工业设计专业《设计材料与工艺》课程改革

梁莉蒙

摘要：设计材料与工艺是一门理论与实践相结合的重要学科。本课程是设计师产品设计的理论基础，是设计概念的实体化。本文分析了设计材料与工艺课程学习的意义厦教学中的问题，并提出了相应的解决方案。在课程群建设、师资力量、动手实践和考核机制等方面做出改进，加强工业设计专业学生的材料与工艺的相关理论知识，并采取多样化教学模式和综合考核模式，注重实践能力与思考和解决问题的能力，提高工业设计专业的整体教学质量。

关键词：工业设计专业；材料与工艺；教学改革

材料是工业设计的物质基础。任何设计的价值都建立在可用材料的基础上，并利用现有的成形工艺体现出来。《设计材料与工艺》是工业设计专业必修的一门专业基础课。本课程设置在第三学期，共48学时，其中包括8个学时的实验课程。设计材料与工艺旨在使学生掌握常用材料及性能、加工工艺、材料的正确选用等方面的基础知识，并在产品设计中能够有机地结合形态、功能和材料三大要素。目前，设计材料与工艺课程的教学过程中仍存在一些问题亟待解决，教学效果有待提高，课程教学改革是当务之急。

1《设计材料与工艺》课程对工业产品设计的意义

材料是工业设计的物质基础，任何设计的功能及形态都是以技术加工后的材料来实现的，并且材料的选择一定程度上能够影响设计的呈现。一般情况下，设计师对产品的功能特性是明确的。目前，突出问题在于设计师对于材料特性的了解及客观评价有限。如何建立材料特性及产品功能之间的匹配关系成为了当前设计师的瓶颈问题。另外，成形工艺是结构形态设计实物化的途径，任何造型设计都要经过合适的成形工艺加工和制造出来。一个好的设计作品不仅要满足造型和功能的要求，还要充分考虑产品结构的成形性。《设计材料与工艺》作为一门重要的专业技术类课程，它使设计师能够在现有条件下设计出更贴近实际的作品，赋予设计科学技术的色彩，能够有效地将设计实体化和商品化。

2《设计材料与工艺》课程的教学现状

目前，大部分院校《设计材料与工艺》课程主要从以下四方面内容展开教学：材料的历史与分类、常用各种材料的性质和工艺、材料的选择应用和质感设计、新材料新技术及新工艺。在当前教学过程中，仍沿袭理工科的教学模式将有关材料的种类、性能及应用等知识罗列到工业设计专业上，导致学生并不能很好地把材料工艺知识与设计联系起来。本课程理工类知识比较多，对于工业设计专业的学生来说，很难做到完全理解并利用。简单的课堂理论知识灌输和几个学时的实验课程，加上最后的期末闭卷考核，学生只是死记硬背应对考试，效果有限，并不能真正达到培养目标。

目前，教材中大部分内容讲述的是常用各种材料的性质和工艺，但对于材料的选择应用和质感设计、新材料新技术及新工艺两部分内容讲述太少，导致学生不理解、不重视这两部分内容。材料的选择及工艺的利用是设计的基础，而工业产品的设计是材料与工艺的表现形式。工业设计专业的学生必须具备运用材料知识解决设计问题的能力，使产品融合材料美与设计美。另外，设计的发展很大程度上取决于材料和工艺的发展。教材的更新往往跟不上科技的进步，导致教材中对于新材料新工艺的更新相对滞后。

虽然在课程设置中有实验学时，但由于实战条件有限，只能是对常见材料（金属、高分子材料）的传统的成形工艺有个大概的了解。对于金属材料，大部分院校都设置了金工实习，学生相对比较熟悉金属材料的加工工艺。对于高分子材料，可充分利用注塑成形机和拉伸机等教学实验设备，学生通过操作练习即可掌握温度、压力等因素对塑料的成形及性能的影响。然而，对于木材、陶瓷和无机非金属材料的实习实训则涉及很少。硬件条件的不成熟也是本课程教学道路上需要克服的关键问题。

工业设计专业是一门与企业生产密切相关的专业，需要相关的设备来满足学生的学习。所需设备种类繁多，价格高昂，并且得不到充分利用，造成资源浪费。故大部分院校通过建立校企合作关系，让学生到企业中切身体验；或让企业的工作室搬进校园，模拟出生产氛围，这些产生了不错的效果。尽管如此，实际生产中可能会随时调整设计工艺方案以满足不同的要求，学生并不能体会到企业的生存压力，也很难锻炼出设计的高效率与高成果。

3对《设计材料与工艺》课程教学改革的研究

2015年国务院印发《中国制造2025》，重点提高国家制造业创新能力和竞争力，政府高度重视工业设计Ⅲ。工业设计将迎来蓬勃发展时期。为解决工业设计专业《设计材料与工艺》课程教学目前存在的相关问题，从以下四个方面展开了《设计材料与工艺》课程教学改革的研究，合理安排专业课程，鼓励学生参加设计竞赛，加强企业合作与交流，提高学生就业竞争力，为实现中国制造向中国创造改变做出努力。

3.1改进教学内容，建立设计材料与工艺课程群。《设计材料与工艺》重点讲解各种常用材料的性质及工艺，涉及的工程知识较多，教学过程中建议与工程教学实践联系起来。例如，铸件结构设计是否符合工艺要求，要求学生改进不合理结构，设计并绘制工程图。通过练习，不仅能够加强学生对材料成形与工艺知识的利用，而且能够提高绘图能力，教学效果明显。充分体现了设计材料与工艺是进行设计实践的基础和保障，合理的结构与精湛的工艺是優秀设计的必要条件。

合理地选用先进材料与合适的成形工艺及表面处理工艺以获得满意的表面效果，是工业设计完美体现产品结构形态与使用价值的基础。这就要求工业设计师不仅要具备扎实的数理和力学等方面的基础知识，更应熟练掌握有关材料与工艺及表面处理技术的知识。故针对本课程中不能形成体系的知识点进行充实，丰富教学内容，形成设计材料与工艺课程群。围绕设计材料与工艺相关理论知识，对于材料的选择应用和质感设计、新材料新技术及新工艺两部分内容可以扩展成几门相关的课程，例如，人机工程学、产品模型制作、特种加工、表面处理工程、逆向工程与快速成形技术等。通过学习这些课程加强学生对设计材料与工艺课程的理解与认识。在后期的设计实践中，综合考虑材料与工艺的选择可行性，实现设计的实体化。

3.2采用多样化教学模式，加强动手实践环节。《设计材料与工艺》是一门重理论重实践的工科课程，工业设计专业的学生对于本课程中的很多理论知识很难完全理解。在课堂中建议教师采用问答或引而不发的方式，启发学生的思维，培养其积极主动思考、主动解决问题的能力。为了便于学生理解，增强教学效果，提高学生对本课程的学习积极性，建议教师在课堂中引入工程实例，或引入现场教学法和项目教学法，充分利用多媒体教学，插入图片、视频和数据表格等形象语言。

引入工程实例，培养学生的工程思维方式及工程技术综合应用能力。在教学过程中通过展示设计实例，例如，表面处理工艺及玻璃、陶瓷等材料的生产过程等，让学生感受设计与材料之间的联系，感受优秀的设计是如何利用材料的固有属性进行造型设计，如何把材料美与设计美自然地结合为一体。

加强校企联合培养，建立企业实践基地。充分利用企业的项目开发与课程实践结合起来。把学生带到材料成型车间，如木材的锯削、刨削、凿削、铣削等机械加工到着色、涂饰等表面处理工艺，体验材料的加工过程，了解相关加工设备的工作原理。通过现场教学，让学生在理解材料加工工艺的同时，感受材料的感觉特性，更好地在设计中充分体现材料的质感并赋予科技色彩。此外，积极邀请企业专家来校交流，将企业的实际项目开发引入到课程实践教学中，可作为大课程设计等形式组织学生积极参与，在校园中体验工作中的设计环境，在实践中锻炼思考能力及动手能力。

项目教学法属于“行为引导式的教学形式”，教师把实际工程项目进行分解，并做适当的示范及指导性工作，组织学生参与项目设计与管理等具体的研究性工作，每组学生根据自己的小项目进行讨论、合作，在项目研究实践中完成教学任务。在《设计材料与工艺》课程教学中引入项目教学法，促进“产学研”教学模式的创新，以项目为课题、以解决问题为方向，增强学生设计的针对性及市场性。同时，有利于提高学生的学习兴趣、自主创造性和实践能力。另外，宁波工程学院实行的导师制第二课堂教学模式，改变传统的实践项目模式，充分利用学生课余时间，提高学生专业学习兴趣，在教学中融入行业标准与科研要求，将科研创新与人才培养相结合。最后，鼓励学生参加兴趣团队及工业设计大赛等活动，学以致用，通过具体的作品设计逐步创新思维。同时，利用寒暑假进行专业考察及实习实训，安排专业教师带领学生进企业调研考察，研究并制定合理的产品设计方案，使学生积累相关经验，拓宽学生的专业视野。

3.3实行新的综合考核模式。传统的闭卷考试模式，使得学生只注重分数，而对教学内容没有思考与理解，考过之后所学知识很容易被遗忘，导致在課程设计或项目研究时，不能有效地理论联系实际，不利于系统地学习工业设计专业的相关知识。为了达到教学目的，培养学生利用材料与工艺知识的相关能力、分析和解决问题的能力及动手实践能力，应改进考核模式。在考核该门课程时，采取开卷考试，把考试作为培养学生相关知识的途径，并结合平时课堂表现、课题设计或课程设计的完成情况、思考与解决问题的能力、动手能力等，做出客观的综合成绩。

3.4强化师资队伍。在当今的教育体系中，工业设计专业教育规模不断扩大，师资缺乏且年轻化。毕业后直接从事教育，缺乏实战经验，对企业对工程了解少，导致师资结构不健全。在《设计材料与工艺》课程教学过程中，教师不仅需要在教学方式方法上改进教学，而且更应该跟上材料科学发展的步伐、密切关注材料科学的发展，不断更新课程教学内容，将最新的科研成果带到教学中去。为了提高师资力量，将教师送入企业培养，作为教师考核标准之一。另外，学校在引进人才时，衡量其企业经验，鼓励具有企业工作经验的教师加入，或招聘企业专家作为外聘教师，把最新的工艺及产品带给学生并分析材料与工艺方面的问题。

4总结

工业设计是随社会发展的实践性学科，本专业教学任务以社会需求为导向。提高设计材料与工艺课程在教学体系中的地位，加强工业设计专业学生的理论教学和实践教学，有利于提高学生在实际设计中的自信和创意发挥。工业设计师应深入了解各种材料与工艺，形成设计理念的理论基础，有效地推进设计概念的实体化。工业设计专业设计材料与工艺课程的教学改革，对工业设计专业的师资队伍建设和教学质量的提高，具有重要的理论和实践意义。