運用信息技術拓展工業設計教學模式的研究

雷 鳴，彭 紅

（武漢科技大學，湖北 武漢 430065）

運用信息技術拓展工業設計教學模式的研究

雷 鳴，彭 紅

（武漢科技大學，湖北 武漢 430065）

現代信息技術已滲透到工業設計教育的各個環節。許多在現實生活中難以體驗的設計內容可以通過計算機來模擬，從而給學生以真實感來促進設計創新。因此，探索運用信息技術變革工業設計的教學方式十分必要。

信息技術；工業設計；教學模式

當今信息技術的爆發式發展給工業設計教育帶來了長遠而深刻的影響。信息科學使工業設計的教育理念、教育行為出現了新的變化。許多授課的新概念、新方法應運而生。教學輔助工具，更需要與工業設計學科特點融合為一體來推進工業設計學科的教育改革。從而提高教育質量，適應現代社會對教育的需求。信息技術增加了學生接觸外界的機會，為學生開啟了知識之門。熟悉電子媒體的學生可以利用網絡了解世上的各種事物，使信息時代學生具有全球意識。由于網絡信息渠道多、流通快，在數字環境熏陶的學生有很強的懷疑精神和創造力。在產品設計的課堂上，要讓學生利用信息技術為人們找出生活中的實物。

一、運用信息技術在產品設計課程中進行人機交互的教學研究

要讓計算機完成指定任務，就需要建立一種平臺能夠與計算機進行交流。人機交互技術（Human-Machine Interaction）是指通過計算機輸入、輸出設備，以有效的方式實現人與計算機對話的技術。人機交互技術是計算機用戶界面設計中的重要內容之一。人機交互界面在我們的生活中隨處可見，如：汽車操作系統、自動取款機、地鐵自動售票系統等。完善的人機界面設計可以使用戶更迅速、更簡便、更舒適地操作機器，也可以使機器功能得到最大的發揮。在過去工業設計的教學課堂上，由于條件限制，人機交互設計只能通過教材口述的方式進行，學生不能親身體驗，進行相關信息化的產品設計不很理想。進入信息時代，學生大量地使用智能化手機、平板電腦、電子游戲機等人機交互頻繁的電子產品，為人機交互設計教學帶來了便捷。在計算機和游戲機上，過時的鼠標和鍵盤點擊的輸入方式現在已逐漸被另一種使用體驗——手指觸控代替。輸入手機、電腦、游戲機的指令都采用屏幕觸控來進行。在交互產品設計課程中，相應的設計問題被提出來讓學生思考。未來的人機交互方式將會是怎樣的呢？如何創造新的人機交互方式？根據這種人機交互方式應該設計出怎樣的產品？親身體驗過人機交互的學生會根據設計要求，思索、想象和創造未來更自然、更友好的人機交互方式，他們追求一種類似人與人之間交流的計算機操縱方式。比如：采用語音識別的方式、肢體動作識別的方式、對用戶面部表情識別的人機交互方式等。然后，再對人機交互技術的相應學科——計算機視覺及多媒體信息處理、模式識別、人工智能等相關領域進行深入研究，并設計相應的交互產品。

二、運用信息技術構建產品設計模型課程的新方式——虛擬模型

過去的產品設計模型課，學生只有用油泥、石膏、ABS板等材料手工制作可以看得見和觸摸的具體實物模型。教師通過實物模型來全方位觀察和評估設計方案。但這樣手工制作模型，耗時長、修改困難、模型精確度低。受材料和加工工藝的影響，一些造型無法做出來，對學生的形態創意思維的限制較大。信息時代的產品設計模型有別于傳統意義上的實物模型。計算機輔助設計促進了工業設計方式的革新。現在學生制作實物模型前，可以用一系列數字化工業設計輔助工具來構建創意產品的模型數字結構。在計算機中用曲面、實體、線框將產品設計構想轉化為三維虛擬模型。然后賦予數字模型以材質、光效，并在一定的場景中渲染來進行產品的仿真演示。數字化模型為學生提供了全新的表達形式，能方便地對構思中的產品各個側面進行修改和評價；對產品的材質、色彩可以快速更換和評估效果；可以在不同的環境中為模型渲染各個角度效果。這樣使師生對產品進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，學生可以打印出產品的三維圖紙，再根據圖紙準確地制作實物模型。這樣的虛擬模型不受時間、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，給學生提供了更廣闊的創意空間。

三、在新產品的設計中，運用信息技術調查產品市場需求以及產品適用人群等

學生建立了設計目標以后，可以通過計算機在互聯網上針對特定環境進行調查設計、收集資料和初步分析：了解是否有同類型的設計已經實現？現有設計的優缺點是什么？產品針對什么樣的使用人群？使用者的心理特點、生活特點和工作特點是什么？等等。他們可以通過問卷調查方式在網絡上直接收集關于設計選題的第一手資料，或者利用互聯網的媒體功能收集二手資料。網絡調查的效率很高，只要建好平臺，自動生成數據庫，再用統計軟件分析整理反饋回來的信息，就可以得出有價值的結論。然后有針對性地進行產品設計。

四、在工業設計課程中引導學生深入研究和運用3D打印技術來生成概念產品，促進制造業發生重大變革

工業設計是綜合性學科，需要不斷地吸收科技的最新成果。當前已經成熟的計算機輔助設計技術使工業設計產生了質的飛躍，未來具有廣泛發展前景的3D打印技術會促進工業設計的又一次飛躍。它通過電子制圖、數據傳輸、激光掃描、材料熔化，按照電子模型圖紙層層重疊成型。3D打印常用于產品制造領域的設計階段，這種技術可以打印精細復雜的產品，減少了工業樣品制作耗時，提高原料和燃料的使用效率，降低生產成本，能夠根據客戶的個性量身定制產品，引領制造業發展的新趨勢。3D打印技術讓工業設計的課程更接近實戰。在產品設計課程中，一些小產品，如手機、音樂播放器、剃須刀等只需要一臺小打印機就可以快速成型。大型的產品也可以按比例縮小成型。學生在電腦屏幕上設計出所要打印概念產品的圖紙，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，旁邊一臺帶有噴嘴的機器，將學生設計的概念產品迅速地打印出來。教師和學生可以面對實物去進行評估和修改，而不需要面對書本和圖紙去夸夸其談地空想。這種技術使工業設計的課堂更加接近生產化，同時培養出大批熟悉3D打印技術的人才，促進該技術的成熟和完善，為中國制造業的變革打下基礎。

五、讓學生利用信息技術環境設計更具親和力的產品

產品設計的親和性成為信息時代產品設計的重要特征。人類進入信息時代，新的生活方式和新的文化背景影響著人們對產品的需求。人們除了通過信息技術為自己量身定做產品以外，還可以無休止地選擇產品，只要輕按鼠標，就能隨時改變心意。因此，個性化、親和力強的產品常常受到青睞。產品是通過形態、結構、色彩、材質等設計語言傳達給大眾的。學生在信息時代的產品設計中，采用多色彩的造型組合方式，半透明時尚感、卡通化的生活用品，金屬質感的電子產品，便捷化的電腦產品等方式以及個性化的生活空間，寵物化的個人產品，頗具兒童化的時尚用品，返璞歸真等親和性因素，不僅僅表現為柔和的色彩與擬人化的外形設計，同時還體現著一種特有的功能實現。它將滿足信息時代的特征與消費觀念，從而使親和性的功能與造型結合在一起，真正滿足信息時代的需要。具有親和力的產品設計將成為網絡時尚的擴展方向。以計算機為代表的信息技術開辟了工業設計教學的嶄新領域。信息技術提供形象直觀的交互式學習環境使學生獲得更大的視野、更多的設計信息和創意思維。信息技術的優勢必須融入到工業設計學科特色中來，才能真正服務于學生，推動中國工業設計教育的發展！

[1]人機交互技術，人機交互技術概況[DB/OL].百度百科.

[2]改造效果評價，3D打印機——制造業發展新趨勢[DB/OL].中國科技網.

G642.0

A

1674-9324（2014）01-0066-02

湖北省教育科學“十二五”規劃2011年度課題成果（2011B448）。

雷鳴，男，武漢科技大學講師，研究領域：工業設計，環境藝術；彭紅（1965-），女，武漢科技大學教授，研究領域：服裝設計。