基于機械傳動原理的產品造型基礎課程教學改革研究

［摘 要］造型基礎是“設計的基礎”，是設計師必須掌握的設計思維方法和處理產品造型中各方面問題需要的基本能力。現在大多數設計院校中的基礎造型訓練課程，都要學習“三大構成”，有些設計院校甚至將“三大構成”作為所有設計專業的基礎。然而社會發展到現在，產品設計的基礎教育，特別是單純的形態研究方式和手段，已經無法滿足現代設計所要面對的復雜情景需要。設計類專業的學生學習造型時通常對物體的外在造型比較關注，而對內部的機械機構十分陌生，這不利于后期課程的學習，也不適用于現今時代的發展。因此，需要將機械傳動的相關知識點融入產品造型基礎課程中，使其與其他專業的造型基礎課程內容區分開來，從而提升設計類專業學生的造型能力。文章以造型基礎2（傳動）課程為例，從課程現狀、課程目前存在問題和改革實踐過程幾個方面論述課程的教學開展。

［關鍵詞］機械傳動；造型基礎；產品設計；教學改革

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）22-0048-05

產品造型是一個綜合性的設計過程，需要考慮產品的外觀特征、線條、色彩、比例、材質、工藝和肌理等方面。一個好的產品造型設計可以讓產品更加吸引消費者、提升產品的價值感和品質感，因此產品造型基礎課程是許多高校設計、繪畫類專業的必修課程。

一、產品造型基礎課程概述

（一）傳統的產品造型基礎課程

早期的基礎設計教育，幾乎都是以傳統圖案作為設計基礎的訓練內容。但是，傳統圖案往往在造型形態的空間處理、造型材料的運用、制作工藝的選擇等方面存在無法克服的缺憾，這就決定了在傳統圖案基礎上進行的現代造型基礎能力訓練有著一定的弊端。現代工業設計思考的問題和實現設計的手段已經發生了巨大的變化，傳統的產品設計基礎教育所訓練的單純的形態研究方式和手段，已經無法滿足現代設計所要面對的復雜情景需要。

（二）產品造型基礎課程與產品設計專業的關系

造型基礎是“設計的基礎”，是設計師必須掌握的設計思維方法和處理產品造型中各方面問題需要的基本能力。造型基礎強調造型的過程與形成結果的關系，是以構成為基礎，綜合心理學、材料學、物理學、結構原理等諸多學科而形成的設計原理，是對形態、材料和結構進行的一種組合[1]。通過學習產品造型基礎課程，學生要能掌握形態、材料、力學、結構等要素并學習有序地組織這些要素的方法，從而培養審美素養，提高對產品美學的把握能力。同時，產品造型基礎課程也是培養學生產品設計思維和設計能力的主要手段，這與產品設計專業密切相關，是通向專業設計課程的橋梁，為學生成為優秀的產品設計師打下堅實的基礎。

（三）機械傳動原理融入造型基礎的重要性

我們生活的世界中許多物體都不是靜止不動的，而是時刻都發生著運動，大自然中的自然物是這樣（如植物的生根、發芽、開花、結果等和動物的成長、覓食等），人造物體也是如此，其往往不是靜止的單純結構個體，而是由多個構件構成的具有運動功能的造型系統。造型既包括靜態的力學結構，同時也包括動態的造型系統。物體的運動是通過一定的方式實現的，人們為了更好地理解它們和有效地利用它們，將這些運動構造簡化和抽象，歸納為桿傳動、凸輪傳動、軸傳動、齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動、氣壓傳動等機械傳動原理。這些傳動原理可以實現不同的運動形式和運動效果，是構成產品造型的要素和實現產品運動的基礎。產品設計專業的學生學習產品造型基礎課程，要關注造型中的機械傳動原理，從而更好地理解產品的運作方式，為后續設計合理的產品傳動結構，從而創造出更具創意性和實用性的產品打好基礎。

二、課程現狀分析

（一）課程教學目標

造型基礎2（傳動）課程著重培養學生對于機械傳動認識和交流表達的能力，通過講授、拆解等手段，強化學生對于機械傳動的認識和對動力、傳動、功能、審美關系的理解；訓練學生與相關人員交流表達的能力，培養學生的自主學習、獨立思考、積極交流的習慣，樹立學生克服困難、勇于實踐的信心。

（二）目前課程存在問題

1.課題案例單一使得部分學生對機械傳動興趣不高

造型基礎2（傳動）課程教學要引導學生自主學習“動”的基本知識和形式，能夠主動觀察生活中的機械傳動現象，分析傳動原理，再將掌握的傳動原理運用于設計實踐當中。但在實際授課中發現，由于列舉案例單一化，部分學生難以對傳動結構產生興趣。以拆解玩具案例為例，其雖符合學生生活背景，但在實際操作中由于學生自主學習能力的差別，部分學生對玩具的種類篩選不夠認真，出現了許多選擇運動方式簡單、結構單一的玩具，甚至多名學生選擇同樣玩具的現象，從而使得學生認知的單向性和程序化，以至于學生難以將機械傳動與生活產品相聯系，在后續課題環節中缺失了創造熱情。

2.部分學生基礎知識學習不扎實，缺少深入研究能力

課程在基礎性結構學習部分集中講解常見傳動原理，再由學生根據所學的傳動原理發揮自主創新意識設計方案，進而動手完成設計作品。這樣的教學方式雖對學生的自主性和創新性的發揮提供了很大空間，但由于部分學生基礎知識學習不扎實，加之學生自主學習的能力具有差異，使得一些能力較弱的學生雖然能夠動手完成課題內容，但仍然停留于傳動原理單一且結構關聯不高的課題，難以應對復雜的產品結構和生活場景，缺少深入研究和完成復雜性傳動原理結構作品的能力。

3.部分課程成果質量不高，缺乏課程特色和應用價值

由于一些學生對傳動基礎的掌握不扎實，在完成課程作品時選擇較簡單的傳動原理，因此部分課程成果質量不高，出現作品結構單一、運動簡單、復制度較高等現象。課程由玩具制作作為切入點進行機械傳動原理和造型基礎教學。好看又好玩的傳動玩具本身具有很大的市場需求，課程作品如能夠洞察地方特色和市場需求，是具有市場價值和應用價值的。但現在部分課程作品缺乏特色，且與地方元素結合度低，難以與社會對接，也使得學生的學習僅停留于學習原理知識階段。

三、基于機械傳動原理的產品造型基礎課程教學改革實踐過程

（一）調整授課方式，設置多樣性課題

課程的教學目標是加深學生對機械傳動的理解，從傳動原理和造型構造兩個角度訓練學生運用造型語言表達傳動特性的能力。根據學生的基礎情況分析，在授課方式方面，在前期的基礎理論部分應以教師的講授為主，學生自主學習為輔，主要調動學生觀察事物的熱情；在學生能夠掌握幾種常見機械傳動原理之后，在后期課題中以學生自主學習和操作為主，教師指導為輔。以案例分析作為導入形式（如表1），引起學生對周邊事物或產品的觀察興趣，如烏克蘭木制玩具品牌UGEARS的產品案例。UGEARS最特別的地方，就是每一款模型組裝完成后都是可動的，不需要電池，以橡皮筋作為動力源，幾十到幾百個零件通過榫卯結構、連桿傳動、齒輪精密嚙合，使得這些原本沒有生機的靜態模型動起來。通過邊動手拼裝邊講解產品傳動原理和造型原理的方式，首先讓學生對機械傳動產生興趣，再以此為基礎向學生展示其他學科的知識與機械傳動融合的相關案例，讓學生對機械傳動的原理和應用有初步了解，拓寬學生的視野。其次，以案例調研報告的方式讓學生觀察生活中的傳動原理，如以滴漏式咖啡壺和壓力式咖啡壺的結構原理和造型作為案例，讓學生明白就算采用相同的工作原理，只要改變部件的相對排列形式和尺度比例，就可以獲得多種很不相同的造型風格。又如以臺燈的各種調節機構為例，讓學生了解不同的結構和材料使同類的產品呈現不同的運動和造型的形式。以此作為引例讓學生找到產品、設施或玩具的一件實物（如：可調節或可折疊的椅子及各類家具、推車或座椅、燈具及其支架、手動裝訂機等各類辦公用具，以及回轉類、行走類玩具等），對其內外結構進行仔細觀察分析，以拍攝拆解過程的方式了解其結構和傳動方式，最后完成《產品結構的觀察分析》書面報告。教師根據學生選擇的產品和報告中的問題，進一步講解其運動方式和原理。最后，學生根據了解到的原理繼續尋找生活中類似的產品，再進行自主拆解，從而體驗運動現象背后的傳動原理與零件的裝配關系，進而鞏固課堂學習的內容，完成自我探索的過程。通過多樣性的案例讓學生了解生活中各類各樣產品中的傳動原理，讓學生對機械傳動原理產生興趣，對身邊產品產生觀察欲，消除對機械傳動原理的畏懼心理，達成課題設置的目標。

（二）合理調整課題訓練內容

課題制的教學過程能夠改變傳統的授課形式，激發學生學習的熱情，培養學生解決問題、獨立思考的能力。課題內容的合理性會影響課程結果的達成度。將原來的大課題分為幾個小課題，在傳動基礎部分，將常見的傳動原理單獨列為小課題（如表2），學生在每個小課題中學習一種傳動原理，再根據該原理設計一款產品或玩具。如在凸輪傳動原理課題中，由于不同的凸輪形狀會呈現不同的運動幅度，因此要求學生根據不同形狀凸輪制作運動模型，讓學生體會不同凸輪形狀所呈現的方位轉換，再讓學生根據該原理制作產品（如可張嘴的動物、可開合的箱子、可起伏的漣漪等）體會原理要點；又如平行四桿傳動原理課題，由于該原理運動形式多樣，能實現多種運動規律和軌跡，因此可要求學生制作行走類產品，理解知識重點。通過一系列動手實踐，讓學生對各類傳動原理有具象的體驗。各部分的結構原理可以根據學生興趣點，師生商討敲定具體學習的傳動原理模塊，重點在于讓學生能夠真正體會傳動原理并能夠完成產品制作，以此將基礎打牢，達到授課目的。在學習產品結構圖紙部分，以日用品為切入點，讓學生觀察生活和工作中常見產品的結構，如小小的一把壁紙刀，使用簡便、輕巧、攜帶安全，無須刃磨卻能夠隨時獲得鋒利的刃口，而合理的結構設計正是它成功的基礎。讓學生搜集身邊的日用品（如各類壁紙刀、伸縮式圓珠筆、針管筆、各類門鎖、各類開關等），將其拆解并分析結構，繪制其結構圖和爆炸圖，從而學習圖紙的繪制，以此發掘學生弄清楚問題的好奇心、增強學生的形象思維和鉆研結構圖例的能力，為今后的學習奠定基礎。

（三）增強課程特色，發揮文化資源優勢

原有課題是開放性的，以學生自主選擇為主，要求學生能夠完成一個具有動態形式的玩具，但課程結構導致其同質化較為嚴重，缺少對傳動結構和造型的創新。對此，可要求學生將課題與地域文化特色相結合設計主題產品或玩具。地域文化特色對專業的設置和教學內容都有很深的影響，不僅能體現地方專業的特色，還能促使教育教學的個性化。課題可設計為以校園文化印象和地方特色等為主題的產品或玩具設計，學生可根據情況自主選擇主題。這樣可在有限的實踐教學中，引導學生挖掘地方文化特色，以觀察的心審視生活、提煉造型元素，合理有效地培養學生的理論應用能力和實踐動手能力。這樣一方面增強了課程的特色，使枯燥的機械傳動原理具有設計內涵；另一方面也使文化特色通過傳動原理和造型方法具有美學特性和傳播性，推動地方文化的傳播。

四、結語

通過將機械傳動的相關知識點融入產品造型基礎課程中，使其與其他專業的造型基礎課程內容區分開來，讓產品設計專業學生能夠分析和理解復雜造型系統中的傳動原理，了解物體的運動與傳動原理的關系，從中體會運動的原理和動力、傳動、功能、審美之間的關系，并學會運用恰當的傳動原理去解決實際的問題。造型基礎課程進行的教學改革，運用實訓的方式鞏固了理論基礎，同時與地方特色相結合，讓學生深入了解地方文化，培養其綜合設計能力和實際操作技能，為其成為優秀的產品設計師打下堅實的基礎。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 張亮，劉慶梅，張嵐，等.設計類專業造型基礎課程教學改革研究與實踐：以《創意與造型基礎》課程為例[J].美術文獻，2022（8）：113-115.

[2] 韓麗麗.重構與拓展：藝術設計專業“造型基礎”課程構建[J].滁州學院學報，2022，24（4）：131-136.

[3] 黃詩智.《造型設計基礎》課程項目化教學改革研究[J].工業設計，2020（12）：44-45.

[4] 孫玲玲，詹學軍.新時代設計造型基礎課程教學改革的思考[J].滁州學院學報，2020，22（1）：119-123.

[5] 陳靜，曾晨曦.基于“三趣、三有、三融合”的課程思政教學改革與實踐：以造型基礎課程為例[J].美術教育研究，2023（7）：59-61.

［責任編輯：雷 艷］