淺談?dòng)?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的重要性

李艷賓　何勝利

摘 要：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)引起了工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的變革，也對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)教育提出了更高的要求。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)的流程數(shù)據(jù)管理， 產(chǎn)品效果表現(xiàn)以及計(jì)算機(jī)輔助模型制作中發(fā)揮了工具化的作用。在應(yīng)用過(guò)程中， 促進(jìn)了其自身的發(fā)展和工業(yè)設(shè)計(jì)理念的發(fā)展。本文針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，介紹了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的必要性和優(yōu)勢(shì)，以闡明計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的重要性。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；工業(yè)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)教學(xué)

0引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的硬件和軟件在過(guò)去的30年間發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化，工業(yè)設(shè)計(jì)也隨之轉(zhuǎn)變到了數(shù)字化的發(fā)展階段。工業(yè)設(shè)計(jì)從一開始使用手繪圖紙到后來(lái)借助Rhino 3D、AI等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助Pro/E、UG等軟件將設(shè)計(jì)方案直接與產(chǎn)品制造對(duì)接。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從圖紙化向數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，極大提高了設(shè)計(jì)與制造的效率。本文結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r，通過(guò)探討計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用研究，強(qiáng)調(diào)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的重要性。

1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r

近年來(lái)，隨著時(shí)代與科技的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在不斷提高，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)深入發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)中扮演著后臺(tái)輔助的作用，它極大地滿足了現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的需求，成為藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域教學(xué)研究的熱點(diǎn)。但歸根結(jié)底計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)只是一種工具。

1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)者可持續(xù)發(fā)展的要求

人是可持續(xù)發(fā)展的主體，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展在很大程度上取決于工業(yè)設(shè)計(jì)者創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的可持續(xù)發(fā)展?！坝?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)重要的專業(yè)課，是后續(xù)課程“招貼設(shè)計(jì)”“、“視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)”等課程和實(shí)踐環(huán)節(jié)“網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)”、“課程設(shè)計(jì)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。在“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展能力，對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生提高科技創(chuàng)新和實(shí)踐設(shè)計(jì)能力及就業(yè)的指導(dǎo)方向均具有重要的意義，如何在“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”中培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力已經(jīng)成為工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)與工業(yè)設(shè)計(jì)自身需要迫切關(guān)注的重要問題。

1.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有待解決的問題

1.2.1設(shè)計(jì)創(chuàng)新 從設(shè)計(jì)本質(zhì)出發(fā)，設(shè)計(jì)在于人性化，提倡的是以人為本的核心設(shè)計(jì)理念，在這一理念的指導(dǎo)下提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新型概念設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)，有利于工業(yè)設(shè)計(jì)師思維的活躍性，有利于工業(yè)設(shè)計(jì)師創(chuàng)新能力的進(jìn)步與提高。

1.2.2人機(jī)交互智能系統(tǒng)的開發(fā) 主要是把傳統(tǒng)的手繪技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化的智能操作系統(tǒng)。數(shù)位板的出現(xiàn)很好的彌補(bǔ)了這一技術(shù)層次的缺陷，也使得設(shè)計(jì)師在捕捉創(chuàng)意方面更加的收放自如，更加的便捷。

1.2.3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究 結(jié)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)產(chǎn)商生產(chǎn)技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬定型、實(shí)效一體化。也就是說(shuō)，工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)如今生產(chǎn)技術(shù)條件，構(gòu)成設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)實(shí)踐、設(shè)計(jì)生產(chǎn)一體化的設(shè)計(jì)流程。

1.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)

從現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，欣賞水平的提高，對(duì)設(shè)計(jì)師創(chuàng)新與創(chuàng)造能力提出了更高的要求，如何利用手繪高效率地把模型建出來(lái)成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)首要挑戰(zhàn)，也是必須完成的目標(biāo)。針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)來(lái)看，采取行之有效的措施開發(fā)更符合實(shí)際功能的軟件（包括手繪渲染一體化軟件、數(shù)據(jù)提取軟件，三視圖的提取等），實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)一體化，真正做到智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。值得一提的是目前市場(chǎng)中出現(xiàn)的數(shù)位板這個(gè)新型計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)器材，在近幾年在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域迅速躥紅起來(lái)，其簡(jiǎn)單、快捷、人性化的設(shè)計(jì)越來(lái)越受到工業(yè)設(shè)計(jì)師的青睞，尤其是手繪功能最大程度的提高設(shè)計(jì)師的工作效率，提高了工業(yè)設(shè)計(jì)師捕捉靈感的機(jī)遇。還有一些諸如Rhino Pro/E等三維設(shè)計(jì)的更廣泛的應(yīng)用讓設(shè)計(jì)師可以很快地掌握建模技巧，更加快速便捷的實(shí)踐自己的設(shè)計(jì)理念。面對(duì)這種形勢(shì)，智能的人機(jī)交互式計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)將會(huì)成為未來(lái)設(shè)計(jì)行業(yè)的不可或缺的一環(huán)。

2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)效

2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1.1產(chǎn)品效果表現(xiàn)

效果圖是產(chǎn)品形態(tài)的展示， 也是產(chǎn)品內(nèi)涵的傳達(dá)。怎樣地使產(chǎn)品適于人的使用？ 如何使用者知曉？ 這就是工業(yè)設(shè)計(jì)者需要應(yīng)用與實(shí)踐的環(huán)節(jié)。概念化的設(shè)計(jì)理念可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)達(dá)到可視化的視覺實(shí)物形式。隨著科技與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， 動(dòng)畫效果表現(xiàn)形式也成為了產(chǎn)品展示與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。

2.2.2數(shù)字設(shè)計(jì)

人在設(shè)計(jì)理念是三維的，例如是有顏色、材料、硬度、形狀、尺寸、位置、相關(guān)零件、制造工藝等等相關(guān)概念的三維模型實(shí)物，甚至是帶有相當(dāng)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的三維實(shí)體。在工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生在三維輔助設(shè)計(jì)軟件的支持下從三實(shí)體模型開始設(shè)計(jì)，構(gòu)建的模型可能表達(dá)出設(shè)計(jì)構(gòu)思的全部幾何參數(shù)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程可以在三維模型進(jìn)行分析和改進(jìn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較，最終形成設(shè)計(jì)方案。同時(shí)建立完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，使設(shè)計(jì)的全部流程用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。通過(guò)三維輔助軟件的廣泛使用，使工業(yè)設(shè)計(jì)語(yǔ)言從二維設(shè)計(jì)向三維轉(zhuǎn)變，計(jì)算機(jī)輔助繪圖向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變。

2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的差異式教學(xué)

差異式教學(xué)的思想主要在于因人而異，滿足各個(gè)層次的學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求并且要有計(jì)劃、有目的地進(jìn)行教學(xué)。它是在“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”教學(xué)課程的指導(dǎo)思想下，預(yù)先制訂教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教授方式方法和最終的成績(jī)?cè)u(píng)定等方面根據(jù)學(xué)生現(xiàn)在具有的知識(shí)水平和能力，有效地考慮到學(xué)生之間的差異，實(shí)施差異式教學(xué)?，F(xiàn)代教育理念也就是綠色教育主要是將學(xué)生的自主創(chuàng)新能力放到教學(xué)的關(guān)鍵部位，而每位學(xué)生之間既具有發(fā)展的共同性特征，又表現(xiàn)出較大的個(gè)體差異，由于各種因素的影響，在“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”教學(xué)上表現(xiàn)出的差異性尤為明顯。

3.結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將隨著時(shí)代與科技的進(jìn)步在工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著設(shè)計(jì)理念的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新， 它的發(fā)展前景也是無(wú)可限量的。但是， 它只是工業(yè)設(shè)計(jì)者的輔助手段， 決不可能代替工業(yè)設(shè)計(jì)師的主導(dǎo)地位。它貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)流程的始終， 服務(wù)于產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)理念，作用于可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)要求，將為未來(lái)的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

李艷賓（1989-），男，漢族，現(xiàn)為鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)本科生

何勝利（1992-），男，漢族，現(xiàn)為鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)本科生