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【內(nèi)容摘要】模型制作是工業(yè)設計專業(yè)重要的動手實踐課程。文章基于中國農(nóng)業(yè)大學工業(yè)設計專業(yè)的教學實踐,從思維、研究和技法三個層面,分析了模型制作的課程目的。作者梳理了模型制作課程中技法與研究的關(guān)系,提出了以培養(yǎng)研究能力為導向的課程內(nèi)容設置,以期為工業(yè)設計模型制作課程教學改革提供有益思路。
【關(guān)鍵詞】模型制作;工業(yè)設計;模型研究
技法是模型制作的基礎,也是傳統(tǒng)模型制作課程的中心。但隨著新材料新技術(shù)的發(fā)展,模型制作課程中技法的中心地位已經(jīng)被利用模型開展設計研究取代。如何在有限的課時中讓沒有基礎的學生掌握基本技法,初步具備模型研究的能力,是當前模型制作課程教學面臨的最重要的問題。
一、模型制作的課程目的
模型制作與其他理論和實踐課程有著密切的聯(lián)系并起到重要的支撐作用。在低年級課程中,如立體構(gòu)成課程的實踐環(huán)節(jié),材料與工藝課程對材料特性及加工工藝的認知,人機工程學課程對人機關(guān)系的分析,交互設計課程的原型制作等環(huán)節(jié),這些都需要模型制作的支撐。在高年級課程和畢業(yè)設計中,模型制作更是設計研究以及外觀展示環(huán)節(jié)必不可少的手段。但具體到模型制作課程的目的,一方面,要明確模型的分類,工業(yè)設計模型制作可分為四類:研究模型、展示模型、功能模型和樣機模型①,學習階段主要涉及的是前兩類。另一方面,要明確“制作”的內(nèi)涵,制作是學習和研究的過程,展示則是最終的結(jié)果,研究模型的重要性要大于展示模型。鑒于此,模型制作課程的目的可分為以下3個層面:第一,設計思維層面。模型制作是不斷嘗試與思考的過程,制作者的腦、眼、手相互協(xié)調(diào),選用恰當?shù)墓ぞ邔⒉牧霞庸こ勺罱K形態(tài),最終形態(tài)與材料和工具的特性以及人的尺度密切相關(guān)。通過體驗真正的材料和制作流程,制作者才能真正了解材料的屬性。從這一流程中獲得的感受和經(jīng)歷,形成了直覺的基礎,因此對于構(gòu)想產(chǎn)品的模型大有裨益②。第二,設計研究層面。學習階段主要包括以下三個方面:首先是形態(tài)研究,如油泥模型制作,在不斷刮削的過程中體會細節(jié)的微妙變化,推敲局部與整體間的關(guān)系;其次是結(jié)構(gòu)研究,如利用3D打印模型分析產(chǎn)品零件之間的布局及裝配關(guān)系,在不斷的比較與調(diào)整中,確定最優(yōu)的配合方式;最后是人機關(guān)系研究,如利用發(fā)泡材料,推敲和修正可穿戴設備的佩戴方式及操作便捷性,為最終設計確定限定參數(shù)。第三,設計技法層面。對材料特性和工具使用技法的掌握是模型制作和研究的基礎。如制作木質(zhì)模型需要了解木材的分類、工具的操作規(guī)范以及木工刀具、刃具的使用技巧等;制作油泥模型要熟悉油泥模型的制作流程、油泥的刮削方法與技巧、油泥模型的修補與表面處理方法等。相比于設計思維和設計研究,設計技法多是知識性和操作性的,經(jīng)過實際運用便可掌握,但需要大量時間的積累。
二、存在的問題及成因
以上三個層面,設計思維是潛移默化的,后兩個則是具體的,也是當前教學的問題所在:研究是重點,而技法是基礎。在當前有限的課時中,基礎技法訓練尚不足以完成,更遑論設計研究。如何平衡技法與研究的關(guān)系,協(xié)調(diào)兩者的課時,達成模型制作的課程目的是當前課程教學改革的重點。要解決這一問題,有必要歷史性地回顧模型制作課程中技法與研究的關(guān)系。在包豪斯時期,社會整體工業(yè)化程度不高,設計師涉獵的產(chǎn)品主要是木質(zhì)家具、鋼管椅、陶瓷和玻璃器皿等家庭日用品。在當時的技術(shù)條件下,產(chǎn)品的形態(tài)與材料的限定性關(guān)系密切,除了數(shù)量上多少的差別,作坊生產(chǎn)方式與工廠生產(chǎn)方式有很大的相似性,作坊教學與實際生產(chǎn)之間的聯(lián)系緊密,模型制作技法與設計研究密切相聯(lián),也是設計師未來工作必備的能力。二戰(zhàn)后,隨著新材料和新技術(shù),特別是塑料的廣泛應用,材料限定性在設計中的重要性逐漸減低,學院實驗室教學與工廠實際生產(chǎn)的差距越來越大。模型制作技法在學習以及未來工作中的作用開始下降,其與設計研究的關(guān)聯(lián)性也開始降低。如今,在學校方面,實驗室條件下習得的模型制作技法與實際生產(chǎn)加工方式完全不同,對未來設計實務的支撐有限;而計算機輔助工業(yè)設計和3D打印等技術(shù)的成熟,也降低了模型制作對技法的依賴。公司方面,大多數(shù)設計公司中的模型制作是由專業(yè)手板廠家完成,即便如可穿戴設備一類需要反復考量人機關(guān)系的產(chǎn)品,也多是以發(fā)泡等簡易迅速的方式完成,不需要掌握太多的技法??傊?,隨著技術(shù)的進步,從實際應用而言,技法與研究的關(guān)聯(lián)性不斷降低;但就學習而言,技法訓練又確實是設計研究和養(yǎng)成設計思維不可或缺的基礎③。因此,如何完成基本技法訓練,并將課程重點轉(zhuǎn)移到設計研究能力的培養(yǎng),是當前模型制作課程的核心問題。
三、模型制作課程內(nèi)容設置
經(jīng)過近幾年的調(diào)整與積累,中國農(nóng)業(yè)大學工業(yè)設計專業(yè)的模型制作課程形成了技法訓練與模型研究相協(xié)調(diào)的課程內(nèi)容,課程以培養(yǎng)學生利用模型開展設計研究為導向,技法訓練圍繞模型研究展開,將模型研究能力的培養(yǎng)落實在具體的技法訓練之中。計算機輔助工業(yè)設計為前期課程,材料與工藝和人機工程學為同期課程,課程內(nèi)容設置盡可能考慮與其銜接和配合。此外,考慮到機械工程實訓課程內(nèi)容,模型制作課程不涉及金屬材料訓練。課程按12周計算,1周4個課時,共48課時,課程內(nèi)容分為以下四個主要部分:第一部分,約5周時間,分組完成1:1比例的手持設備油泥模型制作,初步培養(yǎng)學生動手制作以及設計研究的能力與習慣。通過這一階段的訓練,使學生熟悉量具的使用方法,建立帶著真實尺寸完成模型制作的觀念;掌握油泥模型和發(fā)泡模型的一般制作程序與技法,形成對模型制作流程的宏觀認識;掌握常見刀具及切割工具的使用方法,完成模型制作技法的初步訓練。這一階段特別強調(diào)對照實際產(chǎn)品,在模型制作過程中養(yǎng)成不斷推敲產(chǎn)品形態(tài)、分析人機關(guān)系的習慣。具體內(nèi)容如下。第一步,選擇結(jié)構(gòu)清晰、人機關(guān)系明確且形態(tài)簡潔的產(chǎn)品,如博世MFQ4080打蛋器或羅技M185鼠標。要求學生利用直尺、游標卡尺和高度游標卡尺及坐標紙等量具,完成產(chǎn)品實物的測繪及三視圖繪制,并結(jié)合計算機輔助工業(yè)設計的知識,體會產(chǎn)品三視圖、造型關(guān)鍵線與三維實物的關(guān)聯(lián)。第二步,依據(jù)三視圖,完成產(chǎn)品油泥模型所需卡板的制作,包括實際尺寸、擴大3至5毫米和縮小3至5毫米3套卡板,強化帶著真實尺寸完成模型制作的觀念。依據(jù)縮小卡板,完成發(fā)泡內(nèi)芯制作,掌握發(fā)泡模型刮削的一般方法。如需考慮承重,如打蛋器手柄部分,利用手持曲線鋸等切割工具完成骨架制作,掌握切割工具的使用方法,同時培養(yǎng)全局思考的能力和習慣。第三步,依據(jù)擴大卡板,完成油泥粗坯制作,依據(jù)實際尺寸卡板,完成油泥模型的刮削,掌握敷泥及刮削的一般方法和技巧,培養(yǎng)對形態(tài)的敏感性、對人機關(guān)系的認知以及手眼腦協(xié)調(diào)配合的能力和習慣。最后,完成油泥模型精修及表面處理和噴涂,教學實踐中要考慮便捷性,一般采用在油泥模型外敷一層油性原子灰和手噴漆的方式完成,熟悉模型制作表面處理的一般方法,養(yǎng)成反復推敲不斷修正的習慣。第二部分,約兩周時間,分組完成1:1比例的3D打印產(chǎn)品外觀模型制作,不強調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的準確性和表面處理效果。但要求能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的基本功能,培養(yǎng)學生分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝配方式的能力,考慮油泥表面處理和3D打印的等待時間,課時與第一部分有交叉。第一步,選擇配合關(guān)系明確、體量適中、造型簡潔的產(chǎn)品,如桌面燈具和鬧鐘,要求學生完成對實物的拆解、測繪與分析。第二步,利用Solidworks等工程軟件,按真實裝配關(guān)系,完成零部件三維建模,讓學生認知計算機輔助設計與模型制作,虛擬模型研究與實物模型研究的差別與聯(lián)系。第三步,完成3D打印,使學生了解3D打印技術(shù)的優(yōu)勢與局限,熟悉一般3D打印設備的極限尺寸及對數(shù)字模型的基本要求,突出利用3D打印進行模型研究而非單純的模型制作的觀念。最后,完成模型的裝配與調(diào)試,充分理解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系與外觀之間的關(guān)聯(lián)④。第三部分,約兩周時間,個人或分組自選某種材料及加工方式,完成1:1產(chǎn)品模型制作,拓展學生對材料和工具特性的認知,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生自主學習、研究和規(guī)劃的能力。此環(huán)節(jié)依然強調(diào)參照設計實物而非自行設計完成,專業(yè)實驗室現(xiàn)有設備可完成紙質(zhì)、木工、陶藝、皮具、真空注型及其他可手工完成的模型制作。要求學生自主選定目標產(chǎn)品,了解材料及工具的使用方法和工藝流程,重點從材料和工具的限定性出發(fā),分析產(chǎn)品形態(tài)、結(jié)構(gòu)及使用方式,制定模型制作計劃書,而后在教師的指導下完成模型制作。第四部分,約3周時間,綜合運用前期所學技能,分組完成給定主題的1:1產(chǎn)品模型制作,一般為家居創(chuàng)意產(chǎn)品,強調(diào)以設計研究為導向,在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎上完成改進設計和模型制作,要求模型能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的基本功能。第一步,選定目標產(chǎn)品,完成拆解與分析,要求對產(chǎn)品的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、操作方式及加工工藝有清晰的了解。第二步,以現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和功能實現(xiàn)方式為基礎,完成改進設計,并按裝配關(guān)系完成零部件的三維建模。第三步,制定模型制作計劃書,要求盡可能詳細地注明材料種類、工具選擇及工藝流程等細節(jié)。最后,經(jīng)教師認可后,完成模型制作、裝配與調(diào)試。結(jié)語隨著生產(chǎn)加工技術(shù)的進步,工業(yè)設計模型制作課程的重點由圍繞材料展開的技法訓練轉(zhuǎn)向利用模型完成設計研究。中國農(nóng)業(yè)大學工學院工業(yè)設計專業(yè)在不斷的探索中形成了以模型研究為導向,技法訓練與模型研究相協(xié)調(diào)的課程內(nèi)容框架,有效提升了學生利用模型開展設計研究的能力,為工業(yè)設計模型制作課程的教學改革提供了有益的思路。
注釋:
①江湘蕓.產(chǎn)品模型制作[M].北京:北京理工大學出版社,2010:2.
②比亞克•哈德格里姆松.產(chǎn)品設計模型:制作×技法×工藝[M].張宇,譯.北京:人民郵電出版社,2015:5.
③楊劍.設計能力的培養(yǎng)與發(fā)展[J].藝術(shù)教育,2013(10):152.
④李鵬.“分解與重構(gòu)”教學模式在產(chǎn)品模型制作課程中的探索與實踐[J].裝飾,2013(7):133.
作者:陳雨 宋明亮 單位:中國農(nóng)業(yè)大學機械與農(nóng)業(yè)工程實驗教學中心 大連理工大學建筑藝術(shù)學院