計算機課程組教學模式研究論文

計算機課程組教學模式研究論文

　　摘要：文章通過對計算機輔助工業設計（CAID）課程組中基礎類軟件教學與CAID關聯性問題探討，構建了CAID課程組的教學模式。在課題式教學理念的引導下，通過探討與設計類課程的連貫性問題，明確了對設計類課程教學的輔助作用與其積極因素，制定了CAID教學實施準則。并且通過教學改革過程中的成果對比，論證了以課題為基礎的探索式教學模式對學生表達能力培養是有所幫助的。有助于提高課堂教學質量。

　　關鍵詞：計算機輔助工業設計;課程組教學模式;課題式教學

　　計算機輔助工業設計（ComputerAidedIndustrialDesign,簡稱CAID），是目前高校工業設計教學中非常重要的一門課程。根據美國的調查研究顯示，計算機輔助工業設計在教育中具有非常重要的意義。替代了制繪圖紙設計教學，能夠快速準確地表達設計思路和設計模型，并且可以實現設計與制造一體化，同時可以及時反饋，方便交流。CAID課程組教學模式，以循序漸進、反復練習的方式，有利于一步步地培養，提高工業設計本科生的設計創意表達能力。

　　一、構建CAID課程組

　�。ㄒ唬┰O立軟件類基礎課程組分支。依據我校《2014版培養計劃》的核心指導思想和辦學理念，我校學生就業目標指向一線設計師，對設計實踐能力的要求非常高,因此,工業設計專業對軟件設計表達教學課程的設置相應比重略高一些。分為三個課程組分支：（1）二維圖形圖像表達軟件教學課程組分支，如位圖軟件PhotoShop和矢量圖軟件Coreldraw或Illustrator（2）三維建模效果表達學習課程組分支，如工業級的三維建模軟件Rhino或alias，具有3D打印出口，可以直接完成3D打印出圖；以及3Dmax和常用的優良渲染插件Keyshot（3）學習工程制圖軟件課程組分支，與3D打印以及快速成型（CNC）對接，完成產品樣機的結構設計，如Pro/ENGINEER或Solidworks。以上的軟件教學注重單一側面的基本使用技能與應用能力的培養。一個課程組分支內學習1-2個必要的軟件即可，以免產生多而不精的負面效果。（二）CAID課程改革。教學改革之前，我校工業設計專業的CAID課程教學主要側重于對某設計軟件功能的學習。與以上基礎類軟件課程教學內容重復，教學目的也是限于實現產品的可視化。導致產品設計的思維過程表達不夠充分，以至于設計方案常常出現難以被理解的現狀。針對教學中產生的問題，在教學重點上，進行調整，重點開始傾向于設計表達方式研究，并與教師科研項目靠攏。綜合培養學生的設計表達能力。在教學內容上，加強運用計算機作為手段進行思維訓練。（三）構建CAID課程組教學模式。CAID課程組分為兩個層面，第一層面，基礎類課程，獨立開設基本軟件的學習課程。第二層面，綜合應用各種不同類型的軟件為設計服務，不再依靠單一的軟件建模，更多的是培養一種思維方法與綜合技能的提高。

　　二、CAID課程組與設計類課程連貫性教學

　　（一）CAID與設計類課程的相輔相成。產品設計課程組有《產品設計Ⅰ》《產品設計Ⅱ》《典型工業產品設計》《工業設計方法學》和《人機界面設計》等。在以課題為依據的教學模式運行的條件下，CAID與以上每一門課之間都存在聯系。對以上課程的運行起到輔助作用。以CAID與《人機界面設計》為例，為了更清晰地表現UI設計的內容，需要完成功能邏輯，內容框架和高保真原型（界面視覺效果）三項內容表達，由Coreldraw或Illustrator完成思維導圖和內容框架；高保真原型（界面視覺效果），由位圖軟件PhotoShop完成視覺效果的表現；其中需要完成操作過程情景描述的話，可以用三維建模軟件Rhino和Keyshot完成模擬動態操作情景表現。合理選擇應用軟件表現的依據是來源于《人機界面設計》課程的教學內容。而表達問題是CAID教學的重點，界面設計內容是UI設計教學的重點。兩者的教學內容之間存在著緊密的聯系。（二）CAID課程組與產品設計的連貫性教學問題分析。CAID課程組是一門服務于設計類課程的設計軟件表達課程,它的基礎部分先于設計類課程開設,能力提高部分后于設計基礎課程的開設，先于設計類綜合課程開設，培養如何清晰透徹地展示設計創意。并且在教學內容上有意向專業方向和課題方向靠攏，結合實踐教學平臺，與研究課題相結合。至于CAID所考察的創意則不過多地拘泥于設計原理與方法，基于學生源生創意的流露。而后于基礎軟件類課程開設，在軟件熟練的基礎上，綜合運用創意軟件，展示設計內容。《產品設計》是主要的設計類課程，要求學生獨立完成某一主題下的設計創意。其中貫穿了許多設計創意表達的問題，如何更好地表達設計創意亮點和內容，要求清新準確，更重要的是使其他人能看懂理解。很有必要加強與設計類課程連貫性問題的處理。同時，與立項課題相結合，避免大而空的問題發生。在運行的同時，是以CAID課程組為依托，得到設計理念和方案的合理展示。

　　三、CAID教學內容具體實施準則

　�。ㄒ唬┙虒W理念。學生所選擇確定設計題目,一般來自于教師的科研項目。其優點可以通過科研來促進教學的進展，保證教學的質量。在建立設計題目的時，注重題目在課程組中的連貫性，能夠貫穿形成一條主線�；�礎類軟件的應用教學，學生選擇了開瓶工具設計，在CAID中，學生可以延續課題，注重實用情景和分解結構的表達。同時在相應的產品設計課程中，創意思維過程論證，提出人機特征和結構創新的理念，在最終形式上相互依托課程組的教學培養內容，完善成果。具體的原則有4點：（1）建立設計表達邏輯思維框架，（2）確立表現的內容和方式手段，（3）以課題式的方式構建課程間的聯系，（4）明確課堂教學的重點和關鍵。（二）教學內容模塊化。從13級學生的CAID課堂開始進行了試點，根據以上的教學理念，教學重點由效果圖、三視圖和細節圖表達轉向注重設計創新思維模式的培養，在模塊化教學模式下，活學活用設計軟件。為產品設計類課程教學體系內涵的提升做了一定的輔助工作。具體到課堂教學中，采用模塊化教學。并且在教學過程中注重過程培養。教學內容上調整成為4個教學模塊，設計表達系統構建，思維導圖表達模塊；設計數據分析模塊，包括調查分析，設計分析，數據整理與展示；設計效果表達模塊，包括外形設計，結構設計，交互設計表達等；動畫展示模塊。在14級學生的CAID課堂，深化了教學改革的力度，對考核的標準有所提高，但是，設計的整體效果有了明顯的提高，得分率也略高于13級學生。主要原因在于《Rhino及其應用》的課堂，更注重軟件表達的基礎訓練。接下來的一個學期，通過《產品設計Ⅰ》的自主式設計實踐訓練，帶動了軟件表現技能的提升，到了本學期，第三輪設計實踐，大部分同學的設計表達到達了教學的要求，并且效果良好。（三）探索式教學模式。在教學方式上，采取探索式教學法。在科研方向的指引下，學生確立自己的設計題目，針對生活中的問題，提出自己的設計思路。這一部分內容所占的考核比重很少，側重點也是在與邏輯過程的表現手法。模仿與創新并重的教學手法。通過模仿，培養學生舉一反三的能力。并在此積累之上，創新訓練教學更容易進行。在學生創新設計階段，鼓勵學生應用盡可能可以利用的手段，完成設計表達，并且可以通過動畫演示形式和3D打印的展示模型“全息”展示自己的作品。（四）教學成果。經過多年的教學改革實踐，教學效果有了明顯的提升。對比13級學生作品，（如圖1）所示與14級學生作品（如圖2）所示。選擇了前15%的兩個年級學生的作品，并且課題表達內容相近。在表現內容的豐富程度上有所提高，特別是14級的學生作品在結構上，比較清晰地展示了結構創新設計。顯然14級的作品設計創新點突出，表現的手法和方式圍繞結構創新表達的內容更清晰度一些。更容易理解產品的優點與設計亮點。更具表1的評判標準來看，從建模與效果，設計內容細節與最終效果展示來說，（圖1）的作品老人垃圾桶的整體效果優于（圖2）的作品環保分類垃圾桶計算機輔助工業設計在課程組內為產品設計類課程的正常教學起到了輔助作用，形成了依托模式。并且是基礎軟件教學訓練的提升。通過教學課程組模式改革探索，解決課程體系中課程內與課程間的教學連貫性問題。并且明確地提出了教學的模塊化模式與教學重點的明確。課題式和探索式教學模式引入CAID課堂教學中來，聯系了與設計類課程的協調統一，提高了課堂教學質量，改善了教學效果。從整體上，提升了課程組建設的效果。學生參加各類全國大賽，取得了優異的成績，獲取各類專利多項。

　　參考文獻

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