造型材料与工艺课程模拟实验与研究

何伟民

（北京联合大学，北京 100101）

0 引言

造型材料与工艺课程是工业设计专业的重要基础课程，它对于传统设计乃至现代设计的实现有不可替代的地位和作用。虽然不同的教学单位具体的实施内容略有差异，但目标还是一致的，那就是学会选材用于造型表达，平衡材料性能和产品功能的关系。

当前，传统的造型工艺课程偏重手工艺实验表达，这对于实验的开展有一定便利，工艺相对单纯，以半机械甚至手工工艺就可以模拟；但随着科技的进步，材料工艺不断的升级换代也给造型的想像带来了更大的空间，如数控机床设备、三维模型机、3D 打印设备、液态金属铸造等多种成型工艺迅速出现，为产品的造型提供了更多的便利；那么学生的工艺实践如何跟得上这些变化，是主动适应还是被动响应，这点对于我们开展模拟实践是关键所在；本文围绕着产品设计的目标来探讨如何有效地实现材料工艺对于造型的作用。

1 设计的目标

既在设计师创意思维的引导下，应用现代科学技术满足消费者需求与功能的造物过程。这个物可以是有形的，也可以是无形的，甚至是体验过程和消费服务。但这里暂以实物形态为前提。为什么这样设定呢？设计从其本源定义，应涉及从古至今生活、工作的方方面面，不能说没有工业革命就没有设计，只是发生了工业革命后，随着制造技术的进步，工业设计的雏形得以依托科技体现出来而已；随着技术革命的进一步发展，今天的产品成型技术已经更加多样化了，这里要表达的是：设计师设计的作品、产品、商品等等，是根据用户功能需求和商业行为的取向，并非完全受制于技术和工艺，核心是掌握一个“平衡”的问题。我们讨论造型材料与工艺，也是围绕着设计的目标来进行。

2 知识性与实践教育

谈到造型材料与工艺，人们大都围绕着对材料工艺的知识来进行，往往陷入两个极端；一是材料知识掌握得越多越好，二是工艺流程看到的越多越好，往往得到不少知识性的堆积记忆和走马观花的众多印象，在开始学习的初期是必要的，对于将来的材料工艺选择是有帮助的，但知识性教育对于造型的运用效果往往不佳，工艺性规范对于造型来讲需要有个被动变主动的过程，造型创意对于工艺最终还是要起到主导作用。初期的工艺学习起到提高认识，遵守规则的作用。表面化、记忆化、知识堆积式的学习方法不利于设计专业学生的知识加体验的过程性学习方法，这也是我本次研究和尝试探索的问题指向。如何将案例实践与知识性学习相结合，辐射到整个的材料造型课程环节，需要的是立即实施而不是持续思考。有一种提法是课间和课后需要不断地提出问题，以问题引导课程的进行与开展，我认为这只是教育结果评价的时候有作用，大部分时间许多问题来源于对事物的参与和体验后提出的，不是对于知识的重复反思，这点有别于知性教育。

工业设计专业的造型材料工艺课时往往不可能对所有材料乃至工艺细节进行广泛的剖析，时间也是不够用的，对于理论内容也是如此；只能重点引导，提出解决问题的思路，促进学生在实践中主动思考及善于思考。按材料分类进行覆盖讲解，在实践中选择常用的有典型性的材料进行实践体验，于有限的时间，把常用的材料和工艺特点参与清楚，并通过这些方法，在以后的应用中举一反三地与其它材料内容发生有效关联,这也是论文研讨的目的所在，即“在应用中总结，在思考中行动”。

3 过程主导理解

造型材料与工艺课程内容重点解释几种常用设计材料及加工工艺对产品设计的影响和作用。主要内容包括：

（1）理论讲解原始材料的形成以及在设计系统的定位，设计材料的基本特点，材料感觉特色在产品设计中的应用，各种常用设计材料的性能，加工工艺特点及其应用；也着重介绍了在工业设计实践中相关常用材料的发展、基本类型、基本属性、加工工艺等基本知识和应用案例。同时还从设计的角度就材料的感性属性进行了讨论。

（2）通过布置若干个工艺实践过程性训练以帮助学生理性认识工业设计常用的模型材料及加工工艺。学生应了解且立足设计的角度，学习材料的运用过程即是对造型设计的认识过程，也是对设计师创意实现的提升过程，在这里，技术性问题伴随着实践时刻在发生变化，那么解决的答案需要自己与集体共同寻找，这就是过程性学习的特点；尽管在今后实际运用中用户需求的增加促使了对于设计材料的探究，新材料的特性又使相应的加工技术和技艺得以产生和发展，但是主动学习和研究的方法已经掌握，同时“符合材料特性”的种种造型语言也会在今后的实践中相应形成。所以新的不断更新的活的知识对新材料的理解力和表现力决定了未来产品的改良和变革。

（3）造型材料与工艺课程的名称，每种教材都不统一，大致分为三类：“造型材料与工艺、设计材料与加工工艺以及现在更改称为:材料成型与工艺”的称谓，而最后的名称可谓摆脱设计师寻求技术的味道浓郁了不少；其实都是围绕如何造型而寻求工艺实现的技术方法而已,不是材料工艺客观的成形原理,这是两个不同的认识路径；前面已经写清楚研究的目标了，但还是有些不理解造型的人们用“设计”代替造型或者用“成型”替代造型二字，其实设计的结果是离不开造型的，即便设计的过程并不以造型为目的，但结果还是需要由内而外地体现这一特点。

（4）产品设计专业的学生对于材料工艺知识的认识应该重在应用上的，比如常用的塑料，这在当代产品设计领域已经到了无处不在的地步；如果理科材料专业学生学习，单纯的ABS，PE，PVC 材料，恐怕要对于材料的分子结构，材料的合成及制造原理，都学透弄懂；而对于设计专业学生的学习资料，其中仅是列示了图表式的内容概览，这相对于课时数量的有限也是适合的，但效果还是相当的抽象；设计专业的学生，在分析时需要逻辑思维，但造型实现过程中偏偏需要一些形象思维，如何把形象思维和逻辑思维知识结合好，就是实验教学的目的所在。

（5）现在的设计类材料工艺教材针对于一种材料的讲解，还是偏重理论知识的范畴，比如，材料PE:会解释名称，英文缩写，原料形态，特性列表，物理性能和化学性能，加工特点；然后就是应用举例：首先把材料细分为低，中，高三种密度，然后分别列示用于生活以及工业上的范围，如板材，管材，电源线路，机械零件等等。但设计专业的学生学习这些明显是不够的，也可以说在设计时对不上号，原因是什么？就是这些材料在经过工艺阶段的形态约束和造型条件是什么？作者没有给出答案，倒不一定是作者不了解设计的内容，而是其中的需要任课教师发挥的想像太多了，仅仅一个小材料案例，需要的知识储备和工艺对接就需要很多工作要做，这些如果留给主动学习能力比较强的学生，可以弥补这个差距，但如果遇到习惯差且被动的学生基本就会在课后很短的时间把知识交还给老师。这就需要造型和知识相结合，需要案例实践教学来支撑的原因。这里又会有疑问：案例是讲出来还是自己参与其过程？当然如果能针对一个具体的造型实例由内而外地讲清楚也可以，而设计有艺术表现的成分，有其感性接受的一面，讲解案例容易使工艺变成知识的一部分，会脱离过程性的学习方式。难道这个结合的过程也许要在其它课程完成么？一但出现疑问又比较麻烦；造型的复杂性不能同一设定，即使同一种工艺，面对的形态需求，工艺性也需要灵活掌握和运用的，这些是基本知识么?我认为这也是需要思考的内容之一；同一化实践确实需要时间，这也是我的纠结之处。是教基本知识案例，还是运用知识去实践案例，是本文研究的问题关键。

现今其它院校的教学方式，以南方的一些院校较为接近实际，他们一般都是在车间工艺的操作过程中感受课程知识点，其它实践条件不具备的院校大都以视觉影像案例或者产品拆解分析的方式进行，这也并非这些院校不积极寻求这些实践平台。而是工艺的复杂性和变化之快已是现今社会的特色，也许昨天的实践平台刚建立，明天就会有人说过时了。但是基础实践平台的建立是围绕工艺与设计的关系而确立的，并不是立即去应用的；它的目的是设计需要“选择和工艺表达去实现”的。

4 预期和意义

我们说无论学生来自何方，是否热爱这个专业，既然选择了，其学习的知识效果也有一定的通用价值，我们学校生源相对比较弱些，但学习的方法不仅仅是知识的灌输，而主动性探索习惯的培养，这才是掌握学习效果的金钥匙。所以笔者设定的案例目标始终结合造型实践目标，注意，在这门课中建议不要结合设计目标，因为那样的话设计的因素太多，课时也不够。而是需要设定几个形态单元进行材料工艺实践，这样可以较直接地与企业的造型设计实践相结合。这里的形态单元非抽象的造型要素，而是功能较为单一的功能（产品）载体；通常不是根据工艺定形态，而是以基本功能常态下的形态为对象进行工艺导入训练。比如不可以设定一个纯粹的方形进行工艺实践或造型，而是选择一个具备方形特征的简易功能产品进行工艺导入实践。尽管说明产品的功能不作为主要条件，但在工艺实践中又不能完全游离在内容功能之外，这样的造型具备设计的内涵；但如果重新规划功能与操作，融合设计的目标，那么这就将重点转移了。

学习材料工艺的目的是寻求完美的再现设计师的造型想像，可以超出工艺而又不能屈服于限制，传统的设计师是立足在特定材料上展开想像，如果要创新，那么对工艺及其性能特色尤其要深入吃透。而当今社会材料飞速发展，新材料复合材料在飞速的发展，那么制造的便捷性就会飞速提高，但是人如何与机器很好的协调，材料的基础工艺落脚点是什么，恐怕这是个动态的探索过程；开展基础思考过程的训练，我个人认为并不防碍从普通材料和工艺做起的，因为目标是为了选择，方向定了，就不会束缚手脚。不能认为现在学什么材料，将来设计时必然用这种材料，这个逻辑体验过程是需要有的，自动化的工艺提高了造型的效率，过程性学习的方式是不能少的。学校基础教育与社会商业发展的同步会有差异，追求表面的一致性没有意义，关键是体验过程性知识且提升创新思维觉悟的能力。