計算機輔助工業設計教學改革與實踐探索

賈梅宵

河北美術學院

隨著網絡技術和信息技術的快速普及與迅猛發展，利用計算機設備及相關技術實現工業設計的質量提升與模塊優化已成為工業設計領域內十分常見的現象和非常重要的環節。憑借這一手段所具有的資源整合速度快和技術操作精度高的優勢，現代工業設計不僅可以在物體形象的塑造方面表現得更具體、精準，同時也給技術人員對相關產品的規格測評提供了極大的便利，更直接推動了整體工業設計技術的進步和資源的合理化重組。通過以上事實不難看出，各大職業院校的任課教師應當對計算機輔助工業設計課程形成足夠的重視，根據現今計算機助力工業設計領域的發展狀況和方向實時調整教學理念、策略與具體的方式方法，從而切實提高課程的講解質量和學生的掌握水準。

一、計算機輔助工業設計教學的不足

首先，教學方式的不足。計算機輔助課程主要以集中授課的形式出現，教師通過控制學生電腦演示教學內容。學生觀看后，照搬整個操作過程。基本上以灌輸知識的形式教學，限制了學生的創新思維。由于學生專業素養、學習能力、興趣等方面的差異，學習進度差異很大。有的同學覺得太簡單了，上課不認真聽課的同學卻一問三不知。其次，教學內容的不足。教學內容一般只強調工具的學習，很少加設計的知識。教學內容與其他前后課程密切相關，關系到整個專業課程的銜接。如果學生在本課程中學習了相關軟件并熟練掌握了軟件操作，但后續課程沒有相關內容應用，學生很容易忘記所學的知識。如果這門課只注重工具的使用，課堂上使用的教學內容沒有有針對性地與后續課程相結合，就會缺乏對學生創新能力的培養[1]。最后，缺乏實踐練習。軟件學習、理論講解和實踐練習同樣重要。不能只通過聽而不練習來學習軟件工具。一般來說，在學習了一個工具之后，會按照相應的示例練習來鞏固工具的使用。上課時間有限， 老師講完理論知識后，一般會給學生布置相應的實踐任務。這些實踐任務基本都是課后完成的，教師不能有效地指導實踐，不能很好地激勵學生實踐的興趣，導致課堂練習和實踐的真實性下降，無法學以致用。

二、升級建模思維，優化學生的精準建模的能力和意識

（一）優化授課理念

建模方面的知識是計算機輔助工業設計這一學科的核心部分，并對其他各項內容的價值體現和邏輯連接起著根基和紐帶的作用。在計算機輔助工業設計的課堂講授中，教師要樹立正確的建模理論核心認知，確保學生在充分認識到建模環節關鍵意義的基礎上形成“精準建模，靈活建模，動態建?！钡目茖W意識[2]。此外，計算機輔助工業設計教師還可在課堂中引入必要的互動式教學，對一些專業難度較小或已有較好教學鋪墊的內容，可安排具備一定條件的學生代為講解，既促使授課學生對既有知識和技能的再次強化，也充分活躍了課堂氣氛，實現了對班級整體的學習效果優化。

（二）結合常見工具

為保證學生對建模程序形成準確、漸進、連貫的認知鏈條，計算機輔助工業設計教師可在涉及相關思維構建的環節引入對Rhino等具有前段應用價值的建模程序的講解，并以之為前提融入對諸如vary之類的3D渲染引擎軟件的利用實例分析，幫助學生在具有實效展示性和原理呈現性的講解中充分感受到高質建模所能達到的產品效果和操作效力，進而促使學生在主觀層面產生進一步掌握色彩運用、材質展現等關聯性技能的強烈訴求，并最終形成設計、制造優質工業產品的技能框架[3]。

（三）側重細節處理

考慮到實際情況下建模程序應用過程的環節性特征以及職業院校計算機輔助工業設計學科的教學實踐性特點，教師在升級學生思維層級與引入典型建模程序時，應引導學生構建以環節系點和模緣紋路為主要對象的細節處理體系，促使學生在形成相對清晰的建模、優模認識的基礎上有效掌握各類常見的微視性建模步驟和要領，從而具備可執行細致繪圖和保真還原的標準技能，并進一步達成實現常態化鞏固和持續性優化的目標[4]。

（四）組織仿效實踐

完成這一階段的任務后，計算機輔助工業設計教師要繼續推進對授課模式的深入完善，借助實體模型的展示實現標準訴求的具體化、直觀化，并在引導學生對實例模具進行全角度觀察后根據“尺寸定位——三視圖刻畫——搭設實體及曲面——雕琢細節”的步驟組織學生嘗試仿效建模，從更高位面優化學生的建模過程和結果，以為后續各階段的實踐操作提供可靠的標準參照、深刻的執行記憶和熟練的微調思路。此外，計算機輔助工業設計教師還應注重基于多種形式的典型建模實操觀摩，保證觀摩內容的環節完整性和流程正確性，使學生在這一項活動中夯實前段的學習基礎。

三、 重視課件教學，組織學生進行專題式實操

（一）培養學生的完善素質

通常情況下，學生在初步形成精準建模的整體能力和意識后便可實現對模體的較優化加工，同時將這種進步體現在具體的建模成品上；然而為了使學生獲得更清晰、直觀的實踐依準和流程參照，計算機輔助工業設計教師在進行課程講解時，應在強調學生還原模例能力和創模水平的同時，積極突出對學生發現問題、研究問題、解決問題等完善素質的培養[5]。故而在改革工業設計課程的實踐操作中，教師要通過課件制作和展示的方式，以更具感官效力和直觀屬性的形式幫助學生理解在建模過程中常見的問題，在更高層次上實現理論教學和實踐指導的有機統一。

（二）重視典型實例的導入

計算機輔助工業設計教學課件的制作除了要保證理論知識的完整性、正確性和問題舉例的代表性、針對性外，教師還需在其中加入能兼具兩項內容的具體實例，引導學生根據實例的體現內容和教師的示范操作開展技能訓練[6]。在這個過程中，教師要注意對引入實例和課程目標間雙向體現效力的保證與強化，從而幫助學生得以在更深層面的探究和思考中掌握更豐富、更靈活、更有效的處理策略和檢驗手法。

另外，在實例的選取上，計算機輔助工業設計教師要突出對不同領域、不同方面、不同技藝的平衡性體現，還要針對不同發展方向的學生進行相關元素的適當調整，同時也要做到對二者間契合效力的動態維持。

（三）結合產品實體的實踐檢測

另外，在計算機輔助工業設計教學的課件中，教師要形成以課程目標為核心的大量實例體系，而在內容的體現層面上要為學生留出足夠的思考與實踐空間[7]。與此同時，教師還應準備若干件與本節課題有著較強關聯性的產品實體，為學生將課本和課件內容與思考結果和實踐體會相融合提供必要的實物載體，而后再基于學生整體的探究、設計水準布置有著明確時間和精度標準的繪圖作業，檢驗學生對理論的消化程度和對實體產品的真實還原水平。

（四）課件的共享性保留

還有一點需要強調的是，在組織學生完成繪圖作業的環節中，老師要注意對課件內容的重點復現和必要提示；而在確保學生對課件內容有了進一步的把握后，教師還應將課件及與之相關的輔助性資料統一上傳至網絡共享空間，以使學生可根據自身實踐結果在課后開展自我鞏固，為課程效果的長效優化提供資源支持。

四、引入競爭機制，刺激學生實踐能力的自發性強化

（一）增加競賽平臺

競爭是實現促優動力內化的有效機制，也是突出行為主體能動作用的最好手段。高效、有序的建模競賽可在極大程度上激發學生鉆研技術、提升水準的積極性，同時從主客觀層面實現對學生學習資源的高質調動與開發；還可以培養學生在準備與執行過程中重視團隊協作和創意展現，為教學效果的豐富化和人文化提供有力保障[8]。所以，計算機輔助工業設計教師要將競賽機制貫穿在整個教學階段，并在結合院校實際條件和學生整體意愿的前提下積極創造更多的競賽平臺，而對在競賽中取得優異成績或擁有突出表現的學生要給予充分肯定，并對其中涌現出的先進經驗要進行課程化吸納。

（二）課內競賽意識的培養

盡管在職業院校的計算機輔助工業設計授課過程中，教師往往更強調實踐操作環節在時間占比上的主要地位，并且學生普遍也會在課下開展自發性的實操訓練，但課程中的理論感知時間畢竟是非常有限的，這就需要教師利用有限的時間創造出更大的教學效能。在大多數情況下，為了強化學生的理論設計和實操表現能力，計算機輔助工業設計教師在講課中應按照“1:3”的時間分配比重安排實例講述和實操還原這兩個環節[9]。在給實例講述過程中，教師對可能出現的學生個體理解瓶頸或共性疑問要在給予充分提示和引導的前提下做快速解答，并可適當補充其他的反映同類問題的實例以實現鞏固，同時提示學生可采用多角度思維方式實現對瓶頸問題的規避式處理。當然，這些問題更可以作為設計競賽的考查點被體現在具體的主題當中，一來可以保證競賽活動的選拔性，二來有利于學生在競賽過程中實現個人水準的二次突破，三來則可作為對課堂檢測的一項有機補充。

從技術實質和課程結構來看，計算機輔助工業設計教學更側重于對理論知識的實操還原，只要為學生對知識的理解和技法的消化提供充足的時間與條件，并在教學過程中有意識地培養學生的競賽意識，便可以在很大概率上實現學生綜合素質的自我提升。

（三）社會生產效率原則的引入

任何一項專業技術的最終目的都是為了推進社會及相應行業的發展，滿足有關領域提升生產效率的要求。除了在職業院校內部組織競賽活動和課程競技外，計算機輔助工業設計教師還可根據院校的具體安排和學生的整體情況，在保證安全和秩序的前提下引入社會生產效率原則[10]。具體來講，教師可在學生學業基本完成時，組織學生進入與院?；驅I建立人才培養和輸送合作關系的企業，安排學生在真實的社會環境下應用所學技術參與企業生產，借助企業“獎優汰劣”的效率機制促使學生提高個人工作效率與質量。這一方法還能在客觀上開拓學生提升專業水平的視野，為其提供更詳實、更現實、更真實的自我優化素材，并對技能在未來能為自身創造的自我上升價值產生更真切、更直觀的認識，繼而間接地激發學生鉆研技術的積極性和創造性。

不過，計算機輔助工業設計教師要在這期間切實做到保護性陪同，既要保證學生的合法權益不受侵犯，也要防止社會企業中的一些負面能量影響學生的繼續發展，同時還要對學生的實踐予以必要的指導與完善。

五、結語

總而言之，隨著社會經濟和工業的不斷優化發展，計算機輔助工業設計已越來越體現出其所蘊含的科技意義和生產價值，計算機輔助工業設計教學也應該在常態化的理念變革和方法改進下更加強調靶向指導性和環節適配性。計算機輔助工業設計教師不僅要做到對學生專業技能的關注，更要意識到對學生學習熱情和探索興趣的強化所具有的極大促優效力，同時還應該重視對學生發現問題、研究問題、解決問題等完善素質的提升，最終達成利用教學為社會和工業建設輸送高質人才的目標。