新技术的发展与产品模型制作课程

——项目化教学模式探索与实践

多数高校的工业设计专业都设置了《产品模型设计制作》的课程，模型制作是产品设计工作中的关键组成部分，通过模型可以将预想的设计方案用具体的形式表现出来，并进一步检验设计创意的可行性，在设计过程中具有重要的意义。

1 产品模型制作课程的教学现状

1.1 课程目标

课程的教学目标必须符合人才培养目标，高等院校的定位是“高级应用型人才”，要求具有很强的实践能力。设计是走在时代前沿的专业，作为培养设计师的源头，需要适时调整培养目标，掌握新技术新材料，把握设计的新动向。对于审美要求必须与人们的人文思想融通，模型制作的效果要求材料与加工工艺的选择都与社会相结合。

1.2 课程内容衔接性

通过前期的探索，学生对概念、表现元素都已经很清晰，后续的工作是根据预定的计划寻找合适的材料，根据设计的尺寸进行材料的切割、粘合、完整。在设计专业的课程体系中，色彩构成、立体构成、雕塑、表现技法、产品造型材料与工艺、工程制图等课程作为专业基础课程具有重要的铺垫作用，部分院校已经成功的将立体构成与模型制作课程、造型设计课程进行衔接。因此，模型制作课程与其他课程的衔接要有顺序性。

1.3 授课形式

模型制作课程的教学环节大概包括：课堂讲授（特定材料特性、成型工艺）、示范操作（成型过程，设备使用方法）、教学指导、课堂实践和课程总结等。教学方法上尽量采用启发式、示范式、互动式教学，通过本课程各个教学环节的教学，重点培养学生的自学能力、动手能力、敏锐的观察能力、分析问题解决问题的能力和设计创造能力，使学生掌握模型制作的基本材料、原理、方法、技巧，运用有效技法塑造模型形态。但是大多数院校课程的教学更多的注重了形式的表达而忽略了创新。

1.4 配置条件

场地配置：对分配好的场地空间，应将其按照材料储藏室、手工作业场地、自动化仪器设备作业场地展览陈列室等。

仪器设备：应根据工业产品实物模型制作所需要的原材料,配备相应的手工加工工具。

人员配置：应聘请熟悉工程材料与加工工艺,能熟练操作各种工具机加工仪器,并对工业产品实物模型有一定研究及制作经验的人员来对实践中心进行管理,并承担实践课程。

2 新技术的发展和使用

2.1 3D打印技术的应用

3D打印技术也会被称为“快速成型技术”，指的是根据计算机数据逐层地自动打印物品，叠加式制造工序通过自下而上的连续分层去制作物品。随着3D打印技术的愈发成熟，相关应用大大改变了传统的产品制作工序，提高了生产效率，将优质产品更快的推向市场，使许多设计师和工程师都乐于采用这项技术。

2.2 快速成型技术的优劣

现代的机械化相对于对于传统的模型制作方法具有一定的优势，人们越来越期待可以实现在数小时之内将一个计算机辅助设计绘图转化一个真实的立体物品，3D打印技术让设计流程将会更快、更高效，更降低成本。

传统的手工制作模型在设计的工程技术实现和商业价值评估方面存在一定欠缺，快速成型建立了从虚拟到现实产品之间的快速跨越。但是在设计初期，手工制作的草模具有十分重要的作用，可以在短时间内检验设计创意存在的不足，通过亲身感受（通过触摸、体验）深入直观地探讨产品的造型，可以不断的尝试和推敲，为后面使用3D软件准确建出高质量模型打下一个好的基础。而三维打印机做不到的反复推敲，且材料的成本较高。

3 《产品模型制作》课程的项目化教学模式基本思路

3.1 项目化教学的意义

“给你55分钟，你可以造一座桥吗?”教育专家弗雷德·海因里希教授在“德国及欧美国家素质教育报告演示会”上，曾以这样一则实例介绍项目教学法。首先，由学生或教师在现实中选取一个“造一座桥”的项目，学生分组对项目进行讨论，并写出各自的计划书；接着正式实施项目——利用一种被称为“造就一代工程师伟业”的“慧鱼”模型拼装桥梁；然后，演示项目结果，由学生阐述构造的机理；最后，由教师对学生的作品进行评估。通过以上步骤，可以充分发掘学生的创造潜能，并促使其在提高动手能力和推销自己等方面努力实践。

项目教学法，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动，它是“行为导向”教学法的一种，将课程的教学内容设计成具体技能的训练项目，根据项目组织实施教学与考核，使专业人才培养的能力目标得以实现。

3.2 产品模型制作课程的项目化教学内容设定

现有产品模型制作课程分为以下的章节：石膏模型、发泡塑料、ABS与有机玻璃、泥及油泥、木材等材料的模型制作，一般先讲理论，然后演示操作，最后设置作业及学生自己操作，教师的指导和总结。由于时代的发展，快速成型技术的广泛应用，建议加入二维雕刻机、快速成型机的使用方法，由基础内容改为项目化，在项目的引入过程中将理论知识讲授，需要教师更多的引导学生，重点是岗位职业能力目标的要求。

项目导入的流程：

（1）挑选成功项目作为案例，在项目导入时选择有代表性的产品作为模型制作的主题，将其导入教学内容，从而达到将理论与实际项目结合起来。（2）分析项目的内容，材料特性、工艺技术与设计风格以及难易程度，导入教学内容，教师可启发与引导学生参与项目的设计、制作与讨论，从而使学生获得最新的技术、设计思想与风格。（3）以学生为主体，在设计上分成模块目标与项目导入，模块目标分为能力目标和知识目标。能力目标的作用首先是提高学生观察能力和设计表现力；其次是提高学生对产品形态的塑造能力和感受能力，掌握模型制作程序与提高动手制作的能力和技巧；最后培养学生严谨的逻辑思维能力。（4）导入项目确定后，将以前的作业习题改为训练任务，以前的考试考核改为能力目标测验，学生利用产品设计课程中所学的知识及完成的设计方案，画出导入项目的结构三视图，把它定为模拟项目。学生应熟悉模拟项目的比例、尺寸、结构，在模型制作过程中从产品模型形态塑造、制作技巧、整体效果等方面引导他们进行创造性思维训练，进而开发学生的创作和设计意识。

3.3 项目化教学的优势

3.3.1 目的明确

教师所选择教学项目，使用工作中常用的材料，学生在学习和实践中更具有针对性和实效性。比如，设计早期的草模为草图设计的进一步推敲和完善所用、油泥模型更清楚表达细节特征和型面的转折关系，进一步完善初期的创意设计，且成本较低（通常采用1：4）、石膏材料作为模型内芯的应用、快速成型技术作为展示模型和手板样机模型（为设计验证所用，通常采用CNC洗削出来的，为1：1成本较高，进一步对数据的验证）。其在项目中获得的知识更贴近于工作一线的实际需求。其次，项目教学能够较好地锻炼学生对所学知识的综合运用能力。

3.3.2 层次分明

根据实际产品和原有产品模型分析成型工艺、材料、制作流程和工艺。明确学生思考分析的过程：产品的分模线设计、成型方式、采用的材料与工艺。项目给学生提供了根据自己的兴趣选择内容和展示能力的机会，学生能够自主、自由地进行学习，从而有效地促进学生创造能力的发展。

3.3.3 技术优化

由于项目来自企业的真实产品且是常见的电子产品，因此具有职业性和适应性的特点。

雕刻成型机只能在平面进行雕刻，而三维成型机材料成本高，制作时间长，而且只能制作较小的模型，表面也较粗糙。所以模型制作课程还是具有发展潜力的，课程的建设和教学还应结合时代的发展。

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