從手繪及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)表達(dá)反思工程制圖的教學(xué)

蘇小芳

摘 要：工程制圖作為高職產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和提高設(shè)計(jì)表達(dá)的科學(xué)性，為后續(xù)設(shè)計(jì)表達(dá)課程打下基礎(chǔ)。因此從學(xué)生在后續(xù)課程——設(shè)計(jì)手繪和計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模中出現(xiàn)的問(wèn)題入手，重新思考產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)專業(yè)的工程制圖課程的教學(xué)重點(diǎn)，對(duì)于制圖課的教學(xué)改革與學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)都具有重要意義。

關(guān)鍵詞：工程制圖；產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)；構(gòu)型分析；構(gòu)型設(shè)計(jì)；截交線；相貫線

對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)表達(dá)是舉足輕重的專業(yè)技能，特別是對(duì)于高等職業(yè)院校的產(chǎn)品造型專業(yè)畢業(yè)生來(lái)說(shuō)，最重要的兩種設(shè)計(jì)表達(dá)技能——手繪和計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模就是核心職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

手繪表達(dá)是快速展示創(chuàng)意和設(shè)計(jì)思路重要方式，在設(shè)計(jì)創(chuàng)新、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程中起著不可替代的作用，如記錄創(chuàng)意構(gòu)思、拓展思維、方案溝通與創(chuàng)意共享。[1]手繪的一大特征是直觀性，能把腦海中無(wú)形的思維轉(zhuǎn)化為直觀的圖形，化抽象為具象，讓客戶或者企業(yè)其他部門人員，甚至非專業(yè)人員看到表現(xiàn)圖都可以了解設(shè)計(jì)者的創(chuàng)意。[2]計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模指借助計(jì)算機(jī)軟件如PRO-E（Pro/engineer）、Rhino（Rhinoceros犀牛）及SolidWorks等模擬出產(chǎn)品的造型、結(jié)構(gòu)與材料。

工程制圖課程作為產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具有一定的繪制和識(shí)讀工程圖樣的能力、空間想象和思維能力以及繪圖的實(shí)際技能。工程制圖課程的教學(xué)質(zhì)量一方面決定了學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)踐中繪制工程圖樣的水平，另一方面則影響一些后續(xù)設(shè)計(jì)表達(dá)課程（主要是手繪課和計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模課）的開(kāi)展——這一點(diǎn)常常被忽略。但隨著軟件PRO-E（Pro/engineer）與SolidWorks的普及，該門課程對(duì)于設(shè)計(jì)工程圖制作的影響已經(jīng)弱化，而對(duì)于后續(xù)設(shè)計(jì)表達(dá)課程的影響雖隱匿實(shí)則十分深遠(yuǎn)。原因如下：

第一，高職產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)專業(yè)的生源基本都是藝術(shù)生，在入學(xué)時(shí)他們大多已具備了將三維形象轉(zhuǎn)化為二維平面圖形的能力。

第二，三維軟件PRO-E（Pro/engineer）與SolidWorks已經(jīng)能輕松實(shí)現(xiàn)從三維模型到工程圖的自動(dòng)輸出，從業(yè)人員只需知曉工程圖相關(guān)格式標(biāo)準(zhǔn)即可獲取精確的工程圖，換言之，設(shè)計(jì)工程圖的繪制很大程度上已不再依賴設(shè)計(jì)師的制圖技能。

第三，構(gòu)型分析是工程制圖課的重要內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生的理性思維如邏輯判斷、分析和推理方面起重要作用，并直接影響其建模思路的形成。

因此，后續(xù)設(shè)計(jì)表達(dá)課程（手繪課和計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模課）能客觀地反映出工程制圖課程的教學(xué)效果和教學(xué)中應(yīng)該注意的問(wèn)題，為其課程改革提供一些依據(jù)。筆者通過(guò)對(duì)近幾年手繪課和計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模課的分析，發(fā)現(xiàn)以下幾方面的問(wèn)題應(yīng)與工程制圖的教學(xué)有關(guān)：

第一，手繪表達(dá)想象形態(tài)（即頭腦中所構(gòu)想的形態(tài)）時(shí)往往無(wú)從下手，特別是對(duì)復(fù)雜形體、截交線和相貫線的表達(dá)，一直是學(xué)生的弱項(xiàng)。

第二，手繪時(shí)對(duì)形體的表達(dá)常出現(xiàn)透視上的錯(cuò)誤，例如同一件產(chǎn)品中各個(gè)部件的透視關(guān)系相互矛盾。

第三，利用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模時(shí)，許多學(xué)生往往不能準(zhǔn)確分析產(chǎn)品各部分形體的構(gòu)成，導(dǎo)致三維建模低效甚至失敗，后續(xù)的模型渲染更無(wú)從談起，直接影響效果圖的制作。

這些情況表明，學(xué)生在設(shè)計(jì)表達(dá)方面，缺乏在二維平面上準(zhǔn)確直觀地表現(xiàn)想象形態(tài)的三維立體圖形的能力，而在三維空間中建模受阻則是構(gòu)型分析能力不足的必然結(jié)果，而究其根本原因，則是學(xué)生欠缺必要的邏輯思維能力，對(duì)形體的構(gòu)成缺乏理解和判斷。

其實(shí)，這也正是大多數(shù)藝術(shù)生的普遍特點(diǎn)，他們?cè)谌雽W(xué)之前均具備一定的觀察能力以及繪畫技巧。然而，學(xué)生對(duì)于形體的描繪大多是建立在感性的觀察和感受上，未能理解和分析形體的體塊關(guān)系；同時(shí)他們所接受的美術(shù)訓(xùn)練基本上以再現(xiàn)所見(jiàn)事物為主，這也是其手繪時(shí)對(duì)想象形態(tài)的表達(dá)束手無(wú)策的重要原因。但設(shè)計(jì)是創(chuàng)造，設(shè)計(jì)表達(dá)需要再現(xiàn)的不是所見(jiàn)而是所想。

因此，筆者認(rèn)為，針對(duì)生源基本都是藝術(shù)生的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)專業(yè)，高職的工程制圖課應(yīng)重視以下幾方面教學(xué)內(nèi)容，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的邏輯思維能力，才能為他們學(xué)習(xí)后續(xù)的設(shè)計(jì)表達(dá)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 以三視圖的讀圖識(shí)圖與軸測(cè)圖的繪制為教學(xué)重點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生將二維平面圖轉(zhuǎn)化為三維立體形象的能力和構(gòu)型分析能力

在工程制圖中，二維平面圖與三維立體圖之間的轉(zhuǎn)換是可逆的，這兩種轉(zhuǎn)化都是傳統(tǒng)工程制圖的教學(xué)內(nèi)容，但筆者認(rèn)為，針對(duì)對(duì)于高職產(chǎn)品造型專業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)以及后續(xù)設(shè)計(jì)表達(dá)課程出現(xiàn)的問(wèn)題，教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在二維平面圖到三維立體圖的轉(zhuǎn)化上，即三視圖的讀圖識(shí)圖與軸測(cè)圖的繪制，理由如下：

第一，產(chǎn)品造型專業(yè)的學(xué)生大多有繪畫基礎(chǔ)，軸測(cè)圖在表現(xiàn)形體方面更具空間感和直觀性因而容易識(shí)讀——這兩點(diǎn)決定了他們往往較快掌握從三維立體圖到二維平面圖的轉(zhuǎn)換。

第二，二維平面圖到三維立體圖的轉(zhuǎn)化更能鍛煉學(xué)生的空間想象力、邏輯推理和構(gòu)型分析能力。

三視圖讀圖識(shí)圖指的是從二維平面圖分析、判斷從而建立起形體的三維立體形象。識(shí)讀三視圖不單需要讀圖者有一定的空間想象力，還需要讀圖者具備一定的邏輯判斷能力和推理能力，方能構(gòu)建出形體的三維立體形象，這也是準(zhǔn)確繪制軸測(cè)圖的前提。軸測(cè)圖的繪制建立在正確理解體塊關(guān)系和構(gòu)型的基礎(chǔ)上，因此掌握軸測(cè)圖的繪制不僅能為學(xué)生日后學(xué)習(xí)手繪打下基礎(chǔ)，而且也有利于日后學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟件輔助產(chǎn)品建模課程——良好的構(gòu)型分析能力是形成建模思路的必備條件。

第三，軸測(cè)圖在表現(xiàn)形體方面更具空間感和直觀性，因此對(duì)手繪表達(dá)也更具參考意義。

2 截交線、相貫線的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在于掌握其變化規(guī)律

無(wú)論是對(duì)于機(jī)械類還是非機(jī)類的專業(yè)，相貫線的準(zhǔn)確求解一直以來(lái)都是傳統(tǒng)工程制圖教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。但筆者認(rèn)為，對(duì)于產(chǎn)品造型專業(yè)來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)不在于準(zhǔn)確（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）（上接第頁(yè)）求解，而在于預(yù)測(cè)各種形體相交時(shí)截交線、相貫線的形態(tài)變化規(guī)律，從而在進(jìn)行產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)構(gòu)想時(shí)有一定的預(yù)判，在手繪表達(dá)時(shí)才不至于不知所措。

教學(xué)時(shí)可借助三維軟件如PRO-E（Pro/engineer）和SolidWorks進(jìn)行形體相交的模擬，通過(guò)各個(gè)形體尺寸和位置的變化，引導(dǎo)學(xué)生觀察、總結(jié)其截交線、相貫線的形態(tài)變化規(guī)律。

3 加強(qiáng)構(gòu)型設(shè)計(jì)訓(xùn)練，提高學(xué)生表達(dá)想象形態(tài)的能力

形體的構(gòu)型設(shè)計(jì)是工程圖學(xué)思維方式培養(yǎng)的重要方法[3]，同時(shí)也是培養(yǎng)想象形態(tài)表達(dá)能力的重要手段。進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)時(shí)需要調(diào)動(dòng)創(chuàng)意思維與邏輯思維，將投影理論靈活運(yùn)用到形態(tài)的設(shè)計(jì)與表達(dá)中，從而在二維平面上表達(dá)想象的三維立體形態(tài)。加強(qiáng)構(gòu)型訓(xùn)練不僅能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性，也為手繪表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

4 小結(jié)

高職藝術(shù)類產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的工程制圖課程應(yīng)結(jié)合本專業(yè)與生源的特點(diǎn)，與時(shí)俱進(jìn)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容促進(jìn)課程改革，從而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生制圖技能與思維能力的教學(xué)目的，使工程制圖課程在本專業(yè)的課程體系中發(fā)揮應(yīng)有的作用。本文是作者在從事工程制圖教學(xué)過(guò)程中的一些心得體會(huì)，希望能對(duì)該課程的設(shè)置和發(fā)展起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于連.產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)手繪表達(dá)改革探索[J].美術(shù)教育研究，2016（3）：120-121.

[2] 石仙花.手繪能力的培養(yǎng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中的重要性[J].大眾文藝，2016（23）：236.

[3] 熊志勇，羅志成，陳錦昌，姜立軍，鄧學(xué)雄，劉林，陳熾坤[J].基于創(chuàng)新性構(gòu)型設(shè)計(jì)的工程圖學(xué)教學(xué)體系研究.圖學(xué)學(xué)報(bào)，2012（2）：108-112.