宏，張麗萍.應用型高等教育學習全程以就業為導向的培養模式[J].教育與職業，2013（2）

[2]楊通宇，陳慶良，何克.體驗教學的理論研究[J].當代教育論壇，2006（8）

[3]王學東.體驗式教學模式的構建與實施[J].樂山師范學院學報，2009（6）

【基金項目】2015年廣西職業教育教學改革一般項目“現代職業教育背景下以任務驅動模式的工業設計課程體系構建研究”;桂林電子科技大學海洋信息工程學院教學改革課題“創新背景下3D打印技術課程建設”

【作者簡介】楊熊炎（1983— ），男，廣東湛江人，桂林電子科技大學海洋信息工程學院講師。

（責編 盧 雯）