工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐技能競賽項目訓練要點的實踐與探討

黃韜弘

[摘? ? ? ? ? ?要]? 技能大賽是檢驗一所職業(yè)學校技能型人才培養(yǎng)水平和教育教學質(zhì)量的“試金石”，其中工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐技能比賽是近年來推出的職業(yè)學校競賽項目，全國職業(yè)院校技能大賽與職業(yè)教育發(fā)展緊密相連，對扭轉(zhuǎn)社會對職業(yè)學校的偏見，技能大賽是非常重要的平臺與載體。為提高職業(yè)學校工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技能大賽的成績，結(jié)合工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技能比賽的試題，分析技能比賽的特點，提出工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計訓練的一些要點。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐;inventor;技能比賽;訓練要點

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）33-0157-03

工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計（CAD）技術(shù)是近年來推出的職業(yè)學校技能競賽項目，所使用的軟件是Autodesk公司推出的軟件Inventor系列。該軟件從2010年至今每年更新，從Inventor2010版本到如今的2020版本，每年的國賽、省賽、市賽也跟隨升級。

到目前為止，該項目也舉辦了多年的國賽。筆者所在的廣東省，每年都會為此舉辦市賽、省賽、國賽選拔賽，每年會選拔出3～4名選手代表廣東省參加國賽。筆者從2010年開始接觸該軟件，并組織學生參加比賽，至今已經(jīng)代表廣東省參加了四次國賽。獲得省一等獎8人次，二等獎6人次，國賽二等獎4人次，三等獎2人次。其中輔導的學生在2019年落幕的中等職業(yè)院校技能比賽中獲得該項目的廣東省第一、二、六名。

目前，該項目由于開展條件較低（只需一臺電腦），并能鍛煉學生作圖、三維空間等能力，逐漸受到各學校的重視并相繼開展了該項目。本文探討的主要內(nèi)容是通過歷年來國賽的試題分析，如何才能高效地開展技能比賽訓練工作，探索如何將技能競賽中的收獲用到日常教學中。

一、Autodesk Inventor軟件簡介及優(yōu)勢

Inventor是美國AutoDesk公司推出的一款面向產(chǎn)品設(shè)計和工程的專業(yè)級三維CAD軟件Autodesk Inventor Professional（AIP），目前已推出最新版本AIP2020。同時還推出了移動版本，在App Stor有售。是制造業(yè)數(shù)字樣機解決方案中的重要組成部分。它包括從產(chǎn)品設(shè)計、工程設(shè)計、工程分析到市場推廣的全過程，使企業(yè)降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期，提升了市場競爭力，帶來了良好的經(jīng)濟效益。

該軟件主要適合機械和近機械類專業(yè)、計算機專業(yè)的學生學習這個軟件，主要是由這個軟件本身的特點、中職學生的特點和市場的需求所決定的。該軟件界面簡單、人機交互功能強，具有很強的實踐性，已經(jīng)在社會上的許多諸如中小家電企業(yè)中得到了廣泛應用，而筆者所在的珠三角有很多中小家電企業(yè)，企業(yè)對這類人才有很強的需求。而中職學生本身的特點是學習基礎(chǔ)不好，學習耐心較弱，像Inventor這樣的軟件有很多功能都很簡單，容易上手，因此適合中職學生學習。而另一方面，學習任何一種軟件入門簡單，但是做到精通絕非易事。Inventor也不例外。它功能強大，指令和參數(shù)設(shè)置很多，真正掌握起來也是有一定難度的。結(jié)合以上對該軟件特點的研究與分析，針對學生的現(xiàn)狀，怎樣把該軟件的這些知識點進行梳理，再用怎樣的形式教授給學生才能取得最佳的教學效果，使學生真正學到東西，是筆者在教學及訓練過程中需要不斷探索與研究的主要問題。

二、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)競賽試題分析

（一）軟件使用情況分析

通過分析2010年至2019年全國及廣東省職業(yè)學校工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計學生技能大賽試題，筆者發(fā)現(xiàn)，在四個小時之內(nèi)要完成零件建模、裝配、創(chuàng)意設(shè)計、產(chǎn)品效果圖渲染、產(chǎn)品裝配動畫及今年的展示動畫，時間上非常緊張，可以說，大部分學生是無法完成題目要求的。廣東省賽要求做2～4個產(chǎn)品，2017、2018年國賽均需要完成3個模塊5道題。因此，要求在軟件的應用上要做到非常熟練。從題目涉及的inventor軟件知識點來看，實體建模、曲面的使用、特征的放置、部件裝配、資源中心、工程圖、爆炸圖、渲染圖、裝配視頻等各方面都有涉及，同時，還要求掌握理解和靈活運用“自下而上”及“自上而下”兩種建模方法，熟練掌握“多實體”建模技術(shù)。因此，學生對Inventor軟件這些功能的掌握必須全面、熟練和精通。

（二）競賽試題類型分析

從2013年國賽及2018年國賽樣題來看，近幾年的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)技能競賽試題分為兩大部分：基礎(chǔ)設(shè)計部分、設(shè)計創(chuàng)新部分?；A(chǔ)設(shè)計部分參賽選手需在比賽現(xiàn)場根據(jù)給出的設(shè)計圖完成現(xiàn)有產(chǎn)品模型建立與設(shè)計表達。需提交的文件包括產(chǎn)品的零件、部件、工程圖及效果圖等。部件包括裝配模型、表達視圖模型;工程圖包括產(chǎn)品的六視圖、爆炸圖、零件圖。設(shè)計創(chuàng)新部分包括參賽選手需在比賽現(xiàn)場根據(jù)給定的設(shè)計要求，完成產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新、模型建立與設(shè)計表達。設(shè)計要求包括產(chǎn)品的尺寸、功能等方面的要求;設(shè)計表達包括產(chǎn)品的工程圖（六視圖、爆炸圖等）及說明文檔。比賽240分鐘。分值如表1所示。

從試題類型看，要求學生不但具有扎實的軟件建?；A(chǔ)，還要有較強的設(shè)計創(chuàng)新能力。題型一為讀工程圖還原產(chǎn)品，題型二為產(chǎn)品還原并在此基礎(chǔ)上進行產(chǎn)品改進，題型三為創(chuàng)客實踐、創(chuàng)意設(shè)計題目。如2018年全國工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐技能競賽題庫之一的“臺燈”，除了按給出的圖紙及要求完成臺燈的建模與表達以外，還要求對臺燈設(shè)計進行改進。題目這樣寫道：該臺燈包含尺寸較大的底座，需在工作臺上占用一定的空間。市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，用戶希望去掉臺燈底座，通過尺寸較小、可與工作臺連接在一起的固定座將臺燈放置在工作臺面邊緣;或?qū)⑦@一尺寸較小的固定座安裝在工作臺的墻壁表面，從而節(jié)約臺面空間。除了文字描述，還有如此具體的要求。如底座固定座面積不超過80mm×80mm，固定座能夠在10mm～60mm的工作臺固定在一起等。這類題目其實已經(jīng)將軟件的使用技巧放在其次，軟件只是一個工具，而將競賽的細節(jié)及Inventor進行的創(chuàng)意設(shè)計提到了新的要求。

（三）獲獎技巧分析

要在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技能比賽中獲得好成績，首先要求我們的學生選手熟練掌握Inventor軟件的使用，對操作速度及繪圖的準確度要求極高，要做到一見圖紙就能在頭腦中產(chǎn)生立體模型，除了產(chǎn)品的外觀還需知道產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造，一產(chǎn)生模型就能確定建模的方法，這是基本能力。要把握好創(chuàng)意的含義，設(shè)計的產(chǎn)品要能用、好看、符合實際情況，不能盲目地創(chuàng)意而不考慮產(chǎn)品的實際用途，這是部分學生競賽時容易犯的錯誤。

省賽、國賽近幾年有加大創(chuàng)意分值的趨勢，這對學生的創(chuàng)意提出了更高的要求，同時也就對學生提出了需要平時多注意觀察，多結(jié)合生活實際，從人體工程學、色彩等也提出了一定的要求。除此之外，國賽從最初的兩題發(fā)展到目前的三模塊5小題來看，速度也是訓練的另一關(guān)鍵點。競賽訓練時，教練需要從這些部分對選手進行輔導訓練。

三、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐技能比賽訓練要點

（一）基礎(chǔ)知識訓練

根據(jù)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)競賽的實際要求，掌握好Inventor軟件的使用是關(guān)鍵的第一步，而只掌握軟件的使用遠遠還不夠，但也沒有必要將工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計大賽必備的知識點和工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的相關(guān)基礎(chǔ)課程等同起來，這樣既不必要也浪費時間。比賽訓練的關(guān)鍵應該在軟件的實際操作和設(shè)計兩塊進行?？梢圆捎脵C械零件實體建模和拆裝簡單產(chǎn)品并建模進行訓練。對學生進行基礎(chǔ)訓練。在這個階段，教師還要提醒學生注意產(chǎn)品的色彩搭配，養(yǎng)成良好的審美觀，避免單一的訓練機械零件。在這一階段，對于沒有讀圖基礎(chǔ)的學生來說，還要補上讀圖這一基礎(chǔ)課。同時，為了讓學生養(yǎng)成一個良好的繪圖習慣提出諸如繪制草圖盡可能的簡單，在繪制草圖時就要想到三維時的特征，如果可以用三維特征輕松完成的操作，絕不在草圖中完成。草圖中盡量不要出現(xiàn)修剪、鏡像、陣列、圓角、倒角、多圖形組合等操作。

（二）技能提升訓練

在學生已經(jīng)能夠進行簡單產(chǎn)品設(shè)計以后，可以針對一些復雜產(chǎn)品如電插排、電風扇、電話、電水壺、鼠標等產(chǎn)品進行練習。繪制這些產(chǎn)品，就必須學習曲面的造型、零件的裝配、產(chǎn)品的展示動畫制作及渲染。同時，在提高技術(shù)的同時，機械零件三維模型的訓練還需繼續(xù)，并對選手提出更高要求，不能僅僅是“會做”，必須對每做一個零件計時，以提高看圖及操作軟件的速度。速度及質(zhì)量是競賽成績的關(guān)鍵點，自始至終都不能松懈。訓練時，還要將零件的裝配、工程圖、表達視圖、裝配動畫等進行專項訓練，要求學生在完成這些內(nèi)容時以最快的速度完成，精確到分鐘。

產(chǎn)品的渲染是一大關(guān)鍵點，很多時候給評委留下第一印象的就是渲染圖了。因此，在這一部分訓練時，除了要求學生多觀察實際產(chǎn)品以外，教練還需要對色彩、產(chǎn)品形態(tài)、人體工程學等方面有所了解，并總結(jié)教授給學生，讓學生也能較為靈活地使用。如提出：渲染圖中主體大小適中注意不可有曝光過度問題，擺放位置和大小要合理，選用背景色時要注意，背景和前景要能明顯區(qū)分等這類詳細的要求。

在這一階段，為了提高學生建模的速度，還需要對學生強調(diào)快捷鍵的使用，要求學生設(shè)置適合自己的快捷鍵。要求盡量使用快捷鍵，少用鼠標點擊功能鍵，加快鼠標移動速度。提高作圖、看圖的能力。新版本的Inventor中，還可以使用右鍵滑動手勢執(zhí)行命令，在實際過程中，也有學生使用這種方法。訓練過程中，還要根據(jù)學生的性格特點引導學生使用適合自己的方法。

（三）綜合模擬訓練

通過前兩個訓練階段，學生已經(jīng)全部掌握了工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計技能比賽的技術(shù)部分，接下來就需要綜合模擬訓練了。筆者認為，這部分應該重點放在學生的“速度”上。近幾年的題目來看，四小時完成多個作品，除了對技術(shù)、創(chuàng)意、產(chǎn)品構(gòu)造等要求外，最重要的就是競賽完成度的問題了。不少學生有很好的創(chuàng)意，技術(shù)也不錯，但是因為速度太慢，在比賽過程中只完成了一小部分試題而導致進得了省賽、國賽也拿不到獎的情況。因此，這一階段除了要鍛煉選手產(chǎn)品的制作、創(chuàng)意以外，還要強調(diào)繪制產(chǎn)品的速度。

在訓練和比賽過程中，選手的心理素質(zhì)也起到重要的作用。因此，師生間要經(jīng)常溝通與交流，了解思想動態(tài)，通過正確的訓練來提高選手的心理素質(zhì)。因此，教練要鼓勵學生大膽創(chuàng)意、刻苦訓練的同時，多主動與兄弟院校交流，主動外出參加交流模擬，及時總結(jié)、提高學生的臨場應變能力，減少失誤。對于賽場可能出現(xiàn)的情況，如系統(tǒng)死機、斷電、裁判走動等可能發(fā)生的情況，盡量在測試中模擬出現(xiàn)，如拉電閘，在學生比賽時在學生后面觀察等訓練學生臨場應變能力。

四、結(jié)語

以上就是從軟件使用、競賽考題、訓練方法等幾方面對工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐技能競賽的幾點思考。優(yōu)選選手、打牢基礎(chǔ)、兼顧創(chuàng)新、強調(diào)速度以及作品完成度是工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計（CAD）競賽獲得好成績的法寶。希望在“中國制造2025”的大環(huán)境下，為新興的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計行業(yè)培養(yǎng)出更多更優(yōu)質(zhì)的設(shè)計人才。

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編輯 馮永霞