从手绘及计算机辅助设计表达反思工程制图的教学

苏小芳

摘 要：工程制图作为高职产品造型设计专业的一门专业技术基础课，旨在培养学生的工程思维和提高设计表达的科学性，为后续设计表达课程打下基础。因此从学生在后续课程——设计手绘和计算机辅助产品建模中出现的问题入手，重新思考产品造型设计专业的工程制图课程的教学重点，对于制图课的教学改革与学生职业技能的培养都具有重要意义。

关键词：工程制图；产品造型设计；构型分析；构型设计；截交线；相贯线

对于设计师来说，设计表达是举足轻重的专业技能，特别是对于高等职业院校的产品造型专业毕业生来说，最重要的两种设计表达技能——手绘和计算机辅助产品建模就是核心职业竞争力。

手绘表达是快速展示创意和设计思路重要方式，在设计创新、产品开发流程中起着不可替代的作用，如记录创意构思、拓展思维、方案沟通与创意共享。[1]手绘的一大特征是直观性，能把脑海中无形的思维转化为直观的图形，化抽象为具象，让客户或者企业其他部门人员，甚至非专业人员看到表现图都可以了解设计者的创意。[2]计算机辅助产品建模指借助计算机软件如PRO-E（Pro/engineer）、Rhino（Rhinoceros犀牛）及SolidWorks等模拟出产品的造型、结构与材料。

工程制图课程作为产品造型设计专业的专业技术基础课，主要任务是培养学生具有一定的绘制和识读工程图样的能力、空间想象和思维能力以及绘图的实际技能。工程制图课程的教学质量一方面决定了学生在设计实践中绘制工程图样的水平，另一方面则影响一些后续设计表达课程（主要是手绘课和计算机辅助产品建模课）的开展——这一点常常被忽略。但随着软件PRO-E（Pro/engineer）与SolidWorks的普及，该门课程对于设计工程图制作的影响已经弱化，而对于后续设计表达课程的影响虽隐匿实则十分深远。原因如下：

第一，高职产品造型设计专业的生源基本都是艺术生，在入学时他们大多已具备了将三维形象转化为二维平面图形的能力。

第二，三维软件PRO-E（Pro/engineer）与SolidWorks已经能轻松实现从三维模型到工程图的自动输出，从业人员只需知晓工程图相关格式标准即可获取精确的工程图，换言之，设计工程图的绘制很大程度上已不再依赖设计师的制图技能。

第三，构型分析是工程制图课的重要内容，在培养学生的理性思维如逻辑判断、分析和推理方面起重要作用，并直接影响其建模思路的形成。

因此，后续设计表达课程（手绘课和计算机辅助产品建模课）能客观地反映出工程制图课程的教学效果和教学中应该注意的问题，为其课程改革提供一些依据。笔者通过对近几年手绘课和计算机辅助产品建模课的分析，发现以下几方面的问题应与工程制图的教学有关：

第一，手绘表达想象形态（即头脑中所构想的形态）时往往无从下手，特别是对复杂形体、截交线和相贯线的表达，一直是学生的弱项。

第二，手绘时对形体的表达常出现透视上的错误，例如同一件产品中各个部件的透视关系相互矛盾。

第三，利用计算机辅助产品建模时，许多学生往往不能准确分析产品各部分形体的构成，导致三维建模低效甚至失败，后续的模型渲染更无从谈起，直接影响效果图的制作。

这些情况表明，学生在设计表达方面，缺乏在二维平面上准确直观地表现想象形态的三维立体图形的能力，而在三维空间中建模受阻则是构型分析能力不足的必然结果，而究其根本原因，则是学生欠缺必要的逻辑思维能力，对形体的构成缺乏理解和判断。

其实，这也正是大多数艺术生的普遍特点，他们在入学之前均具备一定的观察能力以及绘画技巧。然而，学生对于形体的描绘大多是建立在感性的观察和感受上，未能理解和分析形体的体块关系；同时他们所接受的美术训练基本上以再现所见事物为主，这也是其手绘时对想象形态的表达束手无策的重要原因。但设计是创造，设计表达需要再现的不是所见而是所想。

因此，笔者认为，针对生源基本都是艺术生的产品造型设计专业，高职的工程制图课应重视以下几方面教学内容，以培养和提高学生的逻辑思维能力，才能为他们学习后续的设计表达课程打下坚实基础。

1 以三视图的读图识图与轴测图的绘制为教学重点，培养学生将二维平面图转化为三维立体形象的能力和构型分析能力

在工程制图中，二维平面图与三维立体图之间的转换是可逆的，这两种转化都是传统工程制图的教学内容，但笔者认为，针对对于高职产品造型专业的学生特点以及后续设计表达课程出现的问题，教学重点应放在二维平面图到三维立体图的转化上，即三视图的读图识图与轴测图的绘制，理由如下：

第一，产品造型专业的学生大多有绘画基础，轴测图在表现形体方面更具空间感和直观性因而容易识读——这两点决定了他们往往较快掌握从三维立体图到二维平面图的转换。

第二，二维平面图到三维立体图的转化更能锻炼学生的空间想象力、逻辑推理和构型分析能力。

三视图读图识图指的是从二维平面图分析、判断从而建立起形体的三维立体形象。识读三视图不单需要读图者有一定的空间想象力，还需要读图者具备一定的逻辑判断能力和推理能力，方能构建出形体的三维立体形象，这也是准确绘制轴测图的前提。轴测图的绘制建立在正确理解体块关系和构型的基础上，因此掌握轴测图的绘制不仅能为学生日后学习手绘打下基础，而且也有利于日后学习计算机软件辅助产品建模课程——良好的构型分析能力是形成建模思路的必备条件。

第三，轴测图在表现形体方面更具空间感和直观性，因此对手绘表达也更具参考意义。

2 截交线、相贯线的学习重点在于掌握其变化规律

无论是对于机械类还是非机类的专业，相贯线的准确求解一直以来都是传统工程制图教学的重点和难点。但笔者认为，对于产品造型专业来说，重点不在于准确（下转第页）（上接第页）求解，而在于预测各种形体相交时截交线、相贯线的形态变化规律，从而在进行产品造型设计构想时有一定的预判，在手绘表达时才不至于不知所措。

教学时可借助三维软件如PRO-E（Pro/engineer）和SolidWorks进行形体相交的模拟，通過各个形体尺寸和位置的变化，引导学生观察、总结其截交线、相贯线的形态变化规律。

3 加强构型设计训练，提高学生表达想象形态的能力

形体的构型设计是工程图学思维方式培养的重要方法[3]，同时也是培养想象形态表达能力的重要手段。进行构型设计时需要调动创意思维与逻辑思维，将投影理论灵活运用到形态的设计与表达中，从而在二维平面上表达想象的三维立体形态。加强构型训练不仅能培养学生的创造性，也为手绘表达产品设计奠定基础。

4 小结

高职艺术类产品造型设计的工程制图课程应结合本专业与生源的特点，与时俱进调整教学内容促进课程改革，从而实现提高学生制图技能与思维能力的教学目的，使工程制图课程在本专业的课程体系中发挥应有的作用。本文是作者在从事工程制图教学过程中的一些心得体会，希望能对该课程的设置和发展起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1] 于连.产品设计专业手绘表达改革探索[J].美术教育研究，2016（3）：120-121.

[2] 石仙花.手绘能力的培养在产品设计专业教学中的重要性[J].大众文艺，2016（23）：236.

[3] 熊志勇，罗志成，陈锦昌，姜立军，邓学雄，刘林，陈炽坤[J].基于创新性构型设计的工程图学教学体系研究.图学学报，2012（2）：108-112.