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【內容摘要】模型制作是工業設計專業重要的動手實踐課程。文章基于中國農業大學工業設計專業的教學實踐，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系，提出了以培養研究能力為導向的課程內容設置，以期為工業設計模型制作課程教學改革提供有益思路。

【關鍵詞】模型制作;工業設計;模型研究

技法是模型制作的基礎，也是傳統模型制作課程的中心。但隨著新材料新技術的發展，模型制作課程中技法的中心地位已經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系并起到重要的支撐作用。在低年級課程中，如立體構成課程的實踐環節，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系的分析，交互設計課程的原型制作等環節，這些都需要模型制作的支撐。在高年級課程和畢業設計中，模型制作更是設計研究以及外觀展示環節必不可少的手段。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”的內涵，制作是學習和研究的過程，展示則是最終的結果，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、手相互協調，選用恰當的工具將材料加工成最終形態，最終形態與材料和工具的特性以及人的尺度密切相關。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歷，形成了直覺的基礎，因此對于構想產品的模型大有裨益②。第二，設計研究層面。學習階段主要包括以下三個方面：首先是形態研究，如油泥模型制作，在不斷刮削的過程中體會細節的微妙變化，推敲局部與整體間的關系；其次是結構研究，如利用3D打印模型分析產品零件之間的布局及裝配關系，在不斷的比較與調整中，確定最優的配合方式；最后是人機關系研究，如利用發泡材料，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。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。如制作木質模型需要了解木材的分類、工具的操作規范以及木工刀具、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系，協調兩者的課時，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系。在包豪斯時期，社會整體工業化程度不高，設計師涉獵的產品主要是木質家具、鋼管椅、陶瓷和玻璃器皿等家庭日用品。在當時的技術條件下，產品的形態與材料的限定性關系密切，除了數量上多少的差別，作坊生產方式與工廠生產方式有很大的相似性，作坊教學與實際生產之間的聯系緊密，模型制作技法與設計研究密切相聯，也是設計師未來工作必備的能力。二戰后，隨著新材料和新技術，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，其與設計研究的關聯性也開始降低。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；而計算機輔助工業設計和3D打印等技術的成熟，也降低了模型制作對技法的依賴。公司方面，大多數設計公司中的模型制作是由專業手板廠家完成，即便如可穿戴設備一類需要反復考量人機關系的產品，也多是以發泡等簡易迅速的方式完成，不需要掌握太多的技法。總之，隨著技術的進步，從實際應用而言，技法與研究的關聯性不斷降低；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，并將課程重點轉移到設計研究能力的培養，是當前模型制作課程的核心問題。

三、模型制作課程內容設置

經過近幾年的調整與積累，中國農業大學工業設計專業的模型制作課程形成了技法訓練與模型研究相協調的課程內容，課程以培養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落實在具體的技法訓練之中。計算機輔助工業設計為前期課程，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。這一階段特別強調對照實際產品，在模型制作過程中養成不斷推敲產品形態、分析人機關系的習慣。具體內容如下。第一步，選擇結構清晰、人機關系明確且形態簡潔的產品，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，完成產品實物的測繪及三視圖繪制，并結合計算機輔助工業設計的知識，體會產品三視圖、造型關鍵線與三維實物的關聯。第二步，依據三視圖，完成產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。依據縮小卡板，完成發泡內芯制作，掌握發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，同時培養全局思考的能力和習慣。第三步，依據擴大卡板，完成油泥粗坯制作，依據實際尺寸卡板，完成油泥模型的刮削，掌握敷泥及刮削的一般方法和技巧，培養對形態的敏感性、對人機關系的認知以及手眼腦協調配合的能力和習慣。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打印產品外觀模型制作，不強調內部結構的準確性和表面處理效果。但要求能夠實現產品的基本功能，培養學生分析產品結構和裝配方式的能力，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，選擇配合關系明確、體量適中、造型簡潔的產品，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系。第三步，完成3D打印，使學生了解3D打印技術的優勢與局限，熟悉一般3D打印設備的極限尺寸及對數字模型的基本要求，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試，充分理解產品結構、裝配關系與外觀之間的關聯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產品模型制作，拓展學生對材料和工具特性的認知，激發學生的學習興趣，培養學生自主學習、研究和規劃的能力。此環節依然強調參照設計實物而非自行設計完成，專業實驗室現有設備可完成紙質、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，分析產品形態、結構及使用方式，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產品模型制作，一般為家居創意產品，強調以設計研究為導向，在現有產品的基礎上完成改進設計和模型制作，要求模型能夠實現產品的基本功能。第一步，選定目標產品，完成拆解與分析，要求對產品的形態、結構、操作方式及加工工藝有清晰的了解。第二步，以現有結構和功能實現方式為基礎，完成改進設計，并按裝配關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。最后，經教師認可后，完成模型制作、裝配與調試。結語隨著生產加工技術的進步，工業設計模型制作課程的重點由圍繞材料展開的技法訓練轉向利用模型完成設計研究。中國農業大學工學院工業設計專業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調的課程內容框架，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.設計能力的培養與發展[J].藝術教育，2013（10）：152.

④李鵬.“分解與重構”教學模式在產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:中國農業大學機械與農業工程實驗教學中心 大連理工大學建筑藝術學院