基于UG软件的“产品造型设计”课程教学实践与探讨

(湖北科技职业学院，湖北 武汉 430074)

一、前言

“产品造型设计”是一门交叉课程，涵盖了美术设计和技术设计。随着工业技术的高速发展，产品造型设计已经成为企业竞争和发展的关键环节，它的发展也极大地满足了广大人民群众对物质生活和精神生活的追求。作为高职院校，应该注重加强对产品造型设计方向人才的培养，以契合企业对造型设计方面高素质技能型专业人才的需求。

在高职模具专业中开设“产品造型设计”课程有着十分重要的意义。首先，产品的造型设计与产品的模具设计、加工生产是密切相关的，如果只懂得产品造型设计，设计出来的作品可能并不合理，无法将其用模具加工生产出实际的产品，就如同纸上谈兵，毫无意义，而模具专业的学生学习“产品造型设计”后，就会从模具设计和加工角度出发，避免了设计作品在模具设计与加工环节出问题。其次，“产品造型设计”课程在高职模具专业课程体系中有着重要的地位，与专业核心课程之间相互关联，特别是在“塑料/冲压模具设计”“3D打印技术”“三维检测与逆向设计”“专业综合实训”等课程的学习中，需要学生有较好的产品造型设计能力。再次，省赛和国赛中均设有高职组“工业产品造型设计与制造”赛项，比赛要求学生具有较强的造型设计能力与创新设计能力。开设该课程可满足学生对软件设计、产品设计的需求，为技能竞赛做好贮备工作，同时学生增加一项专业技能，毕业后可从事模具设计和产品设计岗位的工作，无论是工作环境、待遇，还是今后的发展前景，都是比较令人满意的。

传统的“产品造型设计”课程多为工业设计等专业的核心课程，偏向于概念设计、美术设计等，体现产品创新设计理念，主要讲授产品造型设计的原理、基本方法、表达技巧等，重视创新思维和设计表现方面，教学内容偏向理论讲解，教学案例多是以手绘素描为基础。素描是造型艺术的基础，其功能是为了表达画家对客观物像的主观感受，需要学生有一定的美术绘画基础[1]。但是工科专业背景下成长起来的高职模具专业学生普遍缺乏美术功底，这种传统的授课内容和授课方式就不太适合了，主要体现在以下几个方面：一是造型设计理论讲解偏多，与模具专业知识关联性不强，学生学习兴趣不大。二是模具专业的学生普遍没有手绘基础，很难用草绘方式表达产品的设计思路。如果直接照搬传统的产品造型设计课程的教学模式，很难达到较好的学习效果。从教学目标来看，传统的产品造型设计课程是培养学生具有新的设计理念和相关学科知识，有一定的设计能力、审美能力和动手制作能力等要求，而高职模具专业开设该课程的目的是让学生掌握产品造型设计的思路和方法，并与UG软件、模具设计知识相融合，满足学生对于模具设计相关岗位能力的需求。基于以上分析，高职模具专业开设“产品造型设计”课程，应该立足本专业学生的知识基础、学习目标和岗位需求，对本课程的授课内容和授课方式进行教学改革。

二、“产品造型设计”课程教学改革思路

用于产品三维造型设计的软件主要有3DMAX、犀牛、UG、Pro/E、SolidWorks、CATIA等，这些软件均有强大的设计功能。考虑到模具专业人才培养方案中的数字化设计类课程、数控仿真与加工类课程均采用UG软件，为了保持学生学习软件的一致性，避免不同软件之间数据的交换，本课程采用UG软件进行产品造型设计，在产品设计、模具设计、数控编程与仿真加工等课程之间实现无缝对接。UG软件设计模块较多，功能强大，应用面广，只要学生牢固地掌握UG软件和设计技巧，不论今后就职的企业使用何种类型的三维设计软件，均可做到触类旁通。

学生在学习本门课程之前，已经学习了UG三维软件的基本操作命令，涉及的模块包括草图、曲线、实体建模、曲面、工程图、装配等，能够完成较为简单的产品模型设计，但是UG软件的灵活运用与产品设计能力方面还比较欠缺。对于模具专业的学生来说，UG软件的基础性课程还无法满足产品设计的需求。本门课程设置的目的就是强化UG软件的灵活应用，培养学生产品造型设计的能力。

本次课程教学改革实践，区别于传统的产品造型设计课程，结合模具专业的知识结构和能力要求，企业对岗位能力的要求等，将传统的课程内容与UG软件设计相结合，融入产品造型方法、色彩设计、材料设计、人机工程设计等理论知识。以此为基础，将产品造型设计的方法和设计理念逐步融入每一个产品案例教学，让学生在设计过程中理解并学会产品造型设计的要点和技巧。

在教学方式和教学内容方面进行改革，本课程采用了项目式教学法，选用典型案例作为设计对象，学生根据设计要求，自由发挥想象力，完成产品造型设计和创新设计。通过本次教学改革，预期达到以下教学效果：培养学生灵活运用UG软件进行产品造型设计的能力，为后期模具专业综合实训打下基础，同时培养学生今后从事模具设计岗位、产品设计岗位[2]需要的能力，利用传统和现代设计相结合的方法进行产品设计；培养创造型人才，从专业技能方面，大力开发和培养大学生的创造能力和创新能力，达到明确创新意识、掌握创新方法、培养创新能力的目的。[3]

三、“产品造型设计”课程的教学实践

(一)选取教学案例

教学案例的选取是否得当，直接决定了教学效果。根据学生的年龄特点、生活经验、知识基础等情况，选取灵活、有趣的案例，可以激发学生的学习兴趣，强化产品造型设计知识的理解和运用，最大限度地带动学生的学习积极性，把之前相对枯燥的理论知识变得生动活泼。[4]

本课程计划54课时，以UG三维软件为设计工具，结合模具专业学生的软件设计基础，选取难度适中的产品作为设计对象进行产品造型设计。本次教学实践中，选用了生活中常见的一些物品作为设计案例。首先，设计对象是生活中常见物品，如篮球、肥皂盒、雨伞、车钥匙等，容易引起学生的学习兴趣；另外，学生对设计对象较为熟悉，在设计产品时容易找到思路，可以通过生活经验充分发挥想象力，进行创新性的设计，设计作品容易让学生有成就感和获得感。课程使用案例见表1。

表1 “产品造型设计”课程案例

(二)课程实施项目化教学法

本课程教学过程采用项目化教学法，通过案例训练的方式开展教学活动，教学过程中注重产品造型设计综合知识的应用和设计全过程的培养，学生所获取的职业能力要符合行业企业对人才的现实需求，而不只是注重创意思维的培养，或是单纯地站在美学角度去研究和解决问题。[5]

本文以多功能抽纸盒为例，介绍项目化教学实施过程。

图1 多功能抽纸盒项目化教学实施过程

1.教师下达任务

教师根据多功能抽纸盒案例提出具体设计要求，如抽纸盒的外形设计、结构设计、多个部位的装配设计、多功能设计等，并在完成产品设计的基础上进行结构和功能上的创新设计。同时，要求学生在设计过程中融入产品造型设计知识点，如人性化设计、人机工程学、创新设计、装配方式、色彩的搭配等。

在设计产品时，将模具知识点融入具体案例中[6]，让学生从模具设计和加工的角度进行产品设计，让学生明白产品设计后最终需要依靠模具生产，这样设计出的产品才符合生产实际。掌握模具设计与加工的知识对于产品造型设计更有意义。

按照产品设计任务，要求学生完成以下内容：完成产品设计与创新设计(包括产品的外形、结构、装配、创新部分的设计)、完成产品创新设计说明书(包括设计产品的意图、适用对象、造型设计过程阐述与表达、产品创新点)、答辩PPT等。

2.学生分组讨论

教学过程由以教师为中心转化为以学生为中心的教学模式，通过学生分组讨论方式，让学生由被动学习转化为主动学习。学生两人一组，按照教师给定题目的设计要求，上网查找多功能抽纸盒的相关资料和图片，通过收集的资料，分析、讨论并制定设计方案。这个过程有针对性地分析问题和解决问题，充分调动了学生的学习积极性，学生分组讨论，充分交流，锻炼了沟通能力与解决问题的能力，激发了学习兴趣。

3.学生完成设计

学生按照分组讨论后制定的设计方案，完成多功能抽纸盒的造型设计。设计内容分为以下几个部分：抽纸盒底壳设计、抽纸盒盖设计、多功能部位设计、装配位置设计、创新点设计等。总体要求如下：外观件的外形美观、大方，外观造型有一定的创新性，结构设计、装配方式、功能使用等方面科学合理，功能和结构创新得当等。学生按要求完成设计作品后，撰写一份产品创新设计说明书，重点包含以下信息：产品设计概述，包括产品名称、设计者、产品用途等，以图文并茂的方式简要叙述产品造型设计过程，产品设计的创新点等内容。

在设计过程中，重点培养学生灵活运用UG软件能力和创新设计能力，融合模具设计和产品造型设计的要求，将所学知识融会贯通，综合运用，最终完成满足设计要求的产品。

与传统的“产品造型设计”课程相比，学生不再需要背诵枯燥的理论知识，只需要牢记造型设计思路和要点，从实际出发，在设计过程中学习产品造型设计的方法。只需要有一定的UG软件基础，就可以通过软件绘图的方法，快速灵活地完成产品的造型设计，脱离了手绘素描对学生造型设计思路的限制。学生可以大胆展开想象，在产品设计中培养创新设计能力。

4.教师答疑解惑

教师引导学生自主探索，为学生搭建一个开放的学习环境，提供获取知识的多种渠道。学生设计过程中对于UG软件操作、产品设计思路、装配方法、创新的可行性等遇到的难题，教师要及时点拨，进行答疑解惑。这个过程体现了以学生为主、教师为辅的学习方式，突出了学生的学习主体地位。教师有针对性的解决学生遇到的难题，将要学生学转化为学生主动学，大大地提高了学生学习的积极性。学生主动思考、教师及时解答，课堂气氛活跃，取得了较好的学习效果。

5.学生作品展示

学生完成设计作品后，将设计思路制作成PPT，并分组讲解作品的设计过程，进行PPT展示和答辩。展示作品的同时，也为学生提供相互学习和交流、大胆表达、相互借鉴的机会。学生通过展示设计成果的环节，锻炼了语言和文字表达能力、自我展示的能力、团队分工协作能力等，培养了自信心，激发了学习兴趣。

6.教师总结评价

学生展示作品后，教师进行点评。由于选题要求是创新性设计，学生设计的作品可能完全超乎教师的想象，为了保护学生的学习兴趣和设计成果，教师只做简单的评价，指出设计亮点，点出问题所在，让学生明白什么样的设计是合理的或是不太合理的，教师不会将自己的设计观点强加给学生，而是以鼓励和表扬的方式，激发学生的学习兴趣和设计热情。这种方式有助于学生在今后的设计过程中大胆地想象和创新，保护了学生的学习热情。

(三)课程考核方式改革

传统的考核方式多是以平时成绩+期末考试的形式进行，这种考核方式中，期末考试成绩所占比例较大，无法衡量学生学习过程中的表现，很难全面科学地评价学生的学习效果。本课程采用过程性考核方式，采用平时成绩+阶段性考核+综合性考核的方式，全面评价学生学习效果。其中，平时成绩占20%：主要考核学生的出勤情况，是否有迟到、早退等现象；阶段性考核占40%：在课程进行的不同阶段，选取6个典型案例进行考核打分，取6次成绩的平均值作为阶段性考核成绩；综合性考核占40%：选取一个综合性较强的案例作为考核对象，分别对产品的造型设计、创新设计、答辩等环节进行打分，主要分学生互评、教师点评两种形式。

表2 “产品造型设计”课程案例

实施过程性考核方式，大大地提高了学生学习过程中的积极性，对平时懒惰的学生有很大的带动作用，保证每位学生的学习进度，并按时完成学习任务，达到合格以上的成绩。

(四)教学改革效果分析

通过此次教学实践改革，达到了预期的教学效果。在教学过程中，借助UG三维设计软件辅助学生完成产品造型设计和创新设计，设计过程融入了产品造型设计的理念和模具设计知识点，通过一系列生活化的案例，让学生掌握和学习产品造型设计技巧和方法，把学到的知识灵活地运用到案例设计中，达到融会贯通的目的。

通过教学实践，强化了学生灵活运用UG软件进行产品造型设计的能力和创新设计能力，从专业技能方面培养了学生的创造能力和创新能力。同时，通过分组讨论、作品展示环节，提高了学生的学习兴趣、团队合作能力、语言表达能力、Office办公软件应用能力等。

四、结语

本次教学实践是在充分调研的基础上开展的一次成功的教学实践探讨，基本达到了预定的教学目标，学生在产品造型设计能力和创新设计能力方面得到了很大的提高，但是教学实践过程中还存在一些问题，需要在今后加以改进和提高，比如，产品造型设计的方法融入还不够，教学案例还不够丰富多彩。任课教师需要在这方面加深学习和研究，做好学生的引路人，丰富案例、传授学生更多实用的设计技巧，强化学生的产品造型设计能力。