基于產品設計數字化表現課程群建設的設計素描教學探究

鄭伯森 董婉婷 孔毅

摘 要：隨著工業4.0時的到來，數字化正在影響生活和學習的各個方面，也必然對課程的發展起到了技術引導的作業。通過研究了課程、課程群與課程體系三者的關系，提出了產品設計數字化表現課程群的結構關系。在基于產品設計數字化表現課程群建設的大背景下，得出了設計素描教學由三個模塊構成：模塊一是石膏幾何體寫生及分割與組合訓練;模塊二是日常用品、工具類寫生;描模塊三是產品爆炸圖表現。把數字化技術手段潛移默化的融入設計素描的教學中，將為后續的課程打下更加堅實的基礎，也是時代賦予我們教學改革的一個必須過程。

關鍵詞：產品設計數字化;數字化表現;設計素描教學

2015年，國務院公布了《中國制造2025》的制造強國文件。就是這版中的“工業4.0”規劃，把中國制造強國建設分為三個十年的“三步走”戰略。在網絡化、智能化突飛猛進的工業4.0時代，全球經濟推進到第四次大發展洪流之中，工業化生產的科技含量和智能化水平將飛速發展。從而使社會的生產方式和服務模式會發生質的變革。在這機遇和挑戰面前，中國社會經濟的高端化跨越發展必將引領時代發展潮流。

因此在數字化時代，尤其是在傳媒領域通過計算機存儲、處理和傳播的信息得到了最大速度的推廣和傳播。這種數字技術已經成為了當代各類傳媒的核心技術和普遍技術。未來社會的方方面面將都會利用數字化產生的特點技術應用于我們生活的各個角落，更是一個普及化的時代過程。

一、產品設計數字化表現概述

產品設計的數字化顧名思義就是用數字化的技術來設計產品，數字化是一種純技術的轉換與使用過程，是將巨多變量的信息轉變為可以衡量的數字、數據等等，再將這些數字、數據創立或建立起適合的數字技術模型。用三維數字化進行設計，不僅能使設計對象的任何形狀可以直接顯示，而且被賦予數字特征的物理屬性通過三維模型更可為后來的實體產品進行的設計分析、驗證、效法與仿真的過程。

數字化產品的設計與開發重點包括四個部分。第一是產品的數字化產物形體建模，它又包含產品的幾何信息和非幾何信息。第二是數字化產品的各個部件拆開分析，用數字化裝配的方式，在產品數字化的根本上就利用計算機技術模擬真實產品的裝配歷程。第三是數字化仿真分析，仿真分析也就是通過對系統的數學模型進行研究，根據模型設計系統中變量的變革，得到系統輸出變量特性的仿真成果。第四是數字化加工。采取計算機模型現實加工時的行程和軌跡，對產品在設計階段進行加工性考慮。

二、課程、課程群、課程體系基本內涵

（一）課程的定義

課程作為基礎單元，是教和學彼此的中介和紐帶。一方面連接著教育目的和培養方針;另一方面連接著學習的方法、過程、感受等。有怎樣的課程及其內容就決定著對應的教學樣式和方法。課程就是為有目的學習而設計的內容，包括了學科研制、學科標準、學科管理以及學科評價。靳玉樂曾說過：“課程作為學校教育--的重要組成部，作為實現教學目標的主要手段和媒介，其本質內涵是指在學校教育的環境中，旨在使學生獲得促進其身心全面發展的教育性經驗體系?！闭n程的本體價值是育人，課程在本質上主要圍繞教育性經經和計劃這兩個關鍵要素而展開，知識與技藝、過程與方法、立場情感與價值觀是對于課程的基本要求。

課程還具有五大特點：客體性、目的性、經驗性、教育性和計劃性。課程是實現育人目標的基石。因此，課程應在學院（教學）環境中對學習者具有教育意義和作用，并且由專門的機構依據教育的系統、層次及學習者特點，設計出成體系、有計劃的知識經驗。

（二）課程群內涵

課程群是指為完善學習者的素質構造，圍繞相同課程或研究正題，將與該課程或研究正題所具備的邏輯聯系的眾多課程，在知識、方法、問題等方面進入全新規劃、整合構建成的有機的學科系統。課程群構建是以學習者為培養為干線、以科目的邏輯關聯為紐帶、以教師團隊合作為支撐、以內容效益為核心、以深化教學改革為動力的新型學科建設模式。

所謂課程群就是由內容上有內在邏輯關系、相輔相成和互溶滲透的幾門系列學科組合而成的有機整體。使各門課程和諧發展，共同進步，協同作用，通過發揮整體效益，達成最佳效果，從而使全部教學質量得到提高。為完善相同施教對象的知識體系，而將本專業或跨專業學習者培養方案中眾多門在知識、方法性，問題等各方面有邏輯關聯的科目加強整合，而形成的課程系統。

（三）課程體系的概念

課程體系就是指相同專業不同科目門類按照門類順序排列，是教學的所有內容和進程總數。科目門類排位次序決定了學習者通過合理的學習過程將取優化的知識構造。課程體系是育人活動的重要組成，是培養方針的具體化和依托單元，更是培養方針實施的計劃方案。課程體系首要先由特定的課程觀、學科目標學科內容、學科結構和學科活動方法所構成，其中課程觀起著支配作用。

“體系”即根據教育宗旨和教育目標制訂總體課程計劃。課程體系指在一定的價值掛念引導下，將課程的各個組成因子加以合理化的排列組合。使各個學科成分在動態過程中同一針對課程體系方針貫徹的系統。通過基礎設計素描能力的提升，學生可以具備良好的設計造型能力、快速形態認知能力和形體表達能力;在應對挑戰性設計問題時，學生可以利用分析能力和實驗能力對設計進行推想和研發;同時，隨著審美能力的提高，學生可以更加熟練地掌握空間。

（四）三者之間的關系

課程、課程群、課程體系三者的關系既有共同點又有不同點。首先，共同點主要是社會需要的是學科選擇、課程群選擇、學科體系選擇和接受技術成效的重要準則。它制約著三者的發展速度和方向?？萍嫉倪M步教育本身的發展，政治、文化、哲學等。也對三者的發展有一定的影響。而差異點主要是來源于學科內容的發展變化由知識的本源控制。人們在多種社會實踐活動中累積和成長起來的知識經驗是學院科目的首要來源。也是課程改革與發展的重要前提。課程體系內容的發展變革由知識的組合決定，差異的知識進行合理有機的構成。課程體系重點在于同一性和普適性。學科結構內容的成長變化，由知識的目的決定，根據差異學生差異學校，有針對性的進行知識的整合。是課程群建設構成的重要依據。

從課程的角度去考慮單個課程的教學，它是一種點狀的教學思維模式。從課程群的角度去考慮單個課程的教學，它是一種線性的教學思維模式，從課程體系的角度去思考課程的教學，這是一種面狀的系統的教學思維模式。

三、產品設計數字化表現課程群結構

（一）產品設計教學三大模塊

產品設計教學的三大模塊。第一階段是基礎課程時期需要解決的造型設計方面，包含了設計素描、產品設計的草圖表現、計算機輔助設計以及產品模型的制作與相關材料工藝。第二階段主要解決設計理論修養方面，教學課程包含了設計史論研究、設計大師研究以及設計企業研究，在這個階段重點提升產品設計理論方面的研究。第三階段則是將造型和理論時期的內容結合來進行設計實踐，重點研究用戶以及不同產品類別的專題研究。

（二）數字化表現課程群模塊

在數字化時代工業產品設計需要創新，為了達到創新目標，通常要捕捉設計靈感。而設計靈感的捕捉通常需要借助設計工具。數字化工具作為一種新時期的技術工具扮演越來越重要的角色。也就是我們常說的運用計算機將我們生活中的信息轉換從無到有的過程，將信息范圍的數字技術向大眾生活各個方面全盤促進的過程。

數字化表現課程群從內容和難度上層層遞進，培養學生的綜合能力、加強理論認識設置系列課程群，從而培養符合社會需求的創新型人才。

（三）數字化表現課程群各課程之間的關系

產品設計的專業科目由四個部分由簡入深的進行，從基礎結構透視的《結構素描》課程到手繪+數字繪圖軟件相結合的《產品表現技法》課程，再到軟件表現的《計算輔助設計》課程，以及最后獨立完成設計《專題研究》-數字化表現應用實踐（圖1）。通過循循漸進的課程深入，以及課程群體的關聯性與互補性、專業性與創新性、結構合理性與系統整合性、示覺性與可持續性。根據學習者的認知規律和能力培養，規律科學合理地將相同學科或差異化學科的相關而又有互補性的學科，按照特定科目框架進行整合，形成富有專業特性的數字化表現新課程系統。

四、產品設計數字化表現課程群建設下的設計素描教學思路

產品設計數字化表現課程群建設下的設計素描教學思路主要是通過素描，認識自然、認識產品、體會設計。設計素描的技法主要根據構造規律去刻畫物體，從而達到認識形態、理解形態、掌握形態組合內在規律的目的。這種研究造型結構的組織規律和觀察三維空間的狀態手法，培養了設計師觀察、了解和表現物體造型的基本能力。

（一）設計素描模塊一：石膏幾何體寫生及分割與組合訓練

石膏幾何體寫生及分割與組合訓練的目的主要是改變觀察方法，并且建立透明觀察法，看透物體的形態結構。在傳統的素描教學中著重整體觀察，即“整體—局部—整體”的觀察方式。然而，在設計素描的透視訓練中常見問題主要是圓柱體截面與中軸線的透視關系，不同位置剖面的面積關系。基本呈現方法訓練用以線條為首要，明暗關系為輔助。以形體為主，質感為輔。關注輪廓線、結構線、剖面線、輔助線的主次、疏密、虛實、粗細等關系。設計素描更重視觀察和思考的過程，強調對物體形體結構采用多維度的、動態的觀察方法，即多視點、多角度、多維度式的觀察。石膏幾何體寫生及分割與組合訓練也為產品設計表現、計算機輔助設計打下基礎，對應數字化產品形體建模能力的培養。更好地服務于產品專題設計研究。

（二）設計素描模塊二：日常用品、工具類寫生

通過對日常用品或工具類的寫生樹立形體組合概念，形是物體從某一個角度的投射，是一個二維的概念，體是物體在空間中占據的三維體量，形和體是不能分割的整體。根據角度和視點的不同，人們觀察到的物體的外部形體有著很大的差別。

針對日常用品、工具類的寫生其主要表現手法為1：穿插式組合，主要是由兩個以上（一般不宜太多）基本型相接或相插形成新形態，相接或相插時注意兩形之間的邏輯性和自然性，另外要有主附之分。2：基本型相減缺是指一個基本型（主體）被另一個假象基本型相切割、減缺的造型方式。3：形態元素相加、積聚——加法：事物逐漸聚集由一個基本型和假象另一個（往往是片狀或類似生、植物的自然剖面狀態）基本型相包合或包裹、抱箍的造型思維方式，其呈現效果有相嵌和相剖開等意象。

通過對物體的寫生培養產品形體的幾種造型能力，仿生造型能力，通過對模仿汲取動、植物的形態、動勢、功能、結構或某種狀態來進行有機造型或狀態的造型方式?；拘巫冃危饕怯梢粋€基本形體根據一定的邏輯外力（壓、拉、擰等）或內力發展形成有機的發展變形造型方式手段。簡化還原能力，通過分析、簡化造型來發覺繁雜表層下的基本結構特征。

同時，先分析、再簡化造型的方法更可以幫助學生將繁雜的物體轉化為易于理解的簡單造型。通過研究物體的各部分是如何連接的，它的不同細節是什么，最終達到歸納出組成它的最基本造型。

在設計素描的繪畫中要培養學生的中軸線與形體剖面線對產品形體的建構意識，以及結構線意識—剖面線和分模線意識和UI產品三維空間的意識塑造，從而打下良好的造型塑造基礎，為后期的產品設計表現、計算機輔助設計打下基礎，對應數字化產品形體建模能力的培養。

（三）設計素描模塊三：產品爆炸圖表現

產品爆炸圖是指產品的立體裝配圖。特別需要學生首先會拆分產品，并按照一定的流程方法演繹其裝配過程。該階段通過對產品構建意識的培養，對模塊化意識，形體組合意識以及部件裝配意識的表現培養學生對于產品部件之間的邏輯關系以及產品部件與產品整體形體的關系。學生在完全熟悉產品內部構造裝配相互聯系的基礎上，能清晰得表現其裝配順序、構件特點，并要求各組成構件及整體透視關系準確統一、形態材質表達完整。這種學習過程有助于提升學生對于畫面的整體把控能力、提高對產品構造的深度理解力，最重要的是大幅提高對多種物體穿插組合的透視系統掌握能力。為產品設計表現、計算機輔助設計打下了堅實的基礎，能應對數字化產品部件裝配分析能力的培養，更好地服務于產品專題設計研究。

五、結語

數字化表現課程群建設的設計素描教學，作為設計的基礎，是為設計服務的，在教學內容與方法上與傳統素描既有密不可分的聯系，又有所區別。設計素描課程作為產品設計專業的一年級基礎課程，也是引導學生從繪畫思維到設計思維轉變的過渡與銜接課程。相較于學生在高中時期已掌握的偏向繪畫屬性的傳統素描，設計素描更強調為設計服務的特點。而且在教學內容與教學方法上，設計素描與傳統素描有著較大的差別：傳統素描以再現客觀對象的具象表現能力為訓練目標;而設計素描以主觀創造抽象形態的表現能力為訓練目標。文章探索設計素描的教學方法，通過設計素描的三大模塊，由簡入深的從繪畫思維到設計思維的轉變展開討論，對應數字化產品形體建模能力的培養，鍛煉分析問題和處理問題的能力，同時提升跨學科的合作能力、跨文化的交流能力、自主學習的能力更好地服務于產品專題設計研究。

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