雷 鳴，彭 紅

（武漢科技大學(xué)，湖北 武漢 430065）

運(yùn)用信息技術(shù)拓展工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式的研究

雷 鳴，彭 紅

（武漢科技大學(xué)，湖北 武漢 430065）

現(xiàn)代信息技術(shù)已滲透到工業(yè)設(shè)計(jì)教育的各個(gè)環(huán)節(jié)。許多在現(xiàn)實(shí)生活中難以體驗(yàn)的設(shè)計(jì)內(nèi)容可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬，從而給學(xué)生以真實(shí)感來(lái)促進(jìn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。因此，探索運(yùn)用信息技術(shù)變革工業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)方式十分必要。

信息技術(shù)；工業(yè)設(shè)計(jì)；教學(xué)模式

當(dāng)今信息技術(shù)的爆發(fā)式發(fā)展給工業(yè)設(shè)計(jì)教育帶來(lái)了長(zhǎng)遠(yuǎn)而深刻的影響。信息科學(xué)使工業(yè)設(shè)計(jì)的教育理念、教育行為出現(xiàn)了新的變化。許多授課的新概念、新方法應(yīng)運(yùn)而生。教學(xué)輔助工具，更需要與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科特點(diǎn)融合為一體來(lái)推進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科的教育改革。從而提高教育質(zhì)量，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)教育的需求。信息技術(shù)增加了學(xué)生接觸外界的機(jī)會(huì)，為學(xué)生開(kāi)啟了知識(shí)之門(mén)。熟悉電子媒體的學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)了解世上的各種事物，使信息時(shí)代學(xué)生具有全球意識(shí)。由于網(wǎng)絡(luò)信息渠道多、流通快，在數(shù)字環(huán)境熏陶的學(xué)生有很強(qiáng)的懷疑精神和創(chuàng)造力。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的課堂上，要讓學(xué)生利用信息技術(shù)為人們找出生活中的實(shí)物。

一、運(yùn)用信息技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程中進(jìn)行人機(jī)交互的教學(xué)研究

要讓計(jì)算機(jī)完成指定任務(wù)，就需要建立一種平臺(tái)能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流。人機(jī)交互技術(shù)（Human-Machine Interaction）是指通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。人機(jī)交互技術(shù)是計(jì)算機(jī)用戶界面設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。人機(jī)交互界面在我們的生活中隨處可見(jiàn)，如：汽車操作系統(tǒng)、自動(dòng)取款機(jī)、地鐵自動(dòng)售票系統(tǒng)等。完善的人機(jī)界面設(shè)計(jì)可以使用戶更迅速、更簡(jiǎn)便、更舒適地操作機(jī)器，也可以使機(jī)器功能得到最大的發(fā)揮。在過(guò)去工業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)課堂上，由于條件限制，人機(jī)交互設(shè)計(jì)只能通過(guò)教材口述的方式進(jìn)行，學(xué)生不能親身體驗(yàn)，進(jìn)行相關(guān)信息化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不很理想。進(jìn)入信息時(shí)代，學(xué)生大量地使用智能化手機(jī)、平板電腦、電子游戲機(jī)等人機(jī)交互頻繁的電子產(chǎn)品，為人機(jī)交互設(shè)計(jì)教學(xué)帶來(lái)了便捷。在計(jì)算機(jī)和游戲機(jī)上，過(guò)時(shí)的鼠標(biāo)和鍵盤(pán)點(diǎn)擊的輸入方式現(xiàn)在已逐漸被另一種使用體驗(yàn)——手指觸控代替。輸入手機(jī)、電腦、游戲機(jī)的指令都采用屏幕觸控來(lái)進(jìn)行。在交互產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程中，相應(yīng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題被提出來(lái)讓學(xué)生思考。未來(lái)的人機(jī)交互方式將會(huì)是怎樣的呢？如何創(chuàng)造新的人機(jī)交互方式？根據(jù)這種人機(jī)交互方式應(yīng)該設(shè)計(jì)出怎樣的產(chǎn)品？親身體驗(yàn)過(guò)人機(jī)交互的學(xué)生會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，思索、想象和創(chuàng)造未來(lái)更自然、更友好的人機(jī)交互方式，他們追求一種類似人與人之間交流的計(jì)算機(jī)操縱方式。比如：采用語(yǔ)音識(shí)別的方式、肢體動(dòng)作識(shí)別的方式、對(duì)用戶面部表情識(shí)別的人機(jī)交互方式等。然后，再對(duì)人機(jī)交互技術(shù)的相應(yīng)學(xué)科——計(jì)算機(jī)視覺(jué)及多媒體信息處理、模式識(shí)別、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的交互產(chǎn)品。

二、運(yùn)用信息技術(shù)構(gòu)建產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型課程的新方式——虛擬模型

過(guò)去的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型課，學(xué)生只有用油泥、石膏、ABS板等材料手工制作可以看得見(jiàn)和觸摸的具體實(shí)物模型。教師通過(guò)實(shí)物模型來(lái)全方位觀察和評(píng)估設(shè)計(jì)方案。但這樣手工制作模型，耗時(shí)長(zhǎng)、修改困難、模型精確度低。受材料和加工工藝的影響，一些造型無(wú)法做出來(lái)，對(duì)學(xué)生的形態(tài)創(chuàng)意思維的限制較大。信息時(shí)代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型有別于傳統(tǒng)意義上的實(shí)物模型。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)促進(jìn)了工業(yè)設(shè)計(jì)方式的革新。現(xiàn)在學(xué)生制作實(shí)物模型前，可以用一系列數(shù)字化工業(yè)設(shè)計(jì)輔助工具來(lái)構(gòu)建創(chuàng)意產(chǎn)品的模型數(shù)字結(jié)構(gòu)。在計(jì)算機(jī)中用曲面、實(shí)體、線框?qū)a(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)想轉(zhuǎn)化為三維虛擬模型。然后賦予數(shù)字模型以材質(zhì)、光效，并在一定的場(chǎng)景中渲染來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的仿真演示。數(shù)字化模型為學(xué)生提供了全新的表達(dá)形式，能方便地對(duì)構(gòu)思中的產(chǎn)品各個(gè)側(cè)面進(jìn)行修改和評(píng)價(jià)；對(duì)產(chǎn)品的材質(zhì)、色彩可以快速更換和評(píng)估效果；可以在不同的環(huán)境中為模型渲染各個(gè)角度效果。這樣使師生對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全方位觀察和思考的手段又得到了豐富和完善。確定了滿意的方案后，學(xué)生可以打印出產(chǎn)品的三維圖紙，再根據(jù)圖紙準(zhǔn)確地制作實(shí)物模型。這樣的虛擬模型不受時(shí)間、材料和加工手段的限制，大大地提高了模型的精確度，降低了返修率，給學(xué)生提供了更廣闊的創(chuàng)意空間。

三、在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，運(yùn)用信息技術(shù)調(diào)查產(chǎn)品市場(chǎng)需求以及產(chǎn)品適用人群等

學(xué)生建立了設(shè)計(jì)目標(biāo)以后，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)上針對(duì)特定環(huán)境進(jìn)行調(diào)查設(shè)計(jì)、收集資料和初步分析：了解是否有同類型的設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)？現(xiàn)有設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？產(chǎn)品針對(duì)什么樣的使用人群？使用者的心理特點(diǎn)、生活特點(diǎn)和工作特點(diǎn)是什么？等等。他們可以通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查方式在網(wǎng)絡(luò)上直接收集關(guān)于設(shè)計(jì)選題的第一手資料，或者利用互聯(lián)網(wǎng)的媒體功能收集二手資料。網(wǎng)絡(luò)調(diào)查的效率很高，只要建好平臺(tái)，自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫(kù)，再用統(tǒng)計(jì)軟件分析整理反饋回來(lái)的信息，就可以得出有價(jià)值的結(jié)論。然后有針對(duì)性地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

四、在工業(yè)設(shè)計(jì)課程中引導(dǎo)學(xué)生深入研究和運(yùn)用3D打印技術(shù)來(lái)生成概念產(chǎn)品，促進(jìn)制造業(yè)發(fā)生重大變革

工業(yè)設(shè)計(jì)是綜合性學(xué)科，需要不斷地吸收科技的最新成果。當(dāng)前已經(jīng)成熟的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)使工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，未來(lái)具有廣泛發(fā)展前景的3D打印技術(shù)會(huì)促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的又一次飛躍。它通過(guò)電子制圖、數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化，按照電子模型圖紙層層重疊成型。3D打印常用于產(chǎn)品制造領(lǐng)域的設(shè)計(jì)階段，這種技術(shù)可以打印精細(xì)復(fù)雜的產(chǎn)品，減少了工業(yè)樣品制作耗時(shí)，提高原料和燃料的使用效率，降低生產(chǎn)成本，能夠根據(jù)客戶的個(gè)性量身定制產(chǎn)品，引領(lǐng)制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。3D打印技術(shù)讓工業(yè)設(shè)計(jì)的課程更接近實(shí)戰(zhàn)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程中，一些小產(chǎn)品，如手機(jī)、音樂(lè)播放器、剃須刀等只需要一臺(tái)小打印機(jī)就可以快速成型。大型的產(chǎn)品也可以按比例縮小成型。學(xué)生在電腦屏幕上設(shè)計(jì)出所要打印概念產(chǎn)品的圖紙，然后確定形狀以及顏色，控制特定的材料以及精密度，最后按下打印按鈕，旁邊一臺(tái)帶有噴嘴的機(jī)器，將學(xué)生設(shè)計(jì)的概念產(chǎn)品迅速地打印出來(lái)。教師和學(xué)生可以面對(duì)實(shí)物去進(jìn)行評(píng)估和修改，而不需要面對(duì)書(shū)本和圖紙去夸夸其談地空想。這種技術(shù)使工業(yè)設(shè)計(jì)的課堂更加接近生產(chǎn)化，同時(shí)培養(yǎng)出大批熟悉3D打印技術(shù)的人才，促進(jìn)該技術(shù)的成熟和完善，為中國(guó)制造業(yè)的變革打下基礎(chǔ)。

五、讓學(xué)生利用信息技術(shù)環(huán)境設(shè)計(jì)更具親和力的產(chǎn)品

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的親和性成為信息時(shí)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要特征。人類進(jìn)入信息時(shí)代，新的生活方式和新的文化背景影響著人們對(duì)產(chǎn)品的需求。人們除了通過(guò)信息技術(shù)為自己量身定做產(chǎn)品以外，還可以無(wú)休止地選擇產(chǎn)品，只要輕按鼠標(biāo)，就能隨時(shí)改變心意。因此，個(gè)性化、親和力強(qiáng)的產(chǎn)品常常受到青睞。產(chǎn)品是通過(guò)形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色彩、材質(zhì)等設(shè)計(jì)語(yǔ)言傳達(dá)給大眾的。學(xué)生在信息時(shí)代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用多色彩的造型組合方式，半透明時(shí)尚感、卡通化的生活用品，金屬質(zhì)感的電子產(chǎn)品，便捷化的電腦產(chǎn)品等方式以及個(gè)性化的生活空間，寵物化的個(gè)人產(chǎn)品，頗具兒童化的時(shí)尚用品，返璞歸真等親和性因素，不僅僅表現(xiàn)為柔和的色彩與擬人化的外形設(shè)計(jì)，同時(shí)還體現(xiàn)著一種特有的功能實(shí)現(xiàn)。它將滿足信息時(shí)代的特征與消費(fèi)觀念，從而使親和性的功能與造型結(jié)合在一起，真正滿足信息時(shí)代的需要。具有親和力的產(chǎn)品設(shè)計(jì)將成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)尚的擴(kuò)展方向。以計(jì)算機(jī)為代表的信息技術(shù)開(kāi)辟了工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的嶄新領(lǐng)域。信息技術(shù)提供形象直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境使學(xué)生獲得更大的視野、更多的設(shè)計(jì)信息和創(chuàng)意思維。信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)必須融入到工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科特色中來(lái)，才能真正服務(wù)于學(xué)生，推動(dòng)中國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)教育的發(fā)展！

[1]人機(jī)交互技術(shù)，人機(jī)交互技術(shù)概況[DB/OL].百度百科.

[2]改造效果評(píng)價(jià)，3D打印機(jī)——制造業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)[DB/OL].中國(guó)科技網(wǎng).

G642.0

A

1674-9324（2014）01-0066-02

湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2011年度課題成果（2011B448）。

雷鳴，男，武漢科技大學(xué)講師，研究領(lǐng)域：工業(yè)設(shè)計(jì)，環(huán)境藝術(shù)；彭紅（1965-），女，武漢科技大學(xué)教授，研究領(lǐng)域：服裝設(shè)計(jì)。