計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)分析

【摘要】伴隨著工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，計(jì)算法輔助設(shè)計(jì)也得到了立足點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的建模、虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)等。文章對計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展和內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)分析，在此基礎(chǔ)上對計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)行了探討分析，力求提高學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力。

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

美國第一臺繪圖計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)志著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的開始，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)發(fā)展到今天，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，包括軟件開發(fā)、機(jī)械設(shè)計(jì)、土木工程建筑等各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以適應(yīng)市場對產(chǎn)品多樣、個(gè)性及短研發(fā)周期的需求，同時(shí)還可以提高市場競爭力。

1.計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)概述

1.1 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，使其可以采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面，分別為：

（1）設(shè)計(jì)初始階段

利用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)調(diào)查市場，獲取資料，并對資料進(jìn)行分析、歸納，這也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念形成的前提。資料的完整性決定了產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否能成功建模。此外，網(wǎng)絡(luò)調(diào)查不僅可以獲得先進(jìn)、準(zhǔn)確的資料，還是一種低成本的調(diào)研方式。

（2）設(shè)計(jì)方案的表達(dá)階段

該階段是通過實(shí)際軟件將概念轉(zhuǎn)換為實(shí)體數(shù)字模型的過程，即將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念模型轉(zhuǎn)換為平面或?qū)嶓w三維數(shù)字模型。這個(gè)過程需要設(shè)計(jì)師綜合產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、環(huán)境因素、產(chǎn)品建模、裝配、設(shè)計(jì)修改等技術(shù)，使建立的模型更具有真實(shí)感，提高評價(jià)的準(zhǔn)確性。通過軟件建立模型后即可方便地對形狀、顏色等進(jìn)行修改。

（3）利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)表達(dá)設(shè)計(jì)方案

該階段主要是對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行宣傳、評價(jià)和展示。采用的介質(zhì)為計(jì)算機(jī)媒體，如產(chǎn)品演示動(dòng)畫、網(wǎng)絡(luò)評價(jià)、多媒體產(chǎn)品互動(dòng)等。

1.2 計(jì)算即輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的重要性

根據(jù)美國的相關(guān)調(diào)查顯示，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)在教育中具有重要意義。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)具有較高的準(zhǔn)確性，且便于修改、存儲和展示交流，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)中。繪制圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方法采用了原型技術(shù)，該技術(shù)可以代替油泥模型，提供快速的建模。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)還是一種利用虛擬現(xiàn)實(shí)的方法對產(chǎn)品進(jìn)行仿真演示。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的開發(fā)周期較短，可以將設(shè)計(jì)、分析和制造一體化，進(jìn)行并行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)反饋。

2.計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)分析

目前，雖然認(rèn)識到計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的重要性，但采用的教學(xué)方式過于單一，教學(xué)內(nèi)容不能很好的引起學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，為此可從以下幾個(gè)方面提高計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量。

2.1 提高軟件運(yùn)用的綜合意識

教師應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生軟件使用技巧和使用軟件解決問題的意識。利用各個(gè)設(shè)計(jì)軟件解決問題可以發(fā)揮很大的作用，如工業(yè)設(shè)計(jì)師可以利用作圖可以提高作圖效率，還可利用三視圖進(jìn)行展示，利用三維軟件實(shí)現(xiàn)平面設(shè)計(jì)，通過在三維軟件中進(jìn)行透視和渲染效果的調(diào)整，可降低平面類軟件在立體效果實(shí)現(xiàn)上的困難。

2.2 強(qiáng)化工程類軟件教學(xué)

由于工業(yè)設(shè)計(jì)是面向制造的，其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、建模都是為后續(xù)工程設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，因此工程類軟件會(huì)涉及到產(chǎn)品的開具模型階段。作為工業(yè)設(shè)計(jì)師，需評定自己的設(shè)計(jì)能否最終加工成型。而工程類軟件功能的完善，增強(qiáng)了曲面建模的能量，可以實(shí)現(xiàn)很多復(fù)雜的模型，提供便捷的修改功能和模型分析功能。因此，掌握工程類軟件對設(shè)計(jì)師而言具有重要的作用，加強(qiáng)該類軟件的教學(xué)對提高設(shè)計(jì)能力具有重要意義。

2.3 進(jìn)行實(shí)踐提高綜合能力

教師對學(xué)生的教學(xué)只是單純的依據(jù)教材進(jìn)行，根據(jù)教材中的軟件操作指示進(jìn)行學(xué)習(xí)。該類教學(xué)可以使學(xué)生學(xué)習(xí)到基本模型和復(fù)雜模型的創(chuàng)建、渲染等基礎(chǔ)知識。但是不能滿足企業(yè)對實(shí)際工作能力的需求。因此，應(yīng)改進(jìn)教學(xué)方式，提高與企業(yè)接觸的機(jī)會(huì)。如開展校外實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生可以在企業(yè)中綜合運(yùn)用各個(gè)軟件，提高綜合能力；或者請企業(yè)的設(shè)計(jì)師到學(xué)校為學(xué)生講解具體項(xiàng)目的流程，對學(xué)生提出企業(yè)需求的技能、知識。這不僅可以提升學(xué)生的實(shí)際技能，還可以為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)的教師提供學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，促進(jìn)教學(xué)的改革。

2.4 在教學(xué)中加強(qiáng)造型分析能力

使學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、運(yùn)用合理的方法解決問題是計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中的重要方面。教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是如何在實(shí)際操作中，加強(qiáng)學(xué)生對造型的分析能力。只灌輸理論知識的方法很難使學(xué)生對軟件的使用方法融會(huì)貫通，也就不能設(shè)計(jì)出好的造型。因此在教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)多采用案例，以實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，對軟件各個(gè)部分進(jìn)行融會(huì)貫通。此外，還可以使學(xué)生對實(shí)際造型進(jìn)行分析，深入分析造型設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)、比例和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提高學(xué)生的分析、思考能力。在此過程中還可加入手繪環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。這種利用實(shí)物模型教學(xué)的方式可以提高學(xué)生對軟件的綜合運(yùn)用能力和分析能力。

2.5 自編教程案例進(jìn)行教學(xué)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，很多教材中的實(shí)例已經(jīng)不適應(yīng)新時(shí)代的特點(diǎn)，變得陳舊、過時(shí)，其建模方法不適合學(xué)生學(xué)習(xí)。教師可采用自編教程案例的方式進(jìn)行教學(xué)，該方法以國家標(biāo)準(zhǔn)教材為依據(jù)，考慮時(shí)代需求，編寫產(chǎn)品建模教程，并以實(shí)際產(chǎn)品為案例，重點(diǎn)描述建模的技巧，使學(xué)生可以看到具體的圖片、視頻。此外，還可結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品展示進(jìn)行教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對實(shí)物模型的思考、分析，增強(qiáng)實(shí)物模型與虛擬模型的比例關(guān)系的把握能力。

2.6 師生共同參與

由于課堂時(shí)間的限制，學(xué)生對案例學(xué)習(xí)和實(shí)際操作的時(shí)間較少。課堂上，老師應(yīng)集中對學(xué)生上機(jī)時(shí)的問題進(jìn)行解答。為節(jié)省時(shí)間，提高效率，可先匯總學(xué)生問題，將典型問題進(jìn)行解答，使學(xué)生快速的理解建模的思想和技巧，提高學(xué)生的分析能力。老師還可以組織學(xué)生參加設(shè)計(jì)比賽，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。比賽通常是實(shí)際題目，學(xué)生需根據(jù)題目進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就可以使學(xué)生在實(shí)戰(zhàn)的環(huán)境下學(xué)習(xí)，通過“頭腦風(fēng)暴”的方式討論、分析問題，進(jìn)而充分發(fā)揮自身的主動(dòng)性，最終完成設(shè)計(jì)。教師可根據(jù)學(xué)生的想法進(jìn)行指導(dǎo)，或通過網(wǎng)絡(luò)、資源共享等方式，將課堂上沒有的知識傳授給學(xué)生，進(jìn)一步提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。

3.總結(jié)

隨著全球信息化的發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)也隨之不斷提升，設(shè)計(jì)模式不斷向數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。因此，在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中，應(yīng)采取科學(xué)合理的方式，適應(yīng)新時(shí)代的需求，為社會(huì)提供綜合能力強(qiáng)、具有一定實(shí)踐能力的設(shè)計(jì)人才。

參考文獻(xiàn)

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