计算机辅助工业设计课程引入体验式教学方法探究

杨熊炎+陆少敏

【摘 要】结合应用型人才培养目标，在计算机辅助工业设计课程引入体验式教学方法，以体验式教学方法指导教学实践，结合教学实施过程，阐述课程内容在设置情景、引导思考、内化新知、检验实践等环节中的具体做法，引导学生掌握正确的学习方法，提高解决问题能力。

【关键词】体验式教学方法 计算机辅助工业设计 造型分析

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）02C-0156-02

在国家深化改革职业教育的背景下，培养应用型人才成为共识，掌握职业能力为核心的技能成为职业教育教学的重点内容。课程是实现职业能力的主要载体，因此课程体系设置应遵循“知识能力一体”原则。本文探讨在计算机辅助工业设计课程引入体验式教学方法，转变教学模式，优化教师授课方法、学生学习方法，提升学生自我学习能力，最终提高学生的职业能力。

一、体验式教学方法特点与实施程序

（一）体验式教学方法的特点。体验式教学方法是目前常见的教学方法，主要特点是以教学情境为主线，教师引导，学生实践，师生在情境模式下加强互动交流，这一过程中，学生是主动实践的主体，转化知识为能力，教师起到指引、总结作用。体验式教学是以建构主义理论为基础，强调主动学习，主动实践的作用。体验式教学重视教与学的关系转变，有意义的学习目标、主动的学习方式、轻松的学习过程等是体验式教学的“学”的体现，是“教”为主向“学”为主的转变。教师根据教学内容设置不同的教学情境，在各种教学情境下，师生的交流是显得非常重要。体验式教学重视各个学习主体的沟通、互动，兼顾学生个体间学习的差异，比较适合分层次教学安排和考核。

根据大卫·库伯提出的“体验式学习圈”理论，强调有效的学习应从体验开始，学习者的主动参与体验带来认知的变化，并进行分析，分享，获得一定的经验，并将其应用于实践中，从而获得知识到能力的转变，避免停留于感性认知阶段的学习。在体验式教学过程中，体验、认知、领悟、实践是学习者学习活动的基本方式，也是学习者认知的过程。体验式学习须遵循一定的教学规律，才能取得较好的教学效果，根据教学内容特点将教学内容划分几个学习阶段，设定教学情境、教学目标、教学互动环节等内容，突出教学过程的交流与互动，提高学生学习兴趣、教学效果。

（二）体验式教学的实施程序。以三维软件辅助设计为核心的计算机辅助工业设计课程是工业设计专业核心课程，具有实践性、应用性特点，理论与实践结合密切，该课程是产品专题设计必要的表现环节。课程设置思路方面，先思维后技能，重点培养产品建模方法、形态分析能力，并应用于软件绘图操作实践，整个课程不是简单的软件操作。以体验式教学方法为主线，连接该课程各个知识点，并加强前后衔接课程的联系，突出课程的系统性。课程教学过程方面，在普通常规产品建模流程的基础上引入体验式教学方法，根据体验式教学特点，结合实际岗位职业能力要求，体验式计算机辅助工业设计课程教学实施程序主要分为“感性体验—理性认知—内化新知—应用检验”四个教学环节，贯穿于该课程教学过程中，在实际教学过程中采用多个项目案例进行教学，有助于学生更深刻课程内容和掌握系统性学习方法，培养学生参与体验、主动思考、实践应用的学习理念，这是一个循环的实践性学习圈，如图1所示。体验式学习方法符合学生对课程学习的认知规律，先体验后理解再实践，容易取得学习成果，增强学生自信心，激发学生学习热情，学生掌握学习方法后，可以举一反三，在自选课题方面有了更多的主动性。

二、体验式计算机辅助工业设计课程教学实践

（一）设置情景，感性体验。计算机辅助工业设计课程引入体验式教学方法，以产品实物模型作为建模对象，设置教学情景获得更丰富的教与学体验，知识或技能获取从个人经验总结升华而来记忆较为深刻，更容易理解和接受教学内容，从而提高教学效率。传统的计算机辅助工业设计课程，学习内容是教材的光盘案例，建模对象是网络教学案例，大部分案例中的产品模型学生不了解，由于对建模产品缺少体验，缺乏对产品研究，师生互动性也不足。在该环节设置实物模型体验环节，给学生提供多方位研究产品的平台，包括产品的造型分析、功能、材料、内部结构等方面，学生在分析过程中积累了问题，学生针对这些问题点与老师积极互动，营造更好的学习氛围。

设置教学情景主要是通用情景、自定义情景两个类别，如图2所示。通用情景为所有学生用于建模的产品实物都一样，这是教师设置的情景，这个情景环节综合各种因素，所选用产品实物有一定的代表性，尽量涉及多个知识点，教学目标较为明确;自定义情景在学生掌握基本建模思路和方法之后，学生自选产品实物用于建模、渲染。自选实物模型根据学生实际能力挑选，保证实物模型建模难度与学生自身水平相匹配，符合分层次教学，增强学生的自信心，保证自定义情景的有效实施。在新的教学情景下，以学生学习为中心，以解决问题为重点，学生围绕学习问题点去探讨解决问题的方法，促使学生学习上更加主动和积极，学习效率更好。

（二）引导思考，理性认知。计算机辅助工业设计课程主要教学目标是掌握产品建模方法，熟练自如应用软件进行产品创意设计表达。软件是辅助实现创意想法的工具，这个定位必须清晰，否则课程容易走向软件培训的误区。产品建模是在充分理解产品形态、产品构造的前提下，对软件命令的综合应用。曲面、实体成型原理如拉伸、旋转、扫描等，并通过案例示范。因此须引导学生积极探讨产品各种造型曲面、实体的成型原理是非常有必要，对实物产品模型进行造型分析，并引入结构素描、产品结构构造等知识点，引导学生多角度思考，以问题为导向，引导学生反思，诱发学生自主探索，让学生清楚认识复杂的造型是可以有方法可循的，学生知其然不知所以然这种现象是可以避免的。如电吹风的风嘴和进风口为什么是这样的造型？有什么功能？造型如何生成？结构如何衔接等一系列问题引导学生探索更多课程之外的知识。在引导思考环节，可以根据具体的产品模型提出针对性问题，以思考问题、分析问题、解决问题为主线，突出“知识建构”理念特点。

（三）抽象与领悟，内化新知。在这个环节以案例教学法为主，大案例与小案例相结合，典型的产品案例尽可能包含较多的学习内容，涉及各个知识点，是知识点的综合和交叉应用，软件的各个命令需要学生有序的组织和选用，在实现案例的过程中熟练掌握了软件，这是知识内化的过程。通过2-3个完整的案例讲解与演示，并穿插多个小案例讲解软件工具的使用，分解产品造型、局部建模过程，还原产品原型，列出每一部分对应的建模方法及所用软件命令，如图3所示，一般的建模原则：由下往上、由外到内、由整体到局部;掌握科学合理的建模方法，培养良好的建模思路，提高学生思考问题、解决问题的能力。据多年的教学效果反馈，经过该课程的训练，学生能快速自学其他软件，并且进入公司适应能力较强，能在短时间内融入公司工作团队。通过学生实践和老师讲授，帮助学生抽象归纳建模思路与方法，作为建模通用的指导的方法，以指导后面的产品建模实践。

（四）应用检验，指导实践。该环节是课程的教学实践重点部分，在自定义情景下，针对每位学生学习特点及其自身能力挑选合适的产品实物模型建模、渲染，兼顾每个同学学习水平，体现分层次教学特点，也避免学生作业抄袭的现象，加强对学生建模水平的考核。在建模思路与方法的指导下，按照课程教学完成实物模型的建模、渲染，确定产品轮廓的尺寸→绘制三视图→分部分建立曲面→完成细节，该环节同时也是对建模思路与方法的检验，在实践过程不断调整建模方法，达到融会贯通的熟练程度，体现了体验式学习方法的循环性。

（五）教学拓展。具体如下：

1.创建教学资源库。加强对教学成果的高效利用，并且定期更新教学内容，建立数字化教学资源库和实物模型库，并定期补充学生优秀作品。每年设定特定的专题，进行特色教学。

2.拓展其他实践途径。在学生熟练掌握软件辅助设计的能力之后，应用创意能力，进行产品原创设计，并通过3D打印机打印出来，另外在课程结课时参加工业设计师资格认证考试，成绩合格者可获得相关的资格证书，在实实在在的设计作品面前，这样学生会有更加强烈的成就感和充实感，有利于提升学生的学习积极性和探索性。

【参考文献】

[1]王永宏，张丽萍.应用型高等教育学习全程以就业为导向的培养模式[J].教育与职业，2013（2）

[2]杨通宇，陈庆良，何克.体验教学的理论研究[J].当代教育论坛，2006（8）

[3]王学东.体验式教学模式的构建与实施[J].乐山师范学院学报，2009（6）

【基金项目】2015年广西职业教育教学改革一般项目“现代职业教育背景下以任务驱动模式的工业设计课程体系构建研究”;桂林电子科技大学海洋信息工程学院教学改革课题“创新背景下3D打印技术课程建设”

【作者简介】杨熊炎（1983— ），男，广东湛江人，桂林电子科技大学海洋信息工程学院讲师。

（责编 卢 雯）