计算机辅助设计课程混合式与原创方案实现的教学路径探索

2023-10-15郝娉婷石想想

高教学刊 2023年28期

郝娉婷石想想

摘要：计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是高等教育设计类专业的技术应用型课程，是创新设计表达的根蒂。该文基于CAD课程的技术应用特质和创意实现目的，采用混合式和原创方案实现双结合的教学模式，通过多次课程实践探索出该模式的知识重点微视频化、原创方案视觉化、课堂辅导专属化和原创方案成果化的系列教学实践路径，以提升教学质量。计算机辅助设计类课程最终走出多重困境，迎来互动性、实操性、探索性和创新性的正面教学景象。

关键词：计算机辅助设计；CAD；教学路径；混合式教学；技术应用；原创方案实现

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2023）28-0106-04

Abstract： Computer Aided Design （CAD） is a technical application course for design majors in higher education， and is the foundation of innovative design expression. Based on the technical application characteristics of CAD courses and the purpose of creativity realization， the mixed teachingand implementation of original schemeis adopted. The teaching practice path of the dualmode is explored， including the micro videoization of key knowledge， the visualization of original schemes， the specialization of classroom counseling， and the turning original schemes into achievements， so as to improve the teaching effect. Computer aided design courses finally come out of multiple difficulties and usher in a positive teaching scene of interactivity， practicality， exploration and innovation.

Keywords： computer aided design; CAD; Teaching path; mixed teaching; technology application; implementation of original scheme

进入信息时代，计算机辅助设计（Computer Aided Design， CAD）取代了设计手绘效果图，奠定了行业方案交流的新业态和新模式。计算机辅助设计是当今设计师表达创意方案的基本途径，是开展方案评定与优化、设计竞标等工作的前提。CAD技能在设计类专业学生的学习及职业生涯中均尤为重要。CAD类课程教学内容主要是二维软件（Photoshop、Illustrator等）和三维软件（Rhino、3D-Max、Keyshot、C-4d和Maya等）的实操训练，为学生能够表达设计方案打下基础。该类课程有两大特质：其一，技术应用性强，注重实操；其二，以辅助创意表达为根本目的。

混合式教学是新冠感染疫情反复常态化和E-learning背景下的教学趋势，可以很好地培养学生自主学习的习惯，优化师生互动空间。CAD类课程的实操性、应用性特质适合混合式教学模式，又因其辅助创意表达的根本目的，需植入创新思想，是以纳入原创方式实现的教学模式。通过对CAD类课程的混合式和原创方案实现的教学模式多次实践，探索出该类课程的知识重点微视频化、原创方案视觉化、课堂辅导专属化和原创方案成果化系列教学路径，以期为提高CAD类课程教学质量提供实践参考。

一计算机辅助设计课程困境与决策应对

高校设计类专业学生毕业后仍存在CAD基础技能薄弱、未能高效准确辅助创意表达等情况，究其缘由除了课程衔接设置不当、课时受限等教师个体难以把控的因素外，还存在技术本位主义、创新思想植入匮乏、教学模式不当等教师可以把控和调整的问题。

（一）技术本位主义

技术本位主义是CAD课程教学面临的第一困境，主要表现为技能与应用分离。该类课程常被理解为纯技能课。教学过程中教师通常采用案例演示法，选取提前准备好的案例对象（如，汽车、电子产品、图标、IP形象和海报等），使用教学内容软件（如，Rhino、PS、AI等）现场操作演示计算机软件如何通过平面视图生成三维模型或者通过添加图层和特殊效果等系列操作模拟出三维和二维产品效果。学生根据演示步骤和最终效果图，在既定的引导下模仿和重复操作案例，从而锻炼软件操作技能。在师生协同努力下，学生能够熟练操作各种命令，擅长依照教材和视频临摹案例，课程考核也以最终视觉效果为主，即技能本身为主。结课后，学生无法将所学技能应用到全新的设计方案上，因而无法实现辅助设计表达的初衷，技能与应用分道扬镳，最终本末倒置。事实上，CAD类课程应出发于技术落脚的应用，在学生能够操作软件展开临摹后，立即强化技术应用训练，辅助原创方案表达。

（二）创新思想植入匮乏

技术本位训练和考核体系引发出CAD类课程的另一问题，即创新思想植入匮乏。学生在纯技能训练中只关注临摹作品是否到位，如何跟随和模仿软件操作的每一步，甚至会记忆课堂中的演示案例步骤，最后达到效果即可。例如，Rhino软件教学中，涉及“旋转成型”命令时教师以高脚杯为例，通过勾画外轮廓和确定旋转轴的方式旋转出高脚杯三維模型。学生只管模仿步骤，容易形成“旋转成型”只能生成360度的圆形物体的印象，事实上，该命令分左右键可以旋转成圆形或者特定轨迹的任意形态。学生会不自觉地陷入单纯临摹以达到最终效果的困境，忘记或者缺乏动力去探索每个命令的使用技巧、条件限制、不同命令的异同等。长此以往形成机械操作惯性，难以走出舒适圈探索全新的没有步骤引导下的设计方案该如何表达。部分教师认为创新思想属于设计思维课程所要解决的问题，而CAD课程更偏向技术能力的培养与锻炼。诚然，计算机辅助设计课程以技术为基础。不过，创新思想的植入可以激发学生学习软件的动力，增加学习乐趣，也能够使学生从学习相关软件初期便明白技术只是基础和手段，需将该课程所学应用到其他课程或自己原创方案实现中。

（三）教学模式不当

在2020年新冠感染疫情席卷全球之前，CAD课程仍以线下二元教学模式为主。CAD课程的“教”与“学”通常包含教师操作演示和学生练习两大环节。其中，讲授部分需要教师在计算机上运行相关设计软件，操作演示计算机软件如何制图、如何辅助设计。由于设计软件界面复杂、图标小、案例演示中操作步骤多，此部分线下讲解和演示的效果通常难达到预期。学生时常面临听懂但操作卡顿、看不清投屏、不能找到隐藏图标命令等现象，影响知识吸收质量的同时也降低了学习兴趣。CAD课程进入到学生练习软件阶段后又适合线下教学。学生在练习操作环节通常遇到各种问题，即使同一个命令的操作，不同学生犯错方式也不同，因此很难借助网络学习手段及时解决他们遇到的特殊问题。实操练习阶段需要教师及时解答问题和高效辅导，因此该阶段应采取线下教学。

（四）混合式与原创方案实现的双抉择

线上教学能够克服计算机辅助设计类课程的讲授和操作演示环节中遇到的各种问题。学生能近距离面对屏幕看清界面和操作步骤，并自行根据接受进度反复回看或重点步骤停顿学习。学生强化练习阶段又需要教师线下及时纠正指导，该过程难以被线上教学取代。“线上+线下”混合式教学是疫情反复常态化和E-learning背景下的教学趋势，且CAD课程的“教”与“学”环节正与“线上+线下”混合式教学模式相契合，因此混合式教学是CAD类课程的绝佳选择。

植入创新思想可解决CAD课程中的技术本位主义问题。实践表明，该类课程不适合直接传授创新思维内容，采用实现学生个人原创方案的方式效果尤佳。学生在課程中运用所学技能实现个人原创方案能够让学生明白该类课程不仅要熟练操作软件各种命令，更需要理解各类命令的特征，并将其运用在创新设计表达中，从而走出机械模仿操作、依赖思想过甚、缺乏学习动力、不擅长技术应用和无法辅助创新设计等系列困境。

基于CAD课程的技术应用特质和创意实现目的，以及目前CAD教学中常见的教师可控的三大问题，采用混合式和原创方案实现双结合的教学模式能够很好地契合计算机辅助设计课程的特征，回归本源，并解决相应问题。

二计算机辅助设计的混合式与原创方案实现的教学路径

CAD课程的混合式和原创方案实现相结合的双轨教学模式需采用精准的教学路径以实现良好的教学预期。经过反复教学实践探索，摸索出CAD类课程的混合式和原创方案实现的教学路径，主要包括：知识重点微视频化、原创方案视觉化、课堂辅导专属化和原创方案成果化等，如图1所示。

（一）知识重点微视频化

《中国教育现代化2035》提出要注重终身学习，线上教学是促进终身学习的有利模式。CAD课程的线上教学部分除了合理利用已有的MOOC和SPOC网络教程外，教师还应根据所教学生的层次特点，分析重难点，将难以吸收的重难点逐一列出，抽丝剥茧，将复杂的系统性问题瓦解为若干小问题，制成单个微视频，以一重点一视频的微视频线上教学呼应高效线上学习的目的。教师将录制好的重点知识微视频共享至指定平台。学生除了同步跟随教师线上讲授步骤学习软件基本知识和软件命令外，还可根据自身薄弱环节有针对性地主动选择微视频展开学习。知识重点微视频化的线上教学对CAD课程有三大利好：其一，有利于提高线上学习效率，夯实基础，学生直接瞄准自己的问题点选择相应的微视频，不用反复从系统的长视频中寻找自己所需要的知识点。其二，学生自主选择的学习方式有利于锻炼其主观能动性和提高学习积极性。其三，有利于教师构建符合自己学生的线上教学资源库，提高讲授效率。

（二）原创方案视觉化

将设计方案视觉化呈现是计算机辅助设计的根本目的。CAD课程的课堂作业中应设置辅助学生原创方案视觉呈现的环节，让学生列出自己的创新点，运用前期讲授所学的计算机软件操作技能辅助原创方案视觉化表达，主要以原创方案实施模式带动学生CAD的应用能力。执行中，教师可以设定原创方案环节，学生手绘出原创设计草图或者效果图，再使用软件模拟出该方案。该过程中，学生脱离机械模仿，必须主动思考课程中学习的哪些命令可能实现自己的方案效果，通过不断尝试达到熟练理解和应用软件的能力。CAD课程中的学生原创方案视觉化还有其他益处：一是通过辅助学生原创方案视觉化强化学生对特定重要命令的深刻理解，从而举一反三，夯实技能。二是通过原创方案视觉化实现所带来的成就感和自豪感激发学生对CAD的学习热情。三是以原创方案视觉化实施为纽带，促进线上教学和线下教学的深度融合。四是原创方案视觉化呈现的过程以创新思想为前提并体现CAD课程的技术应用特质，从而革除该课程常见的技术本位主义、因袭模仿、缺乏创新思想等系列弊端。

（三）课堂辅导专属化

计算机辅助设计的混合式和原创方案实现的线下教学内容主要为学生运用所学技能辅助实现自己的原创方案。该阶段每名学生因作业皆为自身原创，其运用CAD技能视觉化呈现的过程无参照无现成视频引导。学生为了实现自己的原创方案，会积极思考并发问，因此线下课堂非常依赖于教师的专属化辅导。布鲁纳学习理论指出，当教学内容与学生求知欲相联系时，学生会将被动学习转变为主动求知。线下课堂中，学生揣摩实施自己原创遇到的问题，形成自主自发的PBL学习模式，从而激发学生对CAD应用的内驱力。主动求知欲下获得的专属化辅导使学生的问题迎刃而解，学生能够深刻理解CAD中特定命令的应用技巧，且经久难忘，大幅度提高线下辅导质量。CAD课程课堂辅导专属化路径优势有二：其一，激发学生学习内驱力。其二，促进知识教学和实践教学的深度融合。

（四）原创方案成果化

教师除了传道授业解惑的基本职责，还应展开合理的课程成果规划，尽可能指导学生取得更多学习成果。丰厚的教学成果有利于培养教学过程中师生双方的自信和兴趣，使教学工作良性循环。计算机辅助设计课程的原创方案实施具有很强的创新性，因此其成果化适宜两种形式：一是参加专业竞赛；二是申报相关专利。目前，较多高校CAD课程及设计专业课中均植入了设计竞赛环节，反响良好，该方式值得继续传承发扬。CAD课程成果化中极少涉及专利撰写，该方式较新颖且在笔者多次教学实践中取得良好效果。适当强度的动机有利于提升工作和学习效率，原创方案的成果化不宜强制宜鼓励，师生为取得一定的教学成果，在原创方案呈现的过程中会竭尽全力，希望其不仅是一种作业形式，同时成为公认的成果，从而最大限度提升教学效率并扩大教学影响力。因此，CAD课程以原创方案成果化路径激发师生协同创新、高效赋能。

三计算机辅助设计的混合式与原创方案实施路径的效果与反思

经多次实践探索，计算机辅助设计课程的混合式和原创方案实现的知识重点微视频化、原创方案视觉化、课堂辅导专属化和原创方案成果化系列实践路径有效提升了教学质量，反馈良好，也存在上升空间。

（一）教学效果

第一，教学过程方面，师生互动加强，课堂学习探索氛围浓厚。混合式加原创方案实施的教学模式打破了教师单向灌輸，学生被动接收知识的二元教学方式，也满足了学生对学习互动性和实践性的需求。CAD课程以辅助学生原创方案实现为纽带，实现了线上+线下教学的双向互动，学生在原创方案呈现过程中积极思考、发问、探索，教师不仅讲授知识，也需要有针对性地解决和回答学生遇到的问题。师生高效互动的教学方式有利于推动传统教学模式的结构性变革。

第二，教学结果方面，成果显著增加。CAD课程教学中教师命题作业，学生展开原创方案设计并利用所学CAD技能实现方案视觉化呈现，形成个人作品。在教师鼓励和引导下，学生积极投入原创方案成果化工作，将个人作品投送至相关设计竞赛，或申请国家外观专利和实用新型专利。经过计算机辅助图形设计和计算机辅助工业设计两门次课程推动，30人次参加各类设计竞赛，学生获奖8人次，团体奖项1次，获批实用新型和外观专利6人次。CAD课程原创方案视觉化、成果化路径表层推动教学取得成果，深层激发学生学习内驱力。

第三，教学综合质量方面，回归了CAD教学的应用性和实践性本源，提升了学生对计算机的实际应用能力和学习兴趣。CAD课程的混合式和原创方案实现的教学模式，经过知识重点微视频化、原创方案视觉化、课堂辅导专属化和原创方案成果化系列递进实践路径，培养了学生对计算机软件的实操能力和辅助设计的应用能力，并将技术应用和创新紧密结合，为后期其他专业课程的展开奠定基础，打破了技术应用性课程和其他创新设计课程的壁垒，符合设计学科人才培养和教学需求。

（二）教学反思

计算机辅助设计的混合式和原创方案实现中也存在一些挑战和可进步空间。

首先，从教师层面看，初次执行线上微视频教学和线下课堂专属化辅导存在较大挑战。一个知识重点微视频观看仅需数分钟，但录制过程中会出现网络卡顿、意外杂音干扰、口误等各种问题，需要反复录制和后期制作。教师实际需要花费数小时才能展示出一个视听体验良好的微视频。此外，线下教学中，教师要理解每名学生的原创方案并随时辅助学生实现该方案。这种专属化问题解答和辅导的难度较大，对教师要求较高。其次，从学生层面看，CAD课程的混合式和原创方案实现的双轨教学模式对学生能力也提出了挑战和新要求。学生需要面临原创方案精准视觉化呈现的压力和挑战，走出单一模仿的困境，将应用上升为应用+创新。线上线下过程均有原创方案实施这股内驱力鞭策，学生必须全程高效赋能投入技能学习、技术应用、创新表达中。CAD类课程教改在师生协同创新驱动下，已基本达到预期，但仍有继续进步空间，期待更好的教学反响、更丰硕的教学成果。

四结束语

计算机辅助设计课程将混合式和原创方案实现的双模式应用到计算机辅助设计教学中，摸索出该模式知识重点微视频化、原创方案视觉化、课堂辅导专属化和原创方案成果化的递进实践路径，使师生共同走出技术本位主义、缺乏创新、教学模式不当等多重困境，进入互动性、实操性、探索性和创新性的良性循环教学景象。

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