产品设计材料与加工工艺课程教学的思考

摘 要：在产品设计材料与加工工艺课程中，笔者明确了设计思想意识、材料工艺知识以及设计应用能力的三位一体教学目标。为了落实上述目标，笔者选择了合适的教学内容，了解常用的以及有关新材料工艺的科学性及艺术性两方面的知识，学习为产品设计合理选材的方法和程序，对材料进行实验和创造性应用。接着，笔者对教学内容中的陈述性知识和程序性知识，应用了不同的教学途径和方法，探索了课堂讲授分享、实验室辅助教学、外出考察、拆分产品、案例分析、选材实案操作、产品设计与制作实操等多样化的途径和方法。

关键词：产品设计;材料;工艺;教学

0 前言

我们生活在一个由材料构成的产品世界里，材料是产品的物质基础，工艺是生成产品的技术条件，一个好的产品应有着优良的材料和合理的工艺表现。“产品设计材料与加工工艺”是工业设计专业大学二年级开设的一门理论和实践并重、技术和艺术兼容的专业基础课程，学习这门课程将为后期设计专业课程的学习奠定基础。在五年的教学实践中，笔者不断思考如何上好这门课，也根据实际教学情况不断调整、修正课程设计，以期达到预想的目标。

1 为什么学？——产品设计材料与加工工艺教学的目标

材料是构成有用构件、器物或物品的物质;工艺指材料的成型工艺、加工工艺以及表面处理工艺，是人们认识、利用和改造材料的技术手段。人类通过对材料和工艺的不断发现、利用和创造，制造了产品和工具，营造了适合自身生存发展的物化空间，也不断更新着自身的生活方式。

工业设计专业本科的“产品设计材料与加工工艺”课程旨在落实设计思想意识、材料工艺知识以及设计应用能力的三位一体教学目标，让学生正确认识材料与设计的关系，建立材料和工艺的思维方式，将材料的选择和加工过程考虑为设计过程中的基础和重要因素。学生掌握的材料与工艺知识，既要在知识性、学术性上得到合理的体现，学生更应该从实际的设计应用角度来认识相关的材料与工艺知识。笔者认为不能将产品设计材料与加工工艺课程仅当作是知识的传授，更重要的是应该培养学生对材料与工艺知识的自我学习，提升其自我培养能力，最终在设计实践中灵活运用材料及工艺知识，真正做到学以致用。总之，培养学生在设计中合理并创造性地运用材料和工艺的能力是该课程的总体目标。

2 学什么？——产品设计材料与加工工艺教学的主要内容

教学内容的选择与组织以及教学过程的设计，要紧紧围绕教学目标进行。从学生的原有水平达到上述教学目标，应该分析所需要的从属知识和技能，并确定它们之间的层次关系。

学生对产品材料与工艺的了解仅限于生活经验层面，需要让学生从设计应用角度认识相关的材料与工艺知识。设计是科学与艺术的融合，二者缺一不可，因此从产品设计的角度认识材料与工艺，需要了解产品设计材料、工艺的科学性和艺术性两方面。关于材料的种类，学生既要熟悉常用材料和工艺，也要认识新材料工艺。虽然产品材料和工艺种类繁多，但在大多数的产品设计中，只需要用一部分材料，熟悉这些常用材料和工艺，为将来设计出使用功效好、技术性能高、款式新颖的产品打下基础。另外，新材料的认识也是其中一方面的教学内容。新材料包括研究中的材料、商业化早期的材料、其他用途的材料等，对这些新材料和工艺的应用将可能产生潜在的创新方案。要利用新材料和工艺创新产品，首先要建立相关意识和习惯，了解新材料和技术发布的途径，分析新材料工艺潜在的使用方式。

设计应用层面的教学内容可以分解为两部分。一是在实际设计中为产品选择合适的材料和工艺，二是对材料和工艺的实验性探索和创造性应用。合理的选材体现为材料工艺与设计要求的匹配程度，既要实现材料属性与设计技术要求之间的合理匹配，也要建立材料艺术与设计美学之间的联系。材料是产品设计的物质基础，要实现设计目的，选用材料的性能特点及加工工艺与设计要求应一致。因此，有关选材能力的培养，除了对材料工艺知识层面的理解之外，还要学习设计选材的方法、流程和基本原则。另外，学生也应学习使用材料数字库和产品数字库，因为材料是无穷尽的，一个设计师不可能掌握所有的材料工艺知识，而利用数字库来选材是一个非常有效的应用能力。材料和工艺的实验性探索的教学内容中，需挖掘材料的无限可能，让材料以全新面貌得到应用，從而创新产品。因此，需要培养学生的实验精神，了解实验的过程和基本环节，并有意识、有目的地去实验，探寻新的可能性。

3 怎么学？——产品设计材料与加工工艺教学的主要途径和方法

产品设计材料与加工工艺课程的教学内容有材料工艺知识、方法、操作性技能等方面，既有陈述性知识，也包含程序性知识，因此我们应该运用多种途径来完成教学内容，以达到既定的教学目标。首先我们要探索材料和工艺，感受生活中的材料，懂他、了解他，正确运用材料，将知道的材料与工艺正确地运用到自己的设计中，最后创造性地用最原始的东西与时代接轨，打造新的东西。以下为笔者在教学中所尝试的多种教学途径和方法：

第一，通过熟读教材以及课堂知识点讲授，让学生初步了解各类常用材料与工艺的知识。

第二，通过学校材料实验室和产品展示室辅助知识点教学。若无实验条件，则通过观看材料及产品加工视频、参观实验室、考察材料市场和商场超市，进一步了解各类材料和工艺知识。

第三，通过拆分产品和集体分析讨论，进一步认识产品中的各种材料、工艺和结构。先让学生自由选择由多部件构成的产品（不限材料），然后录制拆分过程视频，并要求学生在拆分过程中口头陈述产品的功能、材料、结构和工艺的相关分析。教师观看完所有提交的视频后，选择一些有代表性的产品（兼具多种材料、多种功能、多种结构、多种工艺），让学生带到课堂上现场演示一遍，教师指出其中的问题，并给予评价。

第四，课堂上介绍一些新材料及相关应用，推荐一些捕捉新材料和工艺信息的途径，要求学生定期了解新的材料与工艺，寻求在产品设计中的实现可能性。

第五，通过多个实际设计选材案例的分析，让学生理解设计过程中选择材料和工艺的多种方法和流程以及它们的综合运用方法。

第六，课堂上介绍材料数字库和产品数字库的价值和基本使用方法。

第七，让学生为自己设计的产品选择材料，在实践的过程中获得合理选材的能力。

第八，通过对材料和工艺进行实验性探索，挖掘材料与工艺更多的可能性，并将其应用在产品创新上，进一步探索材料与工艺。

第九，通过多种方法有意识地获得各类材料与工艺的相关知识，建立自己的材料与工艺经验库。

第十，通过不限材料的主题首饰设计与制作，进一步理解材料、感受工艺。

这几种教学途径由浅入深，层层递进，从探索到运用再到创造，穿插在整个教学过程中。

4 结语

从教学目标的明确，到教学内容的选择和教学途径、方法的探索，能够有效地将目标落到实处。笔者在五年的产品设计材料与加工工艺的教学实践中，不断总结、反思和修正，以促进学生的发展，增强课堂教学的有效性，但目前仍然有相关问题亟待解决。笔者之前认为传统的教师课堂讲授形式不能抛弃，只能在时间上压缩，但在实际讲授课堂知识点时，学生态度不积极，学习效果差，因此笔者考虑在下次的课堂知识点讲授环节让学生充当教学的主体，在导学提纲的指导下通过自主学习、小组讨论来备课，再到课堂授课、其他同学评价，最后由教师补充知识点。总之，要提高教学质量、增强课堂教学有效性，就要在实践中不断分析、总结、创新，找到更多、更好的有效教学途径和方法，同时，教师要坚持不断地更新教育教学观念及教学内容，提高自身的基本素质和教学水平，才能更好地吸引学生，更好地提高课堂教学效率。

参考文献：

[1] 迈克·阿什比，卡拉·约翰逊（英）.材料與设计——产品设计中材料选择的艺术与科学[M].中国建筑工业出版社，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] 张锡.设计材料与加工工艺（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2010.

作者简介：邓樱（1983—），女，湖南郴州人，硕士，讲师，清华大学访问学者，主要从事家居产品设计理论与设计实践。