的產(chǎn)品設計課程教學改革與實踐
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【摘要】闡述以沉浸感、交互性和構(gòu)想性為主要特性的虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展為產(chǎn)品設計課程改革所帶來的新啟發(fā)和思維。提出在虛擬仿真技術(shù)背景下產(chǎn)品設計課程創(chuàng)新改革的路徑。認為虛擬技術(shù)帶來的技術(shù)創(chuàng)新是不可逆轉(zhuǎn)的，其所蘊含的高科技元素可以為產(chǎn)品設計課程發(fā)展提供更多元化的形式，也為設計人才培養(yǎng)提供更廣闊的平臺。
【關(guān)鍵詞】虛擬仿真；產(chǎn)品設計；教學改革
隨著科技與互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，教育現(xiàn)代化實施加快推進，推動以互聯(lián)網(wǎng)和新興技術(shù)等手段服務教育教學過程的新型教育教學模式。在此發(fā)展趨勢下，傳統(tǒng)產(chǎn)品設計課程充分利用新興信息技術(shù)開展人才培養(yǎng)模式和教學方法改革顯得十分重要與迫切。而虛擬仿真技術(shù)發(fā)展為產(chǎn)品設計課程創(chuàng)新、改革教學形式和手段，提供了巨大潛力和技術(shù)支撐。
1虛擬仿真技術(shù)目前應用和發(fā)展的現(xiàn)狀
虛擬仿真指借助計算機及最新傳感器技術(shù)創(chuàng)造的一種嶄新的人機交互手段，它在多維信息空間上創(chuàng)建具有交互效能多維化的虛擬信息環(huán)境，使用戶具有身臨其境的沉浸感，具有與環(huán)境完善的交互作用能力，并有助于啟發(fā)構(gòu)思。目前虛擬仿真技術(shù)已在航空航天、軍事、科研、工業(yè)、醫(yī)學、教育、娛樂等許多領(lǐng)域得到了應用。國外高校運用虛擬仿真技術(shù)進行了一系列值得關(guān)注和學習的教育變革與應用創(chuàng)新。國外高校以信息技術(shù)推動實驗教學改革的案例中，提倡建設具備數(shù)字化學習條件和虛擬實驗環(huán)境的未來教學實驗室，使教學環(huán)節(jié)和實驗環(huán)節(jié)相結(jié)合，這能夠節(jié)省購買昂貴設備的費用，還可以實現(xiàn)設備的共享。如在英國，英國開放大學開放科學實驗室構(gòu)建了3D沉浸式環(huán)境，可支持遠程控制、虛擬儀器、交互多媒體實驗以及在線分析研究的研發(fā)平臺，目前實驗室能夠在線實現(xiàn)所有的實驗室功能，學生通過網(wǎng)絡可以完成整個實驗項目。而且，實驗室還架設了一批集網(wǎng)絡應用和虛擬現(xiàn)實為一體的實驗室，可以實現(xiàn)虛擬儀器的在線共享等功能。虛擬仿真技術(shù)應用與發(fā)展需要較大的資金投入，而且起點難度高。國內(nèi)對其的研究起步較晚，所以與一些早期發(fā)展技術(shù)的國家比較起來有差距，但政府及相關(guān)學科的專家已經(jīng)對其加以重視，并制定和開展對虛擬仿真技術(shù)研究的計劃，例如九五計劃、國家自然科學基金、863計劃等都把虛擬仿真技術(shù)列入了研究項目。北京航空航天大學計算機系是最早進行虛擬仿真技術(shù)研究和應用的高校，重點關(guān)注虛擬仿真基礎(chǔ)性研究和航空仿真，已研究開發(fā)出用于飛行員訓練的VR系統(tǒng)，從多方面優(yōu)化和提升了培養(yǎng)飛行員的過程與效果。而在教學改革方面，國內(nèi)各高校分別進行不同學科、專業(yè)內(nèi)的虛擬仿真技術(shù)應用與教學改革研究，如桂林理工大學王建華等教師在2018年2月《湖南包裝》雜志上發(fā)表的《新工科背景下包裝設計虛擬仿真實踐教學與創(chuàng)新平臺的構(gòu)建》，該教改論文從包裝設計基礎(chǔ)實驗模塊、包裝設計綜合實驗模塊和包裝設計創(chuàng)新模塊3個模塊為出發(fā)點，構(gòu)建了包裝設計虛擬仿真實驗教學與創(chuàng)新平臺，并應用于實踐，取得預期成果。目前虛擬仿真技術(shù)向民用商業(yè)領(lǐng)域推廣和應用的趨勢非常強，從應用而言，虛擬仿真現(xiàn)在已經(jīng)逐步深入到人們生活中的方方面面。
2虛擬仿真技術(shù)背景下產(chǎn)品設計課程改革思路
隨著虛擬仿真技術(shù)在各領(lǐng)域的普及與深入，以及逐步介入到教育教學中。根據(jù)產(chǎn)品設計專業(yè)應用型學科的特點和專業(yè)特性，在虛擬仿真技術(shù)背景下有以下幾個方面的改革思路。
2.1利用虛擬仿真技術(shù)打破實踐教學瓶頸
因為設計本身是一門應用學科，因此產(chǎn)品設計人才培養(yǎng)方案當中課程設置有占比不少的實踐類課程，如模型制作、傳統(tǒng)工藝與制作等課程，這些課程教學涉及到產(chǎn)品模型的制作和產(chǎn)品實驗驗證。產(chǎn)品模型制作是產(chǎn)品設計過程中的重要環(huán)節(jié)。在課程當中制作模型和對產(chǎn)品模型實驗的主要目的是幫助設計師推敲設計形態(tài)，展示與交流設計理念，驗證設計成果。但是通常模型制作耗時長，資源消耗大，部分模型制作步驟對身體和環(huán)境有影響，而且存在場地、設備經(jīng)費不足以及部分加工機械操作危險性大等問題，因此對于模型制作實踐和實驗環(huán)節(jié)效果制約較大。而借助虛擬技術(shù)將模型制作實踐環(huán)節(jié)在虛擬環(huán)境中進行，能夠為產(chǎn)品模型制作提供更豐富的資源與加工方式選擇，有效解決實踐教學資源有限的問題。對產(chǎn)品模型人機工程和機械機構(gòu)、結(jié)構(gòu)合理性等驗證分析的手段也更豐富、更科學，交互效果更好，能有效解決傳統(tǒng)實踐教學方式陳舊等問題。在虛擬仿真實驗教學平臺建設完成后，引入自主研發(fā)的傳統(tǒng)工藝文化虛擬仿真項目，如廣西木作器具虛擬實驗平臺、侗族木作結(jié)構(gòu)建筑虛擬實驗平臺等，不僅能夠很好地學習和有效傳承中國優(yōu)秀傳統(tǒng)手工技藝，而且拓展了實踐教學內(nèi)容，提高學生的實踐創(chuàng)新能力，也突破學生在民俗、民藝等領(lǐng)域研究學習必須外出實地考察的局限。
2.2打造智能產(chǎn)品設計課程群與虛擬技術(shù)相融合
在互聯(lián)網(wǎng)思維的影響下，新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)使得創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為現(xiàn)今新型教育發(fā)展的核心，而設計思維及設計相關(guān)課程又是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，因此對產(chǎn)品設計課程設置需進一步完善。在體驗經(jīng)濟發(fā)展下，用戶對體驗設計的要求越來越高，產(chǎn)品設計需要滿足用戶“交互、即時、精準、個性化”的要求。傳統(tǒng)產(chǎn)品從技術(shù)和理念層面都難以滿足用戶的體驗需求，而虛擬仿真技術(shù)綜合了計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種科學技術(shù)，因此，產(chǎn)品設計專業(yè)課程需打造與虛擬仿真技術(shù)能完美結(jié)合的智能產(chǎn)品設計課程群，在產(chǎn)品研究類別上主要針對智能產(chǎn)品設計、服務與體驗設計，就其開發(fā)、設計、創(chuàng)新、生產(chǎn)、后續(xù)市場活動進行教學研究。
2.3利用虛擬仿真平臺推動產(chǎn)學研協(xié)同發(fā)展
通過信息化實驗教學，結(jié)合高校協(xié)同育人機制，校企合作，邀請企業(yè)或工作經(jīng)驗豐富的企業(yè)家、設計師以現(xiàn)場指導、工作坊或講座的形式為學生作學習指導，以訓練和提高學生的專業(yè)設計技能，并且把企業(yè)課題、項目帶入產(chǎn)品實驗課堂，充分利用虛擬教學平臺優(yōu)勢來進行項目開發(fā)和驗證，不僅節(jié)省了企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)成本和產(chǎn)品驗證的時間成本，還能夠激發(fā)學生的學習興趣，錘煉學生的專業(yè)實踐能力。積極組織學生參加大學生創(chuàng)新杯活動、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽。以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)教學為依托，利用虛擬仿真平臺把專業(yè)課程和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程有機結(jié)合，開設創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學環(huán)節(jié)，同時根據(jù)實際情況，增加實踐教學比重，引導和鼓勵學生把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目融入其中，不僅能夠豐富虛擬教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生的三創(chuàng)能力和實踐能力，還能夠培養(yǎng)學生成為具有創(chuàng)新思維、掌握創(chuàng)業(yè)知識、專業(yè)技能扎實和適應社會發(fā)展的新型人才。積極開展虛擬仿真項目研究或?qū)W習活動，借助學生參加大學生廣告大賽、計算機設計大賽、工業(yè)設計大賽、中南星獎藝術(shù)設計大賽以及其他比賽等載體開展項目研究或?qū)W習活動，由指導教師根據(jù)專業(yè)的特點擬定切合學生實際的小型項目或?qū)ｎ}，也可由教師在自己的研究項目中選出某個子項目作為研究式學習的課題，或由學生自己選題。學生在教師的指導下開展依托虛擬仿真技術(shù)平臺的產(chǎn)品開發(fā)活動，廣泛收集資料、收集信息，獨立分析、研究，在研究中學習。通過項目研究，初步培養(yǎng)學生的科研能力，對學生在專業(yè)研究和應用方面加以訓練，使學生具備一定的基本設計素質(zhì)和能力。
3結(jié)語
產(chǎn)品設計的發(fā)展一直由經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展所推動，從早期以人為本發(fā)展至以用戶體驗為核心，無不顯示每個年代、時期生產(chǎn)發(fā)展背景影響下的設計思潮對設計創(chuàng)新體系的觸動。因此，在虛擬仿真技術(shù)發(fā)展迅速的當下，產(chǎn)品設計課程改革尤為重要，通過以上幾點進行改革，雖有些許成果，但仍有不足之處，還需要繼續(xù)研究與探索加以實踐，以摸索出更好的教學方式。
參考文獻
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作者：唐博 單位：廣西師范大學