新工科背景下《產品設計材料與工藝》課程教學改革探析

趙曉彤

新工科是國家基于國際競爭新形勢和我國戰略發展新需求提出的新時代工程教育改革新方向。為滿足當前形勢下社會經濟市場發展對全方位新工科高技能復合型人才的需求，高校作為肩負為國家輸送人才重任的重要機構，其學科建設及培養計劃能否時刻保持與行業需求同步發展就顯得至關重要。產品設計專業堅持以市場需求為驅動,以就業為導向,以培養高素質應用型設計人才為目標。因此在產品設計課程教學過程中，只有把學生的藝術造型素質教育與工程技術素質教育有機地結合起來時，才能培養出真正適應市場發展需求的高素質產品設計人才。對于目前的教學現狀而言，教學模式急需進行轉變，尤其對于產品設計課程而言，應對傳統課堂教學進行改革創新，保障《產品設計材料與工藝》課程呈現良好的發展態勢，從而構建新型課堂教學。

產品設計材料與工藝課程概述

《產品設計材料與工藝》是產品設計專業的一門必修專業核心課。在設計中，材料與工藝和設計的關系是密切相關的。產品設計的實踐性，也決定了它的設計可行性離不開分析、研究材料并解決加工成型以及表面處理等問題。通過學習，學生能夠熟悉設計中常用材料的特性和加工工藝，熟悉產品質感設計和材質考察的方法，了解新材料的發展和應用趨勢，掌握材料的選用原則，熟悉CMF 設計師的工作方法和流程，掌握在設計活動中正確選用材料和加工方法的能力，能夠從材料的角度去思考產品創新設計的方法，為接下來的專業方向課程打好基礎。

課程教學中存在的問題

近年來，新材料、新工藝以及新技術不斷更新迭代，但相應材料工藝的教學內容與教學模式已經無法滿足現階段新形勢的發展，這一現象十分不利于學生的專業培養。

1.以教材為基礎的課程難以調動學生的學習積極性

《產品設計材料與工藝》作為理論基礎課程，內容繁雜，對于以視覺思維見長的產品設計專業同學來講，他們對于工程類、技術類、機械類的知識相對比較陌生，以往從沒有接觸過，因而學生學習起來有一定困難，降低了他們對這門課程的學習興趣。此外，理論課程的開展容易出現教學手段單一的問題，灌輸式地傳遞理論知識，再加上學生重視技能訓練，對理論知識的重要性認識不足，而《產品設計材料與工藝》分散的知識點也會造成學生的學習負擔，間接影響了學生對課程的興趣。

2.課程與專業技能實踐結合不充分

《產品設計材料與工藝》在培養方案中一般設置在本科第二學年，學生剛開始進入專業知識學習階段，該課程的基礎性決定了學生對該課程知識掌握的好壞將直接影響后續課程的學習，但現階段高校對于該課程內容的安排主要都是以純理論課為主，未設置實驗課。而且校內實踐教學資源匱乏，實踐教學條件嚴重不足，無法將各行業領域所涉及的材料工藝工程技術逐一搬進課堂，從而未能將課堂中的理論知識與實際操作實踐進行銜接，導致在教學過程中，學生容易出現基礎概念混亂模糊、設計概念難以實現等問題。

3.課程考核評價方法單一

《產品設計材料與工藝》課程依據教學大綱要求，更關注對學生理論知識方面的考核。課程考核一般都是利用“平時成績+期末考試”的方式進行，其中出勤考核和課堂表現占平時成績的10%，課后作業占平時成績的20%，期末閉卷考核所占的分值比例相對較大。這種考核方式較為單一，只是對理論知識掌握程度進行考核，對于學生的實踐能力以及學習成效并未進行有效評價。這也導致了學生為了在期末取得好成績，靠死記硬背通過考試而非真正理解知識點，更不用說將知識融入生活加以利用，這就造成學生考完即忘的現象頻繁發生。這不僅不能夠全面強化學生的綜合素質，更難以達到預期的教學效果。

課程教學改革方法

結合《產品設計材料與工藝》課程特點，將材料和工藝作為基礎模塊，產品作為終端、應用模塊，兩者可互為起點和終點，彼此通過設計來連接。第一種方式，從材料和工藝基礎性知識以及現階段的材料趨勢角度出發，去探索獲得更好的產品的方式，匹配最為合適的產品類型。另外一種方式，從產品角度出發，探究該產品究竟需要何種材質、工藝才能達到最好的效果，使得該產品達到最極致的個性化。因此這兩者從起點到終點的目標轉換加上設計就將這三者完美地結合在一起。將這種思路延伸下來，帶入到實際課程教學中，可得出五種教學改革方法：

企業導入課程。邀請企業CMF設計師、工程師進入課堂，建立雙師課堂模式，全程參與教學指導，并把企業實際需求“搬進”課堂。在課程前期邀請相關領域CMF 工程師、研發主管和設計師作主題演講，帶領學生參觀相關企業生產車間，為學生提供第一線的知識、技術及研發進度；在課程中期，工程師、設計師參與學生的討論，使學生們的一些想法和概念能夠成功地轉化為實物；在課程后期工程師和設計師對前期方案進行評估，并對優秀方案進行打樣。通過把企業加入到課程當中避免學生聽不懂的困局，學生的想法能落地，對產品設計方案的完整性和可行性等都能有進一步的認識和了解，自然會極大增強學生的學習興趣。

主題導入課程。選擇并確立合適的設計方向和目標，避免有具體限制項目的主題，可設定開放性主題。例如在材料的感覺特性這一小節中，結合課程教學內容，以“體驗·觸”為主題，鼓勵學生在該主題下了解材料工藝的新發現和新應用。學生可以通過調研從各個方面了解材料工藝的知識點，先寬泛地了解后再落到一個切入點上。例如在前期調研階段，可以從大自然的色彩當中提取天然材料的色彩、肌理、光澤做試驗；可以從感覺出發，實現五感之間感覺的互換，實現對材料感覺的體驗；還可以從造型的方法當中加以探討，不同的材料組合在一起會產生何種效果，這也需要學生在課堂中不斷探索，在這個過程中學生可以看到兩種毫不相關的物品組合在一起會產生怎樣新奇的效果；還可以從表面處理這一方向出發，教會學生怎樣做出極致的感覺，表面處理的精致化如何來體現產品的技術美，等等。從這幾個方面進行了解和感受后，再要求學生放開思路，從前面的調研和分析當中，運用自己得出的一些方法，再結合感官體驗，探索出更新的材料或者更新的表面處理方法。

趨勢導入課程。在以往傳統的教學過程中遇到過一些問題，由于該課程多半講授的是材料學的一些專業知識，比如塑料、玻璃等的物理特性、化學特性以及成型方法等，都是課本上相對比較枯燥的文字，但是這樣的教學效果往往導致學生設計出的方案缺乏新意，仍然走了前人走過的道路。為了避免這種情況，更需要拓展學生的視野，讓學生與國際接軌，所以將當下的設計趨勢引入課程中，讓學生關注市場上的新材料、新工藝和近年的流行趨勢走向?？稍谡n堂當中把一些不同行業的產品趨勢報告和知名公司的材料研發趨勢報告等，通過直觀的方式讓同學了解，這樣學生看到并體會到的當下設計趨勢比直接讀書更加直觀明了，也能夠引起學生們的興趣。除此之外，還需教授學生進行趨勢分析的方法，比如如何收集資料？如何對產品進行梳理歸納？用何種形式的圖表來表現趨勢變化，等等。

技術導入課程。把先進技術實踐帶進設計教學，在課堂中通過一些場景和趨勢，講授在這些光鮮亮麗的材料背后有什么樣的技術故事，讓學生了解技術，從而引發學習興趣。以前有學生認為產品設計只需做外觀，剩下的交給工程師就行，但實際上并非如此，如果不懂得技術就無法研發材料和產品。另外，課程中還可教授一些材料的基本結構、參數等，當然這些知識并非專業性很強的知識，都是經過篩選后更適合學生了解和掌握的基本知識，便于他們記憶和使用。在課堂中也可以提供看得見、摸得著的實物樣板，讓學生觀察和感受，更加深入地了解設計材料。同樣一種材料樣板，技術的不同會帶來千變萬化的效果，通過對技術的鉆研也能夠給學生帶來新奇的體驗，從而增強他們對設計的興趣。

科研導入課程。持續推進CMF 實驗室建設，學生在課堂教學中持續、自主地進行材料收集、梳理歸納、導出數據，構建線上線下CMF 數據庫，包含主流應用材料特性、加工工藝及應用領域等多維度介紹，通過網絡連接互通，實時在線查看材料詳情，方便學生尋找和比較材料屬性，為學習提供便利。還可利用搜索引擎，更便捷、準確地找到最合適的材料以及相對應的供應商信息，將新材料、新技術快速應用到產品上，這樣不僅能節約大量的時間、精力和費用，還可使設計選材更加高效和精準。

結 語

綜上所述，本文針對目前在新工科背景下《產品設計材料與工藝》課程教學存在的問題及不足進行歸納分析，并提出采用企業導入、主題導入、趨勢導入、技術導入、科研導入五種教學模式對教學現狀進行改革與探索，在保證學生理論知識學習的同時，提高學生的學習興趣和動手實踐能力，培養更受企業和社會歡迎的設計師。