產品設計材料與加工工藝課程教學的思考

摘 要：在產品設計材料與加工工藝課程中，筆者明確了設計思想意識、材料工藝知識以及設計應用能力的三位一體教學目標。為了落實上述目標，筆者選擇了合適的教學內容，了解常用的以及有關新材料工藝的科學性及藝術性兩方面的知識，學習為產品設計合理選材的方法和程序，對材料進行實驗和創造性應用。接著，筆者對教學內容中的陳述性知識和程序性知識，應用了不同的教學途徑和方法，探索了課堂講授分享、實驗室輔助教學、外出考察、拆分產品、案例分析、選材實案操作、產品設計與制作實操等多樣化的途徑和方法。

關鍵詞：產品設計;材料;工藝;教學

0 前言

我們生活在一個由材料構成的產品世界里，材料是產品的物質基礎，工藝是生成產品的技術條件，一個好的產品應有著優良的材料和合理的工藝表現。“產品設計材料與加工工藝”是工業設計專業大學二年級開設的一門理論和實踐并重、技術和藝術兼容的專業基礎課程，學習這門課程將為后期設計專業課程的學習奠定基礎。在五年的教學實踐中，筆者不斷思考如何上好這門課，也根據實際教學情況不斷調整、修正課程設計，以期達到預想的目標。

1 為什么學？——產品設計材料與加工工藝教學的目標

材料是構成有用構件、器物或物品的物質;工藝指材料的成型工藝、加工工藝以及表面處理工藝，是人們認識、利用和改造材料的技術手段。人類通過對材料和工藝的不斷發現、利用和創造，制造了產品和工具，營造了適合自身生存發展的物化空間，也不斷更新著自身的生活方式。

工業設計專業本科的“產品設計材料與加工工藝”課程旨在落實設計思想意識、材料工藝知識以及設計應用能力的三位一體教學目標，讓學生正確認識材料與設計的關系，建立材料和工藝的思維方式，將材料的選擇和加工過程考慮為設計過程中的基礎和重要因素。學生掌握的材料與工藝知識，既要在知識性、學術性上得到合理的體現，學生更應該從實際的設計應用角度來認識相關的材料與工藝知識。筆者認為不能將產品設計材料與加工工藝課程僅當作是知識的傳授，更重要的是應該培養學生對材料與工藝知識的自我學習，提升其自我培養能力，最終在設計實踐中靈活運用材料及工藝知識，真正做到學以致用。總之，培養學生在設計中合理并創造性地運用材料和工藝的能力是該課程的總體目標。

2 學什么？——產品設計材料與加工工藝教學的主要內容

教學內容的選擇與組織以及教學過程的設計，要緊緊圍繞教學目標進行。從學生的原有水平達到上述教學目標，應該分析所需要的從屬知識和技能，并確定它們之間的層次關系。

學生對產品材料與工藝的了解僅限于生活經驗層面，需要讓學生從設計應用角度認識相關的材料與工藝知識。設計是科學與藝術的融合，二者缺一不可，因此從產品設計的角度認識材料與工藝，需要了解產品設計材料、工藝的科學性和藝術性兩方面。關于材料的種類，學生既要熟悉常用材料和工藝，也要認識新材料工藝。雖然產品材料和工藝種類繁多，但在大多數的產品設計中，只需要用一部分材料，熟悉這些常用材料和工藝，為將來設計出使用功效好、技術性能高、款式新穎的產品打下基礎。另外，新材料的認識也是其中一方面的教學內容。新材料包括研究中的材料、商業化早期的材料、其他用途的材料等，對這些新材料和工藝的應用將可能產生潛在的創新方案。要利用新材料和工藝創新產品，首先要建立相關意識和習慣，了解新材料和技術發布的途徑，分析新材料工藝潛在的使用方式。

設計應用層面的教學內容可以分解為兩部分。一是在實際設計中為產品選擇合適的材料和工藝，二是對材料和工藝的實驗性探索和創造性應用。合理的選材體現為材料工藝與設計要求的匹配程度，既要實現材料屬性與設計技術要求之間的合理匹配，也要建立材料藝術與設計美學之間的聯系。材料是產品設計的物質基礎，要實現設計目的，選用材料的性能特點及加工工藝與設計要求應一致。因此，有關選材能力的培養，除了對材料工藝知識層面的理解之外，還要學習設計選材的方法、流程和基本原則。另外，學生也應學習使用材料數字庫和產品數字庫，因為材料是無窮盡的，一個設計師不可能掌握所有的材料工藝知識，而利用數字庫來選材是一個非常有效的應用能力。材料和工藝的實驗性探索的教學內容中，需挖掘材料的無限可能，讓材料以全新面貌得到應用，從而創新產品。因此，需要培養學生的實驗精神，了解實驗的過程和基本環節，并有意識、有目的地去實驗，探尋新的可能性。

3 怎么學？——產品設計材料與加工工藝教學的主要途徑和方法

產品設計材料與加工工藝課程的教學內容有材料工藝知識、方法、操作性技能等方面，既有陳述性知識，也包含程序性知識，因此我們應該運用多種途徑來完成教學內容，以達到既定的教學目標。首先我們要探索材料和工藝，感受生活中的材料，懂他、了解他，正確運用材料，將知道的材料與工藝正確地運用到自己的設計中，最后創造性地用最原始的東西與時代接軌，打造新的東西。以下為筆者在教學中所嘗試的多種教學途徑和方法：

第一，通過熟讀教材以及課堂知識點講授，讓學生初步了解各類常用材料與工藝的知識。

第二，通過學校材料實驗室和產品展示室輔助知識點教學。若無實驗條件，則通過觀看材料及產品加工視頻、參觀實驗室、考察材料市場和商場超市，進一步了解各類材料和工藝知識。

第三，通過拆分產品和集體分析討論，進一步認識產品中的各種材料、工藝和結構。先讓學生自由選擇由多部件構成的產品（不限材料），然后錄制拆分過程視頻，并要求學生在拆分過程中口頭陳述產品的功能、材料、結構和工藝的相關分析。教師觀看完所有提交的視頻后，選擇一些有代表性的產品（兼具多種材料、多種功能、多種結構、多種工藝），讓學生帶到課堂上現場演示一遍，教師指出其中的問題，并給予評價。

第四，課堂上介紹一些新材料及相關應用，推薦一些捕捉新材料和工藝信息的途徑，要求學生定期了解新的材料與工藝，尋求在產品設計中的實現可能性。

第五，通過多個實際設計選材案例的分析，讓學生理解設計過程中選擇材料和工藝的多種方法和流程以及它們的綜合運用方法。

第六，課堂上介紹材料數字庫和產品數字庫的價值和基本使用方法。

第七，讓學生為自己設計的產品選擇材料，在實踐的過程中獲得合理選材的能力。

第八，通過對材料和工藝進行實驗性探索，挖掘材料與工藝更多的可能性，并將其應用在產品創新上，進一步探索材料與工藝。

第九，通過多種方法有意識地獲得各類材料與工藝的相關知識，建立自己的材料與工藝經驗庫。

第十，通過不限材料的主題首飾設計與制作，進一步理解材料、感受工藝。

這幾種教學途徑由淺入深，層層遞進，從探索到運用再到創造，穿插在整個教學過程中。

4 結語

從教學目標的明確，到教學內容的選擇和教學途徑、方法的探索，能夠有效地將目標落到實處。筆者在五年的產品設計材料與加工工藝的教學實踐中，不斷總結、反思和修正，以促進學生的發展，增強課堂教學的有效性，但目前仍然有相關問題亟待解決。筆者之前認為傳統的教師課堂講授形式不能拋棄，只能在時間上壓縮，但在實際講授課堂知識點時，學生態度不積極，學習效果差，因此筆者考慮在下次的課堂知識點講授環節讓學生充當教學的主體，在導學提綱的指導下通過自主學習、小組討論來備課，再到課堂授課、其他同學評價，最后由教師補充知識點。總之，要提高教學質量、增強課堂教學有效性，就要在實踐中不斷分析、總結、創新，找到更多、更好的有效教學途徑和方法，同時，教師要堅持不斷地更新教育教學觀念及教學內容，提高自身的基本素質和教學水平，才能更好地吸引學生，更好地提高課堂教學效率。

參考文獻：

[1] 邁克·阿什比，卡拉·約翰遜（英）.材料與設計——產品設計中材料選擇的藝術與科學[M].中國建筑工業出版社，2010.

[2] P.S.Ramalhete，A.M.R.Senos，C.Aguiar . Digital tools for material selection in product design[J]. Materials&Design，2010，31（5）：2275-2287.

[3] 張錫.設計材料與加工工藝（第二版）[M].北京：化學工業出版社，2010.

作者簡介：鄧櫻（1983—），女，湖南郴州人，碩士，講師，清華大學訪問學者，主要從事家居產品設計理論與設計實踐。