运用信息技术拓展工业设计教学模式的研究

雷 鸣，彭 红

（武汉科技大学，湖北 武汉 430065）

运用信息技术拓展工业设计教学模式的研究

雷 鸣，彭 红

（武汉科技大学，湖北 武汉 430065）

现代信息技术已渗透到工业设计教育的各个环节。许多在现实生活中难以体验的设计内容可以通过计算机来模拟，从而给学生以真实感来促进设计创新。因此，探索运用信息技术变革工业设计的教学方式十分必要。

信息技术；工业设计；教学模式

当今信息技术的爆发式发展给工业设计教育带来了长远而深刻的影响。信息科学使工业设计的教育理念、教育行为出现了新的变化。许多授课的新概念、新方法应运而生。教学辅助工具，更需要与工业设计学科特点融合为一体来推进工业设计学科的教育改革。从而提高教育质量，适应现代社会对教育的需求。信息技术增加了学生接触外界的机会，为学生开启了知识之门。熟悉电子媒体的学生可以利用网络了解世上的各种事物，使信息时代学生具有全球意识。由于网络信息渠道多、流通快，在数字环境熏陶的学生有很强的怀疑精神和创造力。在产品设计的课堂上，要让学生利用信息技术为人们找出生活中的实物。

一、运用信息技术在产品设计课程中进行人机交互的教学研究

要让计算机完成指定任务，就需要建立一种平台能够与计算机进行交流。人机交互技术（Human-Machine Interaction）是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。人机交互界面在我们的生活中随处可见，如：汽车操作系统、自动取款机、地铁自动售票系统等。完善的人机界面设计可以使用户更迅速、更简便、更舒适地操作机器，也可以使机器功能得到最大的发挥。在过去工业设计的教学课堂上，由于条件限制，人机交互设计只能通过教材口述的方式进行，学生不能亲身体验，进行相关信息化的产品设计不很理想。进入信息时代，学生大量地使用智能化手机、平板电脑、电子游戏机等人机交互频繁的电子产品，为人机交互设计教学带来了便捷。在计算机和游戏机上，过时的鼠标和键盘点击的输入方式现在已逐渐被另一种使用体验——手指触控代替。输入手机、电脑、游戏机的指令都采用屏幕触控来进行。在交互产品设计课程中，相应的设计问题被提出来让学生思考。未来的人机交互方式将会是怎样的呢？如何创造新的人机交互方式？根据这种人机交互方式应该设计出怎样的产品？亲身体验过人机交互的学生会根据设计要求，思索、想象和创造未来更自然、更友好的人机交互方式，他们追求一种类似人与人之间交流的计算机操纵方式。比如：采用语音识别的方式、肢体动作识别的方式、对用户面部表情识别的人机交互方式等。然后，再对人机交互技术的相应学科——计算机视觉及多媒体信息处理、模式识别、人工智能等相关领域进行深入研究，并设计相应的交互产品。

二、运用信息技术构建产品设计模型课程的新方式——虚拟模型

过去的产品设计模型课，学生只有用油泥、石膏、ABS板等材料手工制作可以看得见和触摸的具体实物模型。教师通过实物模型来全方位观察和评估设计方案。但这样手工制作模型，耗时长、修改困难、模型精确度低。受材料和加工工艺的影响，一些造型无法做出来，对学生的形态创意思维的限制较大。信息时代的产品设计模型有别于传统意义上的实物模型。计算机辅助设计促进了工业设计方式的革新。现在学生制作实物模型前，可以用一系列数字化工业设计辅助工具来构建创意产品的模型数字结构。在计算机中用曲面、实体、线框将产品设计构想转化为三维虚拟模型。然后赋予数字模型以材质、光效，并在一定的场景中渲染来进行产品的仿真演示。数字化模型为学生提供了全新的表达形式，能方便地对构思中的产品各个侧面进行修改和评价；对产品的材质、色彩可以快速更换和评估效果；可以在不同的环境中为模型渲染各个角度效果。这样使师生对产品进行全方位观察和思考的手段又得到了丰富和完善。确定了满意的方案后，学生可以打印出产品的三维图纸，再根据图纸准确地制作实物模型。这样的虚拟模型不受时间、材料和加工手段的限制，大大地提高了模型的精确度，降低了返修率，给学生提供了更广阔的创意空间。

三、在新产品的设计中，运用信息技术调查产品市场需求以及产品适用人群等

学生建立了设计目标以后，可以通过计算机在互联网上针对特定环境进行调查设计、收集资料和初步分析：了解是否有同类型的设计已经实现？现有设计的优缺点是什么？产品针对什么样的使用人群？使用者的心理特点、生活特点和工作特点是什么？等等。他们可以通过问卷调查方式在网络上直接收集关于设计选题的第一手资料，或者利用互联网的媒体功能收集二手资料。网络调查的效率很高，只要建好平台，自动生成数据库，再用统计软件分析整理反馈回来的信息，就可以得出有价值的结论。然后有针对性地进行产品设计。

四、在工业设计课程中引导学生深入研究和运用3D打印技术来生成概念产品，促进制造业发生重大变革

工业设计是综合性学科，需要不断地吸收科技的最新成果。当前已经成熟的计算机辅助设计技术使工业设计产生了质的飞跃，未来具有广泛发展前景的3D打印技术会促进工业设计的又一次飞跃。它通过电子制图、数据传输、激光扫描、材料熔化，按照电子模型图纸层层重叠成型。3D打印常用于产品制造领域的设计阶段，这种技术可以打印精细复杂的产品，减少了工业样品制作耗时，提高原料和燃料的使用效率，降低生产成本，能够根据客户的个性量身定制产品，引领制造业发展的新趋势。3D打印技术让工业设计的课程更接近实战。在产品设计课程中，一些小产品，如手机、音乐播放器、剃须刀等只需要一台小打印机就可以快速成型。大型的产品也可以按比例缩小成型。学生在电脑屏幕上设计出所要打印概念产品的图纸，然后确定形状以及颜色，控制特定的材料以及精密度，最后按下打印按钮，旁边一台带有喷嘴的机器，将学生设计的概念产品迅速地打印出来。教师和学生可以面对实物去进行评估和修改，而不需要面对书本和图纸去夸夸其谈地空想。这种技术使工业设计的课堂更加接近生产化，同时培养出大批熟悉3D打印技术的人才，促进该技术的成熟和完善，为中国制造业的变革打下基础。

五、让学生利用信息技术环境设计更具亲和力的产品

产品设计的亲和性成为信息时代产品设计的重要特征。人类进入信息时代，新的生活方式和新的文化背景影响着人们对产品的需求。人们除了通过信息技术为自己量身定做产品以外，还可以无休止地选择产品，只要轻按鼠标，就能随时改变心意。因此，个性化、亲和力强的产品常常受到青睐。产品是通过形态、结构、色彩、材质等设计语言传达给大众的。学生在信息时代的产品设计中，采用多色彩的造型组合方式，半透明时尚感、卡通化的生活用品，金属质感的电子产品，便捷化的电脑产品等方式以及个性化的生活空间，宠物化的个人产品，颇具儿童化的时尚用品，返璞归真等亲和性因素，不仅仅表现为柔和的色彩与拟人化的外形设计，同时还体现着一种特有的功能实现。它将满足信息时代的特征与消费观念，从而使亲和性的功能与造型结合在一起，真正满足信息时代的需要。具有亲和力的产品设计将成为网络时尚的扩展方向。以计算机为代表的信息技术开辟了工业设计教学的崭新领域。信息技术提供形象直观的交互式学习环境使学生获得更大的视野、更多的设计信息和创意思维。信息技术的优势必须融入到工业设计学科特色中来，才能真正服务于学生，推动中国工业设计教育的发展！

[1]人机交互技术，人机交互技术概况[DB/OL].百度百科.

[2]改造效果评价，3D打印机——制造业发展新趋势[DB/OL].中国科技网.

G642.0

A

1674-9324（2014）01-0066-02

湖北省教育科学“十二五”规划2011年度课题成果（2011B448）。

雷鸣，男，武汉科技大学讲师，研究领域：工业设计，环境艺术；彭红（1965-），女，武汉科技大学教授，研究领域：服装设计。