基于UG軟件的“產品造型設計”課程教學實踐與探討

(湖北科技職業學院，湖北 武漢 430074)

一、前言

“產品造型設計”是一門交叉課程，涵蓋了美術設計和技術設計。隨著工業技術的高速發展，產品造型設計已經成為企業競爭和發展的關鍵環節，它的發展也極大地滿足了廣大人民群眾對物質生活和精神生活的追求。作為高職院校，應該注重加強對產品造型設計方向人才的培養，以契合企業對造型設計方面高素質技能型專業人才的需求。

在高職模具專業中開設“產品造型設計”課程有著十分重要的意義。首先，產品的造型設計與產品的模具設計、加工生產是密切相關的，如果只懂得產品造型設計，設計出來的作品可能并不合理，無法將其用模具加工生產出實際的產品，就如同紙上談兵，毫無意義，而模具專業的學生學習“產品造型設計”后，就會從模具設計和加工角度出發，避免了設計作品在模具設計與加工環節出問題。其次，“產品造型設計”課程在高職模具專業課程體系中有著重要的地位，與專業核心課程之間相互關聯，特別是在“塑料/沖壓模具設計”“3D打印技術”“三維檢測與逆向設計”“專業綜合實訓”等課程的學習中，需要學生有較好的產品造型設計能力。再次，省賽和國賽中均設有高職組“工業產品造型設計與制造”賽項，比賽要求學生具有較強的造型設計能力與創新設計能力。開設該課程可滿足學生對軟件設計、產品設計的需求，為技能競賽做好貯備工作，同時學生增加一項專業技能，畢業后可從事模具設計和產品設計崗位的工作，無論是工作環境、待遇，還是今后的發展前景，都是比較令人滿意的。

傳統的“產品造型設計”課程多為工業設計等專業的核心課程，偏向于概念設計、美術設計等，體現產品創新設計理念，主要講授產品造型設計的原理、基本方法、表達技巧等，重視創新思維和設計表現方面，教學內容偏向理論講解，教學案例多是以手繪素描為基礎。素描是造型藝術的基礎，其功能是為了表達畫家對客觀物像的主觀感受，需要學生有一定的美術繪畫基礎[1]。但是工科專業背景下成長起來的高職模具專業學生普遍缺乏美術功底，這種傳統的授課內容和授課方式就不太適合了，主要體現在以下幾個方面：一是造型設計理論講解偏多，與模具專業知識關聯性不強，學生學習興趣不大。二是模具專業的學生普遍沒有手繪基礎，很難用草繪方式表達產品的設計思路。如果直接照搬傳統的產品造型設計課程的教學模式，很難達到較好的學習效果。從教學目標來看，傳統的產品造型設計課程是培養學生具有新的設計理念和相關學科知識，有一定的設計能力、審美能力和動手制作能力等要求，而高職模具專業開設該課程的目的是讓學生掌握產品造型設計的思路和方法，并與UG軟件、模具設計知識相融合，滿足學生對于模具設計相關崗位能力的需求。基于以上分析，高職模具專業開設“產品造型設計”課程，應該立足本專業學生的知識基礎、學習目標和崗位需求，對本課程的授課內容和授課方式進行教學改革。

二、“產品造型設計”課程教學改革思路

用于產品三維造型設計的軟件主要有3DMAX、犀牛、UG、Pro/E、SolidWorks、CATIA等，這些軟件均有強大的設計功能。考慮到模具專業人才培養方案中的數字化設計類課程、數控仿真與加工類課程均采用UG軟件，為了保持學生學習軟件的一致性，避免不同軟件之間數據的交換，本課程采用UG軟件進行產品造型設計，在產品設計、模具設計、數控編程與仿真加工等課程之間實現無縫對接。UG軟件設計模塊較多，功能強大，應用面廣，只要學生牢固地掌握UG軟件和設計技巧，不論今后就職的企業使用何種類型的三維設計軟件，均可做到觸類旁通。

學生在學習本門課程之前，已經學習了UG三維軟件的基本操作命令，涉及的模塊包括草圖、曲線、實體建模、曲面、工程圖、裝配等，能夠完成較為簡單的產品模型設計，但是UG軟件的靈活運用與產品設計能力方面還比較欠缺。對于模具專業的學生來說，UG軟件的基礎性課程還無法滿足產品設計的需求。本門課程設置的目的就是強化UG軟件的靈活應用，培養學生產品造型設計的能力。

本次課程教學改革實踐，區別于傳統的產品造型設計課程，結合模具專業的知識結構和能力要求，企業對崗位能力的要求等，將傳統的課程內容與UG軟件設計相結合，融入產品造型方法、色彩設計、材料設計、人機工程設計等理論知識。以此為基礎，將產品造型設計的方法和設計理念逐步融入每一個產品案例教學，讓學生在設計過程中理解并學會產品造型設計的要點和技巧。

在教學方式和教學內容方面進行改革，本課程采用了項目式教學法，選用典型案例作為設計對象，學生根據設計要求，自由發揮想象力，完成產品造型設計和創新設計。通過本次教學改革，預期達到以下教學效果：培養學生靈活運用UG軟件進行產品造型設計的能力，為后期模具專業綜合實訓打下基礎，同時培養學生今后從事模具設計崗位、產品設計崗位[2]需要的能力，利用傳統和現代設計相結合的方法進行產品設計；培養創造型人才，從專業技能方面，大力開發和培養大學生的創造能力和創新能力，達到明確創新意識、掌握創新方法、培養創新能力的目的。[3]

三、“產品造型設計”課程的教學實踐

(一)選取教學案例

教學案例的選取是否得當，直接決定了教學效果。根據學生的年齡特點、生活經驗、知識基礎等情況，選取靈活、有趣的案例，可以激發學生的學習興趣，強化產品造型設計知識的理解和運用，最大限度地帶動學生的學習積極性，把之前相對枯燥的理論知識變得生動活潑。[4]

本課程計劃54課時，以UG三維軟件為設計工具，結合模具專業學生的軟件設計基礎，選取難度適中的產品作為設計對象進行產品造型設計。本次教學實踐中，選用了生活中常見的一些物品作為設計案例。首先，設計對象是生活中常見物品，如籃球、肥皂盒、雨傘、車鑰匙等，容易引起學生的學習興趣；另外，學生對設計對象較為熟悉，在設計產品時容易找到思路，可以通過生活經驗充分發揮想象力，進行創新性的設計，設計作品容易讓學生有成就感和獲得感。課程使用案例見表1。

表1 “產品造型設計”課程案例

(二)課程實施項目化教學法

本課程教學過程采用項目化教學法，通過案例訓練的方式開展教學活動，教學過程中注重產品造型設計綜合知識的應用和設計全過程的培養，學生所獲取的職業能力要符合行業企業對人才的現實需求，而不只是注重創意思維的培養，或是單純地站在美學角度去研究和解決問題。[5]

本文以多功能抽紙盒為例，介紹項目化教學實施過程。

圖1 多功能抽紙盒項目化教學實施過程

1.教師下達任務

教師根據多功能抽紙盒案例提出具體設計要求，如抽紙盒的外形設計、結構設計、多個部位的裝配設計、多功能設計等，并在完成產品設計的基礎上進行結構和功能上的創新設計。同時，要求學生在設計過程中融入產品造型設計知識點，如人性化設計、人機工程學、創新設計、裝配方式、色彩的搭配等。

在設計產品時，將模具知識點融入具體案例中[6]，讓學生從模具設計和加工的角度進行產品設計，讓學生明白產品設計后最終需要依靠模具生產，這樣設計出的產品才符合生產實際。掌握模具設計與加工的知識對于產品造型設計更有意義。

按照產品設計任務，要求學生完成以下內容：完成產品設計與創新設計(包括產品的外形、結構、裝配、創新部分的設計)、完成產品創新設計說明書(包括設計產品的意圖、適用對象、造型設計過程闡述與表達、產品創新點)、答辯PPT等。

2.學生分組討論

教學過程由以教師為中心轉化為以學生為中心的教學模式，通過學生分組討論方式，讓學生由被動學習轉化為主動學習。學生兩人一組，按照教師給定題目的設計要求，上網查找多功能抽紙盒的相關資料和圖片，通過收集的資料，分析、討論并制定設計方案。這個過程有針對性地分析問題和解決問題，充分調動了學生的學習積極性，學生分組討論，充分交流，鍛煉了溝通能力與解決問題的能力，激發了學習興趣。

3.學生完成設計

學生按照分組討論后制定的設計方案，完成多功能抽紙盒的造型設計。設計內容分為以下幾個部分：抽紙盒底殼設計、抽紙盒蓋設計、多功能部位設計、裝配位置設計、創新點設計等。總體要求如下：外觀件的外形美觀、大方，外觀造型有一定的創新性，結構設計、裝配方式、功能使用等方面科學合理，功能和結構創新得當等。學生按要求完成設計作品后，撰寫一份產品創新設計說明書，重點包含以下信息：產品設計概述，包括產品名稱、設計者、產品用途等，以圖文并茂的方式簡要敘述產品造型設計過程，產品設計的創新點等內容。

在設計過程中，重點培養學生靈活運用UG軟件能力和創新設計能力，融合模具設計和產品造型設計的要求，將所學知識融會貫通，綜合運用，最終完成滿足設計要求的產品。

與傳統的“產品造型設計”課程相比，學生不再需要背誦枯燥的理論知識，只需要牢記造型設計思路和要點，從實際出發，在設計過程中學習產品造型設計的方法。只需要有一定的UG軟件基礎，就可以通過軟件繪圖的方法，快速靈活地完成產品的造型設計，脫離了手繪素描對學生造型設計思路的限制。學生可以大膽展開想象，在產品設計中培養創新設計能力。

4.教師答疑解惑

教師引導學生自主探索，為學生搭建一個開放的學習環境，提供獲取知識的多種渠道。學生設計過程中對于UG軟件操作、產品設計思路、裝配方法、創新的可行性等遇到的難題，教師要及時點撥，進行答疑解惑。這個過程體現了以學生為主、教師為輔的學習方式，突出了學生的學習主體地位。教師有針對性的解決學生遇到的難題，將要學生學轉化為學生主動學，大大地提高了學生學習的積極性。學生主動思考、教師及時解答，課堂氣氛活躍，取得了較好的學習效果。

5.學生作品展示

學生完成設計作品后，將設計思路制作成PPT，并分組講解作品的設計過程，進行PPT展示和答辯。展示作品的同時，也為學生提供相互學習和交流、大膽表達、相互借鑒的機會。學生通過展示設計成果的環節，鍛煉了語言和文字表達能力、自我展示的能力、團隊分工協作能力等，培養了自信心，激發了學習興趣。

6.教師總結評價

學生展示作品后，教師進行點評。由于選題要求是創新性設計，學生設計的作品可能完全超乎教師的想象，為了保護學生的學習興趣和設計成果，教師只做簡單的評價，指出設計亮點，點出問題所在，讓學生明白什么樣的設計是合理的或是不太合理的，教師不會將自己的設計觀點強加給學生，而是以鼓勵和表揚的方式，激發學生的學習興趣和設計熱情。這種方式有助于學生在今后的設計過程中大膽地想象和創新，保護了學生的學習熱情。

(三)課程考核方式改革

傳統的考核方式多是以平時成績+期末考試的形式進行，這種考核方式中，期末考試成績所占比例較大，無法衡量學生學習過程中的表現，很難全面科學地評價學生的學習效果。本課程采用過程性考核方式，采用平時成績+階段性考核+綜合性考核的方式，全面評價學生學習效果。其中，平時成績占20%：主要考核學生的出勤情況，是否有遲到、早退等現象；階段性考核占40%：在課程進行的不同階段，選取6個典型案例進行考核打分，取6次成績的平均值作為階段性考核成績；綜合性考核占40%：選取一個綜合性較強的案例作為考核對象，分別對產品的造型設計、創新設計、答辯等環節進行打分，主要分學生互評、教師點評兩種形式。

表2 “產品造型設計”課程案例

實施過程性考核方式，大大地提高了學生學習過程中的積極性，對平時懶惰的學生有很大的帶動作用，保證每位學生的學習進度，并按時完成學習任務，達到合格以上的成績。

(四)教學改革效果分析

通過此次教學實踐改革，達到了預期的教學效果。在教學過程中，借助UG三維設計軟件輔助學生完成產品造型設計和創新設計，設計過程融入了產品造型設計的理念和模具設計知識點，通過一系列生活化的案例，讓學生掌握和學習產品造型設計技巧和方法，把學到的知識靈活地運用到案例設計中，達到融會貫通的目的。

通過教學實踐，強化了學生靈活運用UG軟件進行產品造型設計的能力和創新設計能力，從專業技能方面培養了學生的創造能力和創新能力。同時，通過分組討論、作品展示環節，提高了學生的學習興趣、團隊合作能力、語言表達能力、Office辦公軟件應用能力等。

四、結語

本次教學實踐是在充分調研的基礎上開展的一次成功的教學實踐探討，基本達到了預定的教學目標，學生在產品造型設計能力和創新設計能力方面得到了很大的提高，但是教學實踐過程中還存在一些問題，需要在今后加以改進和提高，比如，產品造型設計的方法融入還不夠，教學案例還不夠豐富多彩。任課教師需要在這方面加深學習和研究，做好學生的引路人，豐富案例、傳授學生更多實用的設計技巧，強化學生的產品造型設計能力。