計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐探索

賈梅宵

河北美術(shù)學(xué)院

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的快速普及與迅猛發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量提升與模塊優(yōu)化已成為工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)十分常見的現(xiàn)象和非常重要的環(huán)節(jié)。憑借這一手段所具有的資源整合速度快和技術(shù)操作精度高的優(yōu)勢，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)不僅可以在物體形象的塑造方面表現(xiàn)得更具體、精準(zhǔn)，同時(shí)也給技術(shù)人員對相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)格測評提供了極大的便利，更直接推動了整體工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步和資源的合理化重組。通過以上事實(shí)不難看出，各大職業(yè)院校的任課教師應(yīng)當(dāng)對計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)課程形成足夠的重視，根據(jù)現(xiàn)今計(jì)算機(jī)助力工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r和方向?qū)崟r(shí)調(diào)整教學(xué)理念、策略與具體的方式方法，從而切實(shí)提高課程的講解質(zhì)量和學(xué)生的掌握水準(zhǔn)。

一、計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的不足

首先，教學(xué)方式的不足。計(jì)算機(jī)輔助課程主要以集中授課的形式出現(xiàn)，教師通過控制學(xué)生電腦演示教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生觀看后，照搬整個操作過程?；旧弦怨噍斨R的形式教學(xué)，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。由于學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)能力、興趣等方面的差異，學(xué)習(xí)進(jìn)度差異很大。有的同學(xué)覺得太簡單了，上課不認(rèn)真聽課的同學(xué)卻一問三不知。其次，教學(xué)內(nèi)容的不足。教學(xué)內(nèi)容一般只強(qiáng)調(diào)工具的學(xué)習(xí)，很少加設(shè)計(jì)的知識。教學(xué)內(nèi)容與其他前后課程密切相關(guān)，關(guān)系到整個專業(yè)課程的銜接。如果學(xué)生在本課程中學(xué)習(xí)了相關(guān)軟件并熟練掌握了軟件操作，但后續(xù)課程沒有相關(guān)內(nèi)容應(yīng)用，學(xué)生很容易忘記所學(xué)的知識。如果這門課只注重工具的使用，課堂上使用的教學(xué)內(nèi)容沒有有針對性地與后續(xù)課程相結(jié)合，就會缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。最后，缺乏實(shí)踐練習(xí)。軟件學(xué)習(xí)、理論講解和實(shí)踐練習(xí)同樣重要。不能只通過聽而不練習(xí)來學(xué)習(xí)軟件工具。一般來說，在學(xué)習(xí)了一個工具之后，會按照相應(yīng)的示例練習(xí)來鞏固工具的使用。上課時(shí)間有限， 老師講完理論知識后，一般會給學(xué)生布置相應(yīng)的實(shí)踐任務(wù)。這些實(shí)踐任務(wù)基本都是課后完成的，教師不能有效地指導(dǎo)實(shí)踐，不能很好地激勵學(xué)生實(shí)踐的興趣，導(dǎo)致課堂練習(xí)和實(shí)踐的真實(shí)性下降，無法學(xué)以致用。

二、升級建模思維，優(yōu)化學(xué)生的精準(zhǔn)建模的能力和意識

（一）優(yōu)化授課理念

建模方面的知識是計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)這一學(xué)科的核心部分，并對其他各項(xiàng)內(nèi)容的價(jià)值體現(xiàn)和邏輯連接起著根基和紐帶的作用。在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的課堂講授中，教師要樹立正確的建模理論核心認(rèn)知，確保學(xué)生在充分認(rèn)識到建模環(huán)節(jié)關(guān)鍵意義的基礎(chǔ)上形成“精準(zhǔn)建模，靈活建模，動態(tài)建模”的科學(xué)意識[2]。此外，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師還可在課堂中引入必要的互動式教學(xué)，對一些專業(yè)難度較小或已有較好教學(xué)鋪墊的內(nèi)容，可安排具備一定條件的學(xué)生代為講解，既促使授課學(xué)生對既有知識和技能的再次強(qiáng)化，也充分活躍了課堂氣氛，實(shí)現(xiàn)了對班級整體的學(xué)習(xí)效果優(yōu)化。

（二）結(jié)合常見工具

為保證學(xué)生對建模程序形成準(zhǔn)確、漸進(jìn)、連貫的認(rèn)知鏈條，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師可在涉及相關(guān)思維構(gòu)建的環(huán)節(jié)引入對Rhino等具有前段應(yīng)用價(jià)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(shí)例分析，幫助學(xué)生在具有實(shí)效展示性和原理呈現(xiàn)性的講解中充分感受到高質(zhì)建模所能達(dá)到的產(chǎn)品效果和操作效力，進(jìn)而促使學(xué)生在主觀層面產(chǎn)生進(jìn)一步掌握色彩運(yùn)用、材質(zhì)展現(xiàn)等關(guān)聯(lián)性技能的強(qiáng)烈訴求，并最終形成設(shè)計(jì)、制造優(yōu)質(zhì)工業(yè)產(chǎn)品的技能框架[3]。

（三）側(cè)重細(xì)節(jié)處理

考慮到實(shí)際情況下建模程序應(yīng)用過程的環(huán)節(jié)性特征以及職業(yè)院校計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐性特點(diǎn)，教師在升級學(xué)生思維層級與引入典型建模程序時(shí)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建以環(huán)節(jié)系點(diǎn)和模緣紋路為主要對象的細(xì)節(jié)處理體系，促使學(xué)生在形成相對清晰的建模、優(yōu)模認(rèn)識的基礎(chǔ)上有效掌握各類常見的微視性建模步驟和要領(lǐng)，從而具備可執(zhí)行細(xì)致繪圖和保真還原的標(biāo)準(zhǔn)技能，并進(jìn)一步達(dá)成實(shí)現(xiàn)常態(tài)化鞏固和持續(xù)性優(yōu)化的目標(biāo)[4]。

（四）組織仿效實(shí)踐

完成這一階段的任務(wù)后，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師要繼續(xù)推進(jìn)對授課模式的深入完善，借助實(shí)體模型的展示實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)訴求的具體化、直觀化，并在引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)例模具進(jìn)行全角度觀察后根據(jù)“尺寸定位——三視圖刻畫——搭設(shè)實(shí)體及曲面——雕琢細(xì)節(jié)”的步驟組織學(xué)生嘗試仿效建模，從更高位面優(yōu)化學(xué)生的建模過程和結(jié)果，以為后續(xù)各階段的實(shí)踐操作提供可靠的標(biāo)準(zhǔn)參照、深刻的執(zhí)行記憶和熟練的微調(diào)思路。此外，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師還應(yīng)注重基于多種形式的典型建模實(shí)操觀摩，保證觀摩內(nèi)容的環(huán)節(jié)完整性和流程正確性，使學(xué)生在這一項(xiàng)活動中夯實(shí)前段的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

三、 重視課件教學(xué)，組織學(xué)生進(jìn)行專題式實(shí)操

（一）培養(yǎng)學(xué)生的完善素質(zhì)

通常情況下，學(xué)生在初步形成精準(zhǔn)建模的整體能力和意識后便可實(shí)現(xiàn)對模體的較優(yōu)化加工，同時(shí)將這種進(jìn)步體現(xiàn)在具體的建模成品上；然而為了使學(xué)生獲得更清晰、直觀的實(shí)踐依準(zhǔn)和流程參照，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師在進(jìn)行課程講解時(shí)，應(yīng)在強(qiáng)調(diào)學(xué)生還原模例能力和創(chuàng)模水平的同時(shí)，積極突出對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題等完善素質(zhì)的培養(yǎng)[5]。故而在改革工業(yè)設(shè)計(jì)課程的實(shí)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(xué)生理解在建模過程中常見的問題，在更高層次上實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐指導(dǎo)的有機(jī)統(tǒng)一。

（二）重視典型實(shí)例的導(dǎo)入

計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)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(xiàng)內(nèi)容的具體實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)例的體現(xiàn)內(nèi)容和教師的示范操作開展技能訓(xùn)練[6]。在這個過程中，教師要注意對引入實(shí)例和課程目標(biāo)間雙向體現(xiàn)效力的保證與強(qiáng)化，從而幫助學(xué)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(yàn)手法。

另外，在實(shí)例的選取上，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師要突出對不同領(lǐng)域、不同方面、不同技藝的平衡性體現(xiàn)，還要針對不同發(fā)展方向的學(xué)生進(jìn)行相關(guān)元素的適當(dāng)調(diào)整，同時(shí)也要做到對二者間契合效力的動態(tài)維持。

（三）結(jié)合產(chǎn)品實(shí)體的實(shí)踐檢測

另外，在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的課件中，教師要形成以課程目標(biāo)為核心的大量實(shí)例體系，而在內(nèi)容的體現(xiàn)層面上要為學(xué)生留出足夠的思考與實(shí)踐空間[7]。與此同時(shí)，教師還應(yīng)準(zhǔn)備若干件與本節(jié)課題有著較強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的產(chǎn)品實(shí)體，為學(xué)生將課本和課件內(nèi)容與思考結(jié)果和實(shí)踐體會相融合提供必要的實(shí)物載體，而后再基于學(xué)生整體的探究、設(shè)計(jì)水準(zhǔn)布置有著明確時(shí)間和精度標(biāo)準(zhǔn)的繪圖作業(yè)，檢驗(yàn)學(xué)生對理論的消化程度和對實(shí)體產(chǎn)品的真實(shí)還原水平。

（四）課件的共享性保留

還有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)的是，在組織學(xué)生完成繪圖作業(yè)的環(huán)節(jié)中，老師要注意對課件內(nèi)容的重點(diǎn)復(fù)現(xiàn)和必要提示；而在確保學(xué)生對課件內(nèi)容有了進(jìn)一步的把握后，教師還應(yīng)將課件及與之相關(guān)的輔助性資料統(tǒng)一上傳至網(wǎng)絡(luò)共享空間，以使學(xué)生可根據(jù)自身實(shí)踐結(jié)果在課后開展自我鞏固，為課程效果的長效優(yōu)化提供資源支持。

四、引入競爭機(jī)制，刺激學(xué)生實(shí)踐能力的自發(fā)性強(qiáng)化

（一）增加競賽平臺

競爭是實(shí)現(xiàn)促優(yōu)動力內(nèi)化的有效機(jī)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(fā)學(xué)生鉆研技術(shù)、提升水準(zhǔn)的積極性，同時(shí)從主客觀層面實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)資源的高質(zhì)調(diào)動與開發(fā)；還可以培養(yǎng)學(xué)生在準(zhǔn)備與執(zhí)行過程中重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)意展現(xiàn)，為教學(xué)效果的豐富化和人文化提供有力保障[8]。所以，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師要將競賽機(jī)制貫穿在整個教學(xué)階段，并在結(jié)合院校實(shí)際條件和學(xué)生整體意愿的前提下積極創(chuàng)造更多的競賽平臺，而對在競賽中取得優(yōu)異成績或擁有突出表現(xiàn)的學(xué)生要給予充分肯定，并對其中涌現(xiàn)出的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)要進(jìn)行課程化吸納。

（二）課內(nèi)競賽意識的培養(yǎng)

盡管在職業(yè)院校的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)授課過程中，教師往往更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐操作環(huán)節(jié)在時(shí)間占比上的主要地位，并且學(xué)生普遍也會在課下開展自發(fā)性的實(shí)操訓(xùn)練，但課程中的理論感知時(shí)間畢竟是非常有限的，這就需要教師利用有限的時(shí)間創(chuàng)造出更大的教學(xué)效能。在大多數(shù)情況下，為了強(qiáng)化學(xué)生的理論設(shè)計(jì)和實(shí)操表現(xiàn)能力，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師在講課中應(yīng)按照“1:3”的時(shí)間分配比重安排實(shí)例講述和實(shí)操還原這兩個環(huán)節(jié)[9]。在給實(shí)例講述過程中，教師對可能出現(xiàn)的學(xué)生個體理解瓶頸或共性疑問要在給予充分提示和引導(dǎo)的前提下做快速解答，并可適當(dāng)補(bǔ)充其他的反映同類問題的實(shí)例以實(shí)現(xiàn)鞏固，同時(shí)提示學(xué)生可采用多角度思維方式實(shí)現(xiàn)對瓶頸問題的規(guī)避式處理。當(dāng)然，這些問題更可以作為設(shè)計(jì)競賽的考查點(diǎn)被體現(xiàn)在具體的主題當(dāng)中，一來可以保證競賽活動的選拔性，二來有利于學(xué)生在競賽過程中實(shí)現(xiàn)個人水準(zhǔn)的二次突破，三來則可作為對課堂檢測的一項(xiàng)有機(jī)補(bǔ)充。

從技術(shù)實(shí)質(zhì)和課程結(jié)構(gòu)來看，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)更側(cè)重于對理論知識的實(shí)操還原，只要為學(xué)生對知識的理解和技法的消化提供充足的時(shí)間與條件，并在教學(xué)過程中有意識地培養(yǎng)學(xué)生的競賽意識，便可以在很大概率上實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的自我提升。

（三）社會生產(chǎn)效率原則的引入

任何一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)的最終目的都是為了推進(jìn)社會及相應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，滿足有關(guān)領(lǐng)域提升生產(chǎn)效率的要求。除了在職業(yè)院校內(nèi)部組織競賽活動和課程競技外，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師還可根據(jù)院校的具體安排和學(xué)生的整體情況，在保證安全和秩序的前提下引入社會生產(chǎn)效率原則[10]。具體來講，教師可在學(xué)生學(xué)業(yè)基本完成時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)入與院?；?qū)I(yè)建立人才培養(yǎng)和輸送合作關(guān)系的企業(yè)，安排學(xué)生在真實(shí)的社會環(huán)境下應(yīng)用所學(xué)技術(shù)參與企業(yè)生產(chǎn)，借助企業(yè)“獎優(yōu)汰劣”的效率機(jī)制促使學(xué)生提高個人工作效率與質(zhì)量。這一方法還能在客觀上開拓學(xué)生提升專業(yè)水平的視野，為其提供更詳實(shí)、更現(xiàn)實(shí)、更真實(shí)的自我優(yōu)化素材，并對技能在未來能為自身創(chuàng)造的自我上升價(jià)值產(chǎn)生更真切、更直觀的認(rèn)識，繼而間接地激發(fā)學(xué)生鉆研技術(shù)的積極性和創(chuàng)造性。

不過，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師要在這期間切實(shí)做到保護(hù)性陪同，既要保證學(xué)生的合法權(quán)益不受侵犯，也要防止社會企業(yè)中的一些負(fù)面能量影響學(xué)生的繼續(xù)發(fā)展，同時(shí)還要對學(xué)生的實(shí)踐予以必要的指導(dǎo)與完善。

五、結(jié)語

總而言之，隨著社會經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的不斷優(yōu)化發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)已越來越體現(xiàn)出其所蘊(yùn)含的科技意義和生產(chǎn)價(jià)值，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)也應(yīng)該在常態(tài)化的理念變革和方法改進(jìn)下更加強(qiáng)調(diào)靶向指導(dǎo)性和環(huán)節(jié)適配性。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教師不僅要做到對學(xué)生專業(yè)技能的關(guān)注，更要意識到對學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和探索興趣的強(qiáng)化所具有的極大促優(yōu)效力，同時(shí)還應(yīng)該重視對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題等完善素質(zhì)的提升，最終達(dá)成利用教學(xué)為社會和工業(yè)建設(shè)輸送高質(zhì)人才的目標(biāo)。