王玲 岳涵 何鑫 劉曉彤

摘要：通過模型設(shè)計(jì)與制作，“虛實(shí)融合”的三維仿真設(shè)計(jì)與用手思考體驗(yàn)，可以訓(xùn)練學(xué)生針對不同的產(chǎn)品形態(tài)，選擇相應(yīng)的材料進(jìn)行制作模型的能力，了解不同形態(tài)、材料的特點(diǎn)和制作工藝。通過模型制作，可以培養(yǎng)學(xué)生分析與解決出現(xiàn)的各種問題的能力，通過共享單車模型設(shè)計(jì)構(gòu)思，有利于快速地表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)想，綜合表現(xiàn)產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)和外觀美，研究探索仿真三維模型與實(shí)物模型之間的最佳匹配組合。

關(guān)鍵詞：虛實(shí)融合;模型設(shè)計(jì);模型制作;創(chuàng)新

1.國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀和趨勢：

模型制作課程取材于實(shí)踐教學(xué)，可以掌握課題研究的第一手資料。依托教師的科研能力和指導(dǎo)力量，融合學(xué)生的創(chuàng)作激情與想象能力，更適合做出專業(yè)性、實(shí)踐性的課題研究。實(shí)踐教學(xué)，有計(jì)劃地組織學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、操作，掌握與培養(yǎng)目標(biāo)相關(guān)的理論知識和實(shí)踐技能的教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)際操作能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)習(xí)效率。

在國外一些工業(yè)設(shè)計(jì)起步較早的國家，教學(xué)上采用“雙軌制教學(xué)”模型制作課是由兩位導(dǎo)師擔(dān)任造型老師和技術(shù)老師。最早的包豪斯教育模式實(shí)行藝術(shù)理論與技術(shù)實(shí)踐并重，即“藝術(shù)與技術(shù)”相統(tǒng)一。造型老師負(fù)責(zé)學(xué)生在繪畫、色彩與創(chuàng)造思維相關(guān)的內(nèi)容。技術(shù)老師負(fù)責(zé)學(xué)生在模型制作過程中，解決技術(shù)上的難題，如制作工藝和制作材料的選擇。國內(nèi)大部分開設(shè)本專業(yè)的學(xué)校教學(xué)基礎(chǔ)建設(shè)，講課教師與實(shí)驗(yàn)室教師合作，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)物制作體驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中做到真正的合情合理。模型制作是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中觸摸、體驗(yàn)、完善設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，是技術(shù)設(shè)計(jì)中將構(gòu)思、圖樣轉(zhuǎn)化為實(shí)物的環(huán)節(jié)。比起軟件虛擬建模更有利于創(chuàng)意和修改設(shè)計(jì)方案，也是提升學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)。用手思考的表現(xiàn)，模型不僅是可視的，充分體現(xiàn)三維的視覺感和觸摸感，通過對模型制作的反復(fù)推敲和試驗(yàn)，學(xué)生可以將設(shè)計(jì)方案達(dá)到理想的狀態(tài)。

2“虛實(shí)融合”體驗(yàn)下共享單車模型研究意義

（1）實(shí)踐是知識體系的升華

馬斯洛和羅杰斯的人本主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)是個(gè)人潛能的充分發(fā)展，是人格的發(fā)展，是自我的發(fā)展。它是以學(xué)生為主體、老師為主導(dǎo)，誘發(fā)學(xué)生自主合作、主動(dòng)求知。中國傳統(tǒng)的本性限制著我們，但是通過整個(gè)教育觀念、老師職業(yè)意識和教學(xué)行為的多次的反思和重建，如今教學(xué)實(shí)踐和創(chuàng)造性思維一樣舉足輕重。

（2）主動(dòng)性學(xué)習(xí)需要手的參與

瑞士心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為：“人對外界的認(rèn)識之最初的中介就是活動(dòng)?！苯逃哪康氖窃炀湍軇?chuàng)造的而不是簡單重復(fù)前人所做的事的人，這種人能有創(chuàng)造、發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。我們共享單車模型設(shè)計(jì)課題研究，從手把手的教育到自主式的創(chuàng)新，可見今天的知識已經(jīng)不再是明信片上的圖畫，而是虛擬VR中的場景，將虛擬的知識系統(tǒng)結(jié)合我們實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，虛實(shí)融合實(shí)現(xiàn)雙重體驗(yàn)。

3“虛實(shí)融合”的共享單車三維仿真設(shè)計(jì)與模型制作體驗(yàn)

（1）通過模型制作可以訓(xùn)練學(xué)生根據(jù)不同功能要求，針對不同的共享單車形態(tài)選擇相應(yīng)的材料進(jìn)行制作模型的能力，了解不同材料的特點(diǎn)，不同材料的模型的制作工藝，便于以后在模型制作中進(jìn)行分析與選擇材料和確定工藝。通過模型制作，可以培養(yǎng)學(xué)生分析與解決出現(xiàn)的各種問題的能力，以保證學(xué)生可以通過產(chǎn)品模型真實(shí)反映設(shè)計(jì)構(gòu)思，有利于快速地表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)想，綜合表現(xiàn)產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)和外觀美，并且發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思中的不足之處，進(jìn)而采取合理的方法進(jìn)行修改與完善。

（2）通過模型制作，可以培養(yǎng)學(xué)生全局的設(shè)計(jì)觀念?？梢詫脑O(shè)計(jì)方案構(gòu)思到樣機(jī)展示中所涉及到的共享單車造型、色彩、結(jié)構(gòu)、功能、材料以及工藝等方面有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識。使學(xué)生通過產(chǎn)品模型制作的訓(xùn)練了解設(shè)計(jì)步驟，熟悉設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確地把握設(shè)計(jì)。通過模型制作，可以開拓學(xué)生的思維、培養(yǎng)創(chuàng)新意識以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力。在制作模型過程中，需要學(xué)生能夠鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，并加以靈活運(yùn)用，將所學(xué)知識創(chuàng)造性的運(yùn)用其中，實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)中藝術(shù)與科技的結(jié)合。

（3）通過共享單車模型制作，可以充分鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力及操作能力。在模型制作過程中，學(xué)生可以了解到各種工具具體的使用方法。進(jìn)而可以更好的表現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形態(tài)。

（4）創(chuàng)新之處的思考。代步車和現(xiàn)有產(chǎn)品相比的不同之處，產(chǎn)品的創(chuàng)新點(diǎn)，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中如何體現(xiàn)的？

可折疊，方便收納。掃碼預(yù)定車輛提高現(xiàn)有車輛的利用率，使不會(huì)騎自行車和電動(dòng)車的用戶也可以體驗(yàn)新型代步工具所帶來的便捷，緩解城市交通擁堵壓力?？烧郫B設(shè)計(jì)，車尾部安全防護(hù)裝置;通過APP掃碼騎行，為用戶提供全面的配套的多元化服務(wù);簡潔化設(shè)計(jì)更符合當(dāng)下中青年人群的審美標(biāo)準(zhǔn)和使用習(xí)慣。智慧停車技術(shù)、計(jì)時(shí)收費(fèi)功能、閑時(shí)代步車的查詢與時(shí)間預(yù)估，通過當(dāng)下大數(shù)據(jù)與定位功能得以實(shí)現(xiàn);折疊鎖緊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是代步車的折疊形態(tài)得以實(shí)現(xiàn)，并且其結(jié)構(gòu)中的安全夾好折疊鎖緊扣的配合可以達(dá)到二次上鎖的作用，使得代步車的安全性得以保證。

4“虛實(shí)融合”的雙重體驗(yàn)結(jié)構(gòu)

目前，以計(jì)算科學(xué)為核心的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是多學(xué)科、多方向交叉的新技術(shù)，能夠生成近似真實(shí)環(huán)境視、聽、嗅、觸等感知信息的虛擬環(huán)境。因此，模型設(shè)計(jì)的過程可以用“虛—實(shí)—虛—實(shí)”四個(gè)階段概括，以書本上的理論知識為“虛”，形成平面圖形，然后設(shè)計(jì)并制作基礎(chǔ)的樣機(jī)模型，形成相應(yīng)的“實(shí)”物。利用計(jì)算機(jī)仿真三維建模，設(shè)計(jì)成“虛”擬的概念模型，最后在實(shí)際尺寸測量下完成“實(shí)”際產(chǎn)品。共享單車樣機(jī)的制作與加工工藝是在實(shí)際環(huán)境中搭建一個(gè)虛擬的模型數(shù)據(jù)，通過仿真三維和實(shí)物模型的“虛實(shí)結(jié)合”雙重體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念下的模型樣機(jī)制作。如圖1。

作為一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)師，首先應(yīng)該是一個(gè)優(yōu)秀的技工，學(xué)會(huì)用手思考，只有長期實(shí)物制作體驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中才能做到真正的合情合理。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師應(yīng)該熟練掌握和應(yīng)用二維、三維軟件仿真技術(shù)。在現(xiàn)代的工業(yè)設(shè)計(jì)的專業(yè)教學(xué)中，也需要以實(shí)踐為特色，實(shí)現(xiàn)人才教育與產(chǎn)業(yè)需求接軌。模型制作是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中觸摸、體驗(yàn)、完善設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，是技術(shù)設(shè)計(jì)中將構(gòu)思、圖樣轉(zhuǎn)化為實(shí)物的環(huán)節(jié)。

5總結(jié)

通過共享單車課題研究，對“理論—體驗(yàn)—環(huán)境—評價(jià)”的模型設(shè)計(jì)進(jìn)行建構(gòu)與協(xié)同效應(yīng)研究。關(guān)懷每一位學(xué)生的模型設(shè)計(jì)的最初動(dòng)機(jī)，將多元文化和產(chǎn)品市場價(jià)值結(jié)合起來，持續(xù)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)作的動(dòng)機(jī)，滿足模型制作的需求?；诠餐骄糠▽?jīng)典模型課程的實(shí)踐研究，紙質(zhì)模型和數(shù)字模型的模型方式比較研究;數(shù)字模型引導(dǎo)實(shí)物模型設(shè)計(jì)的指導(dǎo)研究;仿真三維模型與實(shí)物模型的復(fù)雜模型設(shè)計(jì)研究等。根據(jù)模型設(shè)計(jì)體驗(yàn)需求研究，基于師生共同制作模型、教師示范模型樣機(jī)設(shè)計(jì)制作的建設(shè)研究，推行師生之間對比模型設(shè)計(jì)制作體驗(yàn)和仿真三維模型與實(shí)物模型的虛實(shí)融合方案研究。通過典型相關(guān)分析，研究探索仿真三維模型與實(shí)物模型之間的最佳匹配組合，找到模型設(shè)計(jì)“虛實(shí)融合”最佳體驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

未來的制作工藝更加先進(jìn)，制作設(shè)備更智能，借助數(shù)字技術(shù)與電子設(shè)備制作出更逼真模型，數(shù)字技術(shù)與電子設(shè)備是現(xiàn)代模型必備的元素，各種各樣的數(shù)字模型也在商業(yè)活動(dòng)中流行起來，更具科技感的展示方式，讓人們對產(chǎn)品的認(rèn)知更深刻。

備注：課題來源于2020年遼寧科技大學(xué)《“虛實(shí)融合”體驗(yàn)下提升產(chǎn)品模型訓(xùn)練創(chuàng)新教育有效路徑研究》階段成果。