数控雕刻在壁画课程实践教学中的应用

刘福华　陈静红

摘 要：近年来，共享经济高速发展，现代生产技术在机械工业中占有举足轻重的地位。2016年，桂林旅游学院不仅引入数控雕花机、激光内雕机等高科技制造装备，同时还设立数控雕花、激光雕刻等实训课程，将生产实践与现代工艺有机地融合在一起。桂林旅游学院现已形成机械原理演示、金属实验、综合材料实验、模型制作实训、创新实验、先进制造等实训基地。其根据计算机雕刻学科的特性，开发了以学生综合素质、动手能力为主要内容的计算机数字雕刻课程。结合教学实际，论述桂林旅游学院在实际工作中应如何充分利用相关载体，以最大限度地提高教学质量，从而使学生的实践技能学习顺利进行，使学生更好地适应新形势的要求。

关键词：数控雕刻;壁画;实践教学

数控雕刻机由机体部分、数控装置、控制屏幕、操作系统、电脑、雕刻机、干燥装置、打磨装置等多种工艺装备组成，主要实现雕刻、切割各类图案、打磨、快速加工物件等工序，是培养学生的良好教学与实践载体。壁画类课程具有实践性强的特点，仅依靠课堂授课难以实现对学生实际操作能力的全面开发。充分发挥数控雕刻金属实验室的作用，激发学生的学习热情，培养其实践技能，增强学生基本技能，有助于学校培养出合格的专业技术人员。

一、数控雕刻在壁画课程实践教学中

应用的必要性

在新时代背景下，我国教育界提倡促进学生全面发展，培养学生综合素质、实践能力，培养应用型人才的理念。壁画是一种具有特殊意义的视觉传达艺术。从技术上讲，壁画可分为手绘画、装饰图案画两类。它运用了传统的手工技法和现代技法，结合材质的质感、肌理等特点，可以达到其他技法所不能达到的特殊效果。壁画涵盖了绘画、雕刻、工艺、建筑、现代工业等多个方面。壁画美术教学是近几年美术学院的一个重要学科，很多教师在重视传统教学方式的基础上，对新的教学方式、新技术进行探讨，以促进学生的专业职业素养提升。壁画课程的内容包括壁画创作、壁画艺术、造型艺术，以及现代艺术概念、特点、类型和功能，而创作实践实训课程着重于壁画的选题、构思、构图、造型、色彩等方面的内容。壁画工艺性可表现在构成基础方面，其突出线条，强调流畅，关注比例，讲究主次关系。不同的壁画课程内容具有各自的侧重点和要求。在实践中，教师可以培养学生的实践能力、观察能力、想象力、分析问题能力和创造力。现代壁画强调对绘画艺术的实际应用，注重提高学生动手实践能力、设计创作能力。数控雕刻技术是把传统的雕刻技术和现代的NC技术（数控技术）结合起来的一种先进的加工技术，既能保持传统的手工雕刻精细、轻巧、灵活的操作特性，又能适应时代的发展。数控雕刻实习主要面向的是那些没有接触过机床、机械制造等相关专业知识的人，其目的是让学员在有限的实习时间内，通过对数控雕刻的概念、数字控制加工工艺、雕琢软件、机械工具的基本操作技巧等方面的学习，进而利用雕琢软件完成简易的浮雕作品和工具轨迹规划。学生可以在学校里亲身体验 CAD或CDR的整体开发流程，并亲身体会到整个生产流程的先进性。可以说，将数控雕刻技术应用于壁画课程实践教学是提高学生综合素质、实践动手能力和专业素质的重要途径。

二、数控雕刻在壁画课程实践教学中的

应用情况

（一）实训设备与软件

桂林旅游学院艺术设计学院金属实验室经过对工程技术培训的改革与补充，于2017年引入数控雕刻机，机床型号为Carver PMS16_ATC。该机床定位精度高，可实现高精度的浮雕产品精加工。

（二）实训内容

桂林旅游学院的传统壁画课程实践教学在原有的基础上，加入了数控雕刻、激光雕刻等先进工艺的训练，以提高学生对新工艺、新技术的认识，培养学生新思维和创造力。开设数控雕刻课程，让学生对数控雕刻系统的组成有一定的了解，有助于学生自行设计平面、浮雕、数控雕刻编程。利用机器，教师通过示范与操作，使学生能熟练地掌握数控雕刻机器的使用方法，并完成自己的设计。数控雕刻教学大纲如下：设计平面图形、生成浮雕设计、选择刀具、生成数控数值、模拟加工、输出程序、机床加工操作、浮雕制作等。实训项目内容包括数控雕刻系统简介、软件学习、雕刻加工、作品设计、实体加工。具体来说，学生需要做到以下方面：一是学习数控雕刻机床基本组成、工作原理、加工规范和机床基本操作方法;二是学习雕刻软件的使用，并能熟练运用软件设計浮雕图，选择合适的加工方式并设置相关参数进行数控编程;三是综合运用ArtForm4.0软件进行浮雕设计、刀具路径设计，生成数控程序并输出，最后在实体机床上加工;四是学生自行选择图案进行设计，并进行数控编程;五是将设计好的浮雕作品在数控雕刻机床上进行加工。在实训室，学生可具体实践浮雕的设计和加工过程。

在传统壁画雕塑设计方面，将数控雕刻的实践教学与学生的兴趣爱好结合起来，有助于学生提升工程实践动手能力和创造能力，在实际的机床上自行创作设计、加工等。壁画作品设计与制作的原理是相通的，在实际教学中，教师应举一反三，丰富数控雕刻实践教学内容。壁画课程中，有三方面需要运用数控雕刻加工关键技术。第一，创作作品模型的建立。模型的好坏直接影响到数控加工的质量。第二，刀具路径的规划。合理的刀路规划能有效地缩短刀路产生的时间，从而提高数控机床的加工效率。第三，后处理技术。利用数控雕刻机对输出的程序进行后处理，可实现对某一特殊机床的物理加工。

三、数控雕刻实训室在壁画课程实践

教学中的效用

壁画是与平面设计等其他学科交叉的学科，具有综合性、多样性和创新性，是一种具有动态开放性的课程。因此，在壁画专业的实习教学中，必须做到“设计”和“实践”相结合，通过传统壁画研究，培养学生的实际设计与实践能力，使学生具有较强的动手设计能力。学生设计是否合理，应在实践中加以检验，以获得设计经验。结果表明，把书本知识与实际操作相结合，可以有效地促进学生综合实践能力提升，从而使他们获得更多的实践经验。传统壁画研究课都是由教师授课，再加上学生的创作设计作业，这样的教学方式较为单一，无法激发学生学习兴趣，部分学生认为自己只需要在纸上完成壁画作品设计就行了，但事实上，设计是靠实践而不是靠纸上谈兵来完成的。传统教学方式往往会忽略学生实际操作能力培养，金属实训室则是通过运用实验设备，创造出更好的教学环境，让学生在实践中能更好地发挥他们的积极性，从而有效地提高实训室设备的使用率，促进学生学习效果的提高。

（一）数控雕刻结合下的理性设计效用

利用数控雕刻机、软件来完成雕塑部分的雕刻，将设计和模型结合起来，并与学生进行交流。学生在接受语言行为的同时，理解理性设计方式。在金属实训室中，传授雕塑作品的工艺特点内容;通过虚拟雕塑造型设计图形，产生刀轨，再进行加工。如果在设计创作的时候，随意应付，可能无法形成完整的数控雕刻。

（二）金属实训室是提升学生实践能力的重要平台

金属实训室是提高学生实践技能的一个主要场所，能够帮助高校培养更多社会培养更多社会急需的专业技术人员。一般的实践性教学都是要在实训室内进行的，如测量、雕刻及陈设等。其中，雕刻陈设设计与制作课程中有雕刻部分内容，为了适应社会经济发展的需要，现代家具设计、陈设品设计与制作的雕刻艺术都借助大批量生产的数控雕刻机。在教室里，利用金属实训室进行教学，学生提前做好实践和操作准备，提升对设备的运用能力，有助于接收知识，同时也可以提高自身的基本技术水平。在实践教学中，对雕刻陈设设计与制作课程进行归纳、总结，有助于学生理论水平的提高，进而可对其自身实践进行引导。

四、数控雕刻在壁画课程实践教学中应用的建议

教师、学生、教学重点内容是三个主要因素。金属实训室的功能能否充分发挥，与三大要素的协调密切相关，只有充分利用这三个要素，才能极大地提升壁画课程教学效果。

（一）发挥教师的引导作用

由于学生对金属实训室数控雕刻机不熟悉，部分学生对数控雕刻机实际操作有恐惧感，在传统壁画课程中，实验指导教师起到引导作用。实验指导教师是实训室的引领者，要充分了解数控雕刻教学设备的使用方法，不断地学习和掌握新设备的使用技巧和操作实践技能，充分发挥教学设备的作用。第一，从挑选木板到打磨，再到刷清漆，然后晾干，再到打磨，再到雕刻，记录好每一步骤的使用方法，每个步骤都要写在教案里，每个步骤都要有一个固定的设备。第二，分小组进行实战演练，反复演示，在实际教学中突出重點。在实际操作中，不能只说不做，在有安全隐患的地方应反复强调。要引导学生使用教室里的仪器来观察实验指导教师的操作，绝对不能让他们独自操作。在掌握了一定的操作方法后，学生能够熟练地运用各类工具，但同时，实验指导教师也要在一旁进行引导，对学生数控雕刻实践进行指导。如果学生操作遇到问题，教师就可以进行半开放式操作，使学生更清晰地观察操作过程，提高自身实践能力。

（二）发挥学生主观能动性

金属实训室数控雕刻的终极目标是培养学生的动手能力，而不是仅使学生熟悉机床外部环境，应增强学生的主体性，使金属实训室的作用得到充分发挥。一是激发学生对金属实训室数控雕刻机的学习积极性。在以往的教学中，教师常常提到一些稀有的仪器，学生对此无法产生直观性认识。通过具体实践，学生可对仪器的构造、功能等有详细的了解，这有助于激发学生的学习兴趣和学习热情。二是在课堂上，教师可让学生亲身体验机器的操作步骤。三是课程结束后，可设立开放性实训室，由实验指导教师负责，确保学生在金属实训室有自主操作时间。在有限的传统壁画课程中，要想取得较好的教学效果，就要从实践出发，使学生掌握使用金属实训室设备的基本操作原则，并对学生进行严格的安全教育与管理。

（三）运用金属实训室数控雕刻机进行作品展览

桂林旅游学院转型后，大力提倡创新创业教育，倡导教学、科研与生产相结合。参赛者要充分利用金属实训室仪器设备，充分发挥仪器设备的作用。完善的金属实训室设施，可为壁画作品制作提供基础条件，同时也可为参赛者创作创造良好的环境。一是学生参加比赛，要画出一系列的创作设计方案，然后用数控雕刻机雕刻、打磨、拼接，形成展示作品，这就为充分发挥实训室的作用创造了条件。学生的作品要通过大量的创作设计方案图来打磨、拼接，形成一个可以展示的作品。二是学生可以根据比赛项目，进行创意设计，利用雕刻设备创作出手工很难完成的作品。三是通过充分发挥金属实训室数控雕刻机的作用，促进学生实际操作能力提升。

五、结语

壁画课程是现代社会与经济发展的必然产物，在实践教学中应用数控雕刻技术能够大大提高学生的学习兴趣。在基于数控雕刻的壁画课程实践教学中，学生积极投身于传统壁画的设计与加工，在兴趣的驱动下，主动学习数控雕刻，并进行图形设计与制作，最终完成一件作品。充分发挥数控雕刻在壁画专业实践教学中的作用，培养适合行业发展的实践者，是提高艺术教育教学质量的一个重要途径，可为其他实践课程提供宝贵经验。

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作者单位：

桂林旅游学院