产品设计课程教学改革与实践

　产品设计课程教学改革与实践 【摘要】阐述以沉浸感、交互性和构想性为主要特性的虚拟仿真技术的发展为产品设计课程改革所带来的新启发和思维。提出在虚拟仿真技术背景下产品设计课程创新改革的路径。认为虚拟技术带来的技术创新是不可逆转的，其所蕴含的高科技元素可以为产品设计课程发展提供更多元化的形式，也为设计人才培养提供更广阔的平台。

　【关键词】虚拟仿真；产品设计；教学改革 随着科技与互联网的快速发展，教育现代化实施加快推进，推动以互联网和新兴技术等手段服务教育教学过程的新型教育教学模式。在此发展趋势下，传统产品设计课程充分利用新兴信息技术开展人才培养模式和教学方法改革显得十分重要与迫切。而虚拟仿真技术发展为产品设计课程创新、改革教学形式和手段，提供了巨大潜力和技术支撑。

　1 虚拟仿真技术目前应用和发展的现状 虚拟仿真指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，它在多维信息空间上创建具有交互效能多维化的虚拟信息环境，使用户具有身临其境的沉浸感，具有与环境完善的交互作用能力，并有助于启发构思。目前虚拟仿真技术已在航空航天、军事、科研、工业、医学、教育、娱乐等许多领域得到了应用。国外高校运用虚拟仿真技术进行了一系列值得关注和学习的教育变革与应用创新。国外高校以信息技术推动实验教学改革的案例中，提倡建设具备数字化学习条件和虚拟实验环境的未来教学实验室，使教学环节和实验环节相结合，这能够节省购买昂贵设备的费用，还可以实现设备的共享。如在英国，英国开放大学开放科学实验室构建了 3D 沉浸式环境，可支持远程控制、虚拟仪器、交互多媒体实验以及在线分析研究的研发平台，目前实验室能够在线实现所有的实验室功能，学生通过网络可以完成整个实验项目。而且，实验室还架设了一批集网络应用和虚拟现实为一体的实验室，可以实现虚拟仪器的在线共享等功能。虚拟仿真技术应用与发展需要较大的资金投入，而且起点难度高。国内对其的研究起步较晚，所以与一些早期发展技术的国家比较起来有差距，但政府及相关学科的专家已经对其加以重视，并制定和开展对虚拟仿真技术研究的计划，例如九五计划、国家自然科学基金、863 计划等都把虚拟仿真技术列入了研究项目。北京航空航天大学计算机系是最早进行虚拟仿真技术研究和应用的高校，重点关注虚拟仿真基础性研究和航空仿真，已研究开发出用于飞行员训练的 VR 系统，从多方面优化和提升了培养飞行员的过程与效果。而在教学改革方面，国内各高校分别进行不同学科、专业内的虚拟仿真技术应用与教学改革研究，如桂林理工大学王建华等教师在 2018 年 2 月《湖南包装》杂志上

　发表的《新工科背景下包装设计虚拟仿真实践教学与创新平台的构建》，该教改论文从包装设计基础实验模块、包装设计综合实验模块和包装设计创新模块 3 个模块为出发点，构建了包装设计虚拟仿真实验教学与创新平台，并应用于实践，取得预期成果。目前虚拟仿真技术向民用商业领域推广和应用的趋势非常强，从应用而言，虚拟仿真现在已经逐步深入到人们生活中的方方面面。

　2 虚拟仿真技术背景下产品设计课程改革思路 随着虚拟仿真技术在各领域的普及与深入，以及逐步介入到教育教学中。根据产品设计专业应用型学科的特点和专业特性，在虚拟仿真技术背景下有以下几个方面的改革思路。

　2.1 利用虚拟仿真技术打破实践教学瓶颈 因为设计本身是一门应用学科，因此产品设计人才培养方案当中课程设置有占比不少的实践类课程，如模型制作、传统工艺与制作等课程，这些课程教学涉及到产品模型的制作和产品实验验证。产品模型制作是产品设计过程中的重要环节。在课程当中制作模型和对产品模型实验的主要目的是帮助设计师推敲设计形态，展示与交流设计理念，验证设计成果。但是通常模型制作耗时长，资源消耗大，部分模型制作步骤对身体和环境有影响，而且存在场地、设备经费不足以及部分加工机械操作危险性大等问题，因此对于模型制作实践和实验环节效果制约较大。而借助虚拟技术将模型制作实践环节在虚拟环境中进行，能够为产品模型制作提供更丰富的资源与加工方式选择，有效解决实践教学资源有限的问题。对产品模型人机工程和机械机构、结构合理性等验证分析的手段也更丰富、更科学，交互效果更好，能有效解决传统实践教学方式陈旧等问题。在虚拟仿真实验教学平台建设完成后，引入自主研发的传统工艺文化虚拟仿真项目，如广西木作器具虚拟实验平台、侗族木作结构建筑虚拟实验平台等，不仅能够很好地学习和有效传承中国优秀传统手工技艺，而且拓展了实践教学内容，提高学生的实践创新能力，也突破学生在民俗、民艺等领域研究学习必须外出实地考察的局限。

　2.2 打造智能产品设计课程群与虚拟技术相融合 在互联网思维的影响下，新技术和新产业的出现使得创新思维和创新能力的培养成为现今新型教育发展的核心，而设计思维及设计相关课程又是培养学生创新能力的基础，因此对产品设计课程设置需进一步完善。在体验经济发展下，用户对体验设计的要求越来越高，产品设计需要满足用户“交互、即时、精准、个性化”的要求。传统产品从技术和理念层面都难以满足用户的体验需求，而虚拟仿真技术综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术，因此，产品设计专业课程需打造与虚拟仿真技术能完美结

　合的智能产品设计课程群，在产品研究类别上主要针对智能产品设计、服务与体验设计，就其开发、设计、创新、生产、后续市场活动进行教学研究。

　2.3 利用虚拟仿真平台推动产学研协同发展 通过信息化实验教学，结合高校协同育人机制，校企合作，邀请企业或工作经验丰富的企业家、设计师以现场指导、工作坊或讲座的形式为学生作学习指导，以训练和提高学生的专业设计技能，并且把企业课题、项目带入产品实验课堂，充分利用虚拟教学平台优势来进行项目开发和验证，不仅节省了企业产品开发成本和产品验证的时间成本，还能够激发学生的学习兴趣，锤炼学生的专业实践能力。积极组织学生参加大学生创新杯活动、大学生创新创业训练计划项目、创新创业比赛。以创新创业基础课内教学为依托，利用虚拟仿真平台把专业课程和创新创业课程有机结合，开设创新创业教学环节，同时根据实际情况，增加实践教学比重，引导和鼓励学生把创新创业项目融入其中，不仅能够丰富虚拟教学内容，培养学生的三创能力和实践能力，还能够培养学生成为具有创新思维、掌握创业知识、专业技能扎实和适应社会发展的新型人才。积极开展虚拟仿真项目研究或学习活动，借助学生参加大学生广告大赛、计算机设计大赛、工业设计大赛、中南星奖艺术设计大赛以及其他比赛等载体开展项目研究或学习活动，由指导教师根据专业的特点拟定切合学生实际的小型项目或专题，也可由教师在自己的研究项目中选出某个子项目作为研究式学习的课题，或由学生自己选题。学生在教师的指导下开展依托虚拟仿真技术平台的产品开发活动，广泛收集资料、收集信息，独立分析、研究，在研究中学习。通过项目研究，初步培养学生的科研能力，对学生在专业研究和应用方面加以训练，使学生具备一定的基本设计素质和能力。

　3 结语 产品设计的发展一直由经济和技术发展所推动，从早期以人为本发展至以用户体验为核心，无不显示每个年代、时期生产发展背景影响下的设计思潮对设计创新体系的触动。因此，在虚拟仿真技术发展迅速的当下，产品设计课程改革尤为重要，通过以上几点进行改革，虽有些许成果，但仍有不足之处，还需要继续研究与探索加以实践，以摸索出更好的教学方式。

　参考文献 [1]郭天太.基于 VR 的虚拟测试技术及其应用基础研究[D].杭州:浙江大学,2005. [2]曾琎.基于虚拟仿真系统的产品创新设计研究[D].武汉:武汉理工大学,2009. [3]王卫国,胡今鸿,刘宏.国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展[J].实验室研究与探索,2015(5):214-219. [4]王建华,符晗,孙志伟.新工科背景下包装设计虚拟仿真实践教学与创新平台的构建[J].湖南包装,2018,33(2):114-117.

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