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摘 要：笔者根据认知科学中认知技能获取的理论，将计算机辅助工业设计课程教学划分为认知阶段教学、联想阶段教学和自主阶段教学三个教学进程，并针对每个教学进程阶段实施相应的教学方法。力求通过对教学进程的阶段划分，结合学生的具体情况，更好地采用串行与并行相结合的进程教学模式，对学生因材施教，达到良好的教学效果。
关键词：计算机辅助工业设计 进程教学模式 教学方法
1 计算机辅助工业设计课程在工业设计学科中的地位
从某种意义上说，设计师的具体工作便是将市场的语言(商业企划)转换成可视觉化的具体形象。构想视觉化是设计师核心的任务之一。［1］随着计算机辅助工业设计（Computer Aided Industrial Design）技术日趋成熟，设计师在进行这种视觉化的工作上有了重大的转变。计算机作为一种设计工具可以帮助设计师做出与最终产品类似质感与色泽的产品表现图，并且可以自由地与环境做情境的组合，让人们从不同的视角去观测与评价虚拟的数字产品，使其更直观地了解工业设计师的设计提案。不仅如此，参数化的CAID系统还可以帮助设计师进行零件干涉检查、有限元分析、机构动态仿真等具体工作，大大缩短了产品的设计周期。强大的CAID系统改变了设计师传统的工作模式，计算机已经成为当今设计师必不可少的设计工具。计算机辅助工业设计的技能自然也成为了设计师的必备技能之一。设计教育界充分认识到这一点，纷纷将计算机辅助工业设计的教学列入到设计专业学生的培养计划中。我们相信，随着社会对数字化设计的需求日趋迫切，计算机辅助工业设计课程在学科中的地位也会不断提高。总之，计算机辅助工业设计课程在工业设计学科中占有十分重要的地位。
2 引入课程的时机
虽然我们深知计算机辅助工业设计课程在学科中的重要地位，但是也要充分认识到计算机作为一种设计工具的局限性。截至目前，计算机辅助工业设计仍然无法取代“创意”、“美感”与“概念”的产生与判断，尚不能在设计中淋漓尽致地表现设计师的思维过程。众所周知，设计是一项创造性的工作，在一定程度上需要“感性”因素。但是计算机技术却是理性科技的重要代表，不可避免地缺少“感性”的创造能力。可惜一部分学生并没有意识到这一点，他们过早地接触了计算机并有意无意地依赖计算机完成设计，进而忽视了具有创造性的手绘能力的培养。这种现象在那些手绘能力较差的理工类学生中尤为突出。学过设计的人都知道，设计师在进行设计时，应该是先在大脑里有一个创意，再通过手绘画图将思考的东西记录下来。而不是在画图时用笔、手去探索一些东西。后者对艺术家是好的，但是对于一个设计师是没有价值的。手绘画图在设计中的作用就是不断地确定、抛弃、提炼和修改。设计师对图的改进和修整实际上是他们对脑海中的产品进行调整。赫茨伯格已令人信服地说明：手绘能用眼——脑来过滤，记住信息。不用大脑“看”，对将来是没有价值的。只有看到这些所画的，才会唤起我们的记忆。［2］所以，在设计教学中必须加强学生的手绘表现能力，让学生学会用手绘进行设计以及观察和记录交流。建议学生在设计尚未成熟的早期不要过早地依赖计算机，否则会导致对手绘技巧的忽视，而这一技巧对设计思维的养成是至关重要的。
3 课程的进程教学方法
在某种程度上，熟练地操作计算机进行设计和熟练地骑自行车没有什么不同，只是前者需要有丰富的设计知识罢了。计算机辅助工业设计既然是一种技能行为，我们可以引入安德森提出的获取认知技能的3个阶段理论来探讨计算机辅助工业设计的教学方法。安德森认为技能学习的过程要经历认知阶段学习、联想阶段学习、自主阶段学习三个阶段。［3］按照这个理论框架，我们可以将教学的过程划分为认知阶段教学、联想阶段教学和自主阶段教学三个教学进程，并根据每个教学进程的特点采用适当的教学方法。
3.1 认知阶段教学
刚刚进入课程学习的学生除少部分曾经自学过一些相关设计软件外，绝大多数学生都未接触过。他们一般都不清楚设计软件状态和自己操作设计软件时的角色，这时的学生大多对设计软件的认知还是一张白纸。在此教学进程中，有些教师为了节省教学课时，花了大量的时间去系统地讲述各种命令的操作，迫使学生在不了解软件操作方式的情况下机械地记忆大量的操作命令，写很多的课堂笔记。在这样的教学方式下，学生只是理论上学习了命令的操作方法及用途，他们并没有及时消化吸收，尤其学到的命令一多，各种不同的命令都交织在一起，影响了学生的学习效果和兴趣，反而达不到预期的教学效果。
根据学习的认知规律，在学生刚接触设计软件的时候，还是应以教授简单的操作任务为基本内容。尽量在教学初期教授最简单的操作命令，让学生在初学阶段只要记住每个命令中最常用的一种操作和尽量少的设置参数就可以了，并且还要及时让学生通过操作巩固记忆。这样可以促进他们的学习兴趣，达到好的效果。例如，在教授放样命令时，可以只讲解最简单的放样命令，参数设置采用默认值，那些高级的放样命令和复杂的参数设置可以在后期的教学中根据建模需要慢慢地介绍给学生。技能教学应该是一种循序渐进的过程，教师不应在基础教学中拔苗助长。需要指出的是，在此教学阶段，只让学生学会操作是远远不够的。重要的还是要在其初学阶段帮助他们养成规范的计算机辅助设计习惯，杜绝不良设计习惯。例如，在用计算机做设计前，首先要建立工作目录，并在工作目录下有条不紊地及时存储和备份。在教学的初期，这种养成教育是很重要的，应该受到足够的重视。
3.2 联想阶段教学
当学生基本能够完成各种基本的操作过程后，教学进程就可以进入联想教学阶段。在此阶段，学生在进行软件操作时已经不需要去寻找操作命令，并且能够比较熟练地运用基本的命令进行设计。此时，在教学中可以按照学科特点给学生定制一些典型的练习作业，有意图地让学生将许多独立的操作命令合成一个任务。例如，让工业设计的学生建立一个机械零件，让环境艺术设计的学生建立一个简易家具，该练习实体的建构过程应包含一系列建模命令，并且鼓励学生尽量用最简洁的方法去建构模型。教学过程要力图将学生大脑里各种有关的知识点联系在一起，并且着重培养学生建模的思维过程，也就是教会学生怎样把一个设计概念转换成计算机操作的过程。因为软件的更新速度很快并且种类繁多，很有可能学生学会了这套软件，工作后发现所在公司使用的却是另一套软件。但是只要学生掌握了建模和运用软件设计的思路，将来碰到相关的新软件，一般都不会花费太多的时间去学习或培训。此时软件作为设计工具的特性就充分地体现出来了。
3.3 自主阶段教学
学生的操作会随着教学进程的推进越来越熟练，操作速度也会越来越快。此时我们的教学随即也要进入自主阶段。此阶段学生的操作技能已经达到了一定的水平，教学的重点已经不能停留在简单的教学模式上了，哪怕此时学生还有许多高级技巧没有学会。此阶段应该给学生尽量大的空间去用计算机实现自己的设计意图。也许此时的计算机辅助工业设计课程的老师应该变成一名教授设计的老师。不同的是，学生应该占据课堂的主要位置。他们可以自由地成立小组，自由地去做设计，去用计算机完成自己的设计意图。学生完成设计的过程也是自己不断自学的过程。因为只有在应用中，才能发现很多在课堂上学不到的知识在等着他们去学习。例如，设计最终效果图的生成，诸如PRO/E、UG等参数化软件的渲染功能很难达到学生预期渲染场景的效果。此时学生为了达到预期的渲染效果就会去尝试自己学习3DMax和LightScape等渲染效果较好的设计软件。这种学习的促进作用是不可估量的。教师的角色随即又可以转换为辅导员，作用就是及时把握学习方向，帮助学生解决技术上的各种问题。当然，这对于教师自身的知识面要求很高。教学的过程也应是教师向学生学习的过程，此时的互动教学便有了新的含义。
以上的进程教学模式在应用中可以根据不同学生的自身特点分别进行串行和并行教学。针对未有过学习软件经验的学生进行串行教学，对于以前自学过该课程相关软件的学生当然不能将其机械地带入串行教学模式中来。这样不仅浪费了学生的时间，更会影响学生学习的积极性。在教学中可以采用并行教学模式。这部分学生可以根据自己的爱好，允许他们在教学的前两个阶段选学一种其他设计软件。到了自主阶段教学进程，这些学生可以回到整体教学模式上来，此时我们会发现他们已给整个班带来了新的创造力，并在其所在的小组中发挥着重要的作用。
结论
根据认知科学获取认知技能的理论进行教学过程的划分是科学的。教师在每个进程进行适当的教学探索，符合学生的认知技能学习的规律。并且进程教学模式的提出有利于补充传统的单一的串行教学模式，在3个教学进程中，可根据每个学生的自身特点采用串行与并行相结合的进程教学模式，对学生因材施教，重点培养，使教授的知识更加有效地融入到学生的知识结构中去，起到良好的教学效果。
参考文献：
[1]浩汉设计，李雪如.搞设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2002:33.
[2]布赖恩·劳森.设计师必读[M].南京：江苏科学技术出版社，2007:58.
[3]李乐山.人机界面设计[M].北京：科学出版社，2004:81.
关键词：计算机辅助工业设计 进程教学模式 教学方法
1 计算机辅助工业设计课程在工业设计学科中的地位
从某种意义上说，设计师的具体工作便是将市场的语言(商业企划)转换成可视觉化的具体形象。构想视觉化是设计师核心的任务之一。［1］随着计算机辅助工业设计（Computer Aided Industrial Design）技术日趋成熟，设计师在进行这种视觉化的工作上有了重大的转变。计算机作为一种设计工具可以帮助设计师做出与最终产品类似质感与色泽的产品表现图，并且可以自由地与环境做情境的组合，让人们从不同的视角去观测与评价虚拟的数字产品，使其更直观地了解工业设计师的设计提案。不仅如此，参数化的CAID系统还可以帮助设计师进行零件干涉检查、有限元分析、机构动态仿真等具体工作，大大缩短了产品的设计周期。强大的CAID系统改变了设计师传统的工作模式，计算机已经成为当今设计师必不可少的设计工具。计算机辅助工业设计的技能自然也成为了设计师的必备技能之一。设计教育界充分认识到这一点，纷纷将计算机辅助工业设计的教学列入到设计专业学生的培养计划中。我们相信，随着社会对数字化设计的需求日趋迫切，计算机辅助工业设计课程在学科中的地位也会不断提高。总之，计算机辅助工业设计课程在工业设计学科中占有十分重要的地位。
2 引入课程的时机
虽然我们深知计算机辅助工业设计课程在学科中的重要地位，但是也要充分认识到计算机作为一种设计工具的局限性。截至目前，计算机辅助工业设计仍然无法取代“创意”、“美感”与“概念”的产生与判断，尚不能在设计中淋漓尽致地表现设计师的思维过程。众所周知，设计是一项创造性的工作，在一定程度上需要“感性”因素。但是计算机技术却是理性科技的重要代表，不可避免地缺少“感性”的创造能力。可惜一部分学生并没有意识到这一点，他们过早地接触了计算机并有意无意地依赖计算机完成设计，进而忽视了具有创造性的手绘能力的培养。这种现象在那些手绘能力较差的理工类学生中尤为突出。学过设计的人都知道，设计师在进行设计时，应该是先在大脑里有一个创意，再通过手绘画图将思考的东西记录下来。而不是在画图时用笔、手去探索一些东西。后者对艺术家是好的，但是对于一个设计师是没有价值的。手绘画图在设计中的作用就是不断地确定、抛弃、提炼和修改。设计师对图的改进和修整实际上是他们对脑海中的产品进行调整。赫茨伯格已令人信服地说明：手绘能用眼——脑来过滤，记住信息。不用大脑“看”，对将来是没有价值的。只有看到这些所画的，才会唤起我们的记忆。［2］所以，在设计教学中必须加强学生的手绘表现能力，让学生学会用手绘进行设计以及观察和记录交流。建议学生在设计尚未成熟的早期不要过早地依赖计算机，否则会导致对手绘技巧的忽视，而这一技巧对设计思维的养成是至关重要的。
3 课程的进程教学方法
在某种程度上，熟练地操作计算机进行设计和熟练地骑自行车没有什么不同，只是前者需要有丰富的设计知识罢了。计算机辅助工业设计既然是一种技能行为，我们可以引入安德森提出的获取认知技能的3个阶段理论来探讨计算机辅助工业设计的教学方法。安德森认为技能学习的过程要经历认知阶段学习、联想阶段学习、自主阶段学习三个阶段。［3］按照这个理论框架，我们可以将教学的过程划分为认知阶段教学、联想阶段教学和自主阶段教学三个教学进程，并根据每个教学进程的特点采用适当的教学方法。
3.1 认知阶段教学
刚刚进入课程学习的学生除少部分曾经自学过一些相关设计软件外，绝大多数学生都未接触过。他们一般都不清楚设计软件状态和自己操作设计软件时的角色，这时的学生大多对设计软件的认知还是一张白纸。在此教学进程中，有些教师为了节省教学课时，花了大量的时间去系统地讲述各种命令的操作，迫使学生在不了解软件操作方式的情况下机械地记忆大量的操作命令，写很多的课堂笔记。在这样的教学方式下，学生只是理论上学习了命令的操作方法及用途，他们并没有及时消化吸收，尤其学到的命令一多，各种不同的命令都交织在一起，影响了学生的学习效果和兴趣，反而达不到预期的教学效果。
根据学习的认知规律，在学生刚接触设计软件的时候，还是应以教授简单的操作任务为基本内容。尽量在教学初期教授最简单的操作命令，让学生在初学阶段只要记住每个命令中最常用的一种操作和尽量少的设置参数就可以了，并且还要及时让学生通过操作巩固记忆。这样可以促进他们的学习兴趣，达到好的效果。例如，在教授放样命令时，可以只讲解最简单的放样命令，参数设置采用默认值，那些高级的放样命令和复杂的参数设置可以在后期的教学中根据建模需要慢慢地介绍给学生。技能教学应该是一种循序渐进的过程，教师不应在基础教学中拔苗助长。需要指出的是，在此教学阶段，只让学生学会操作是远远不够的。重要的还是要在其初学阶段帮助他们养成规范的计算机辅助设计习惯，杜绝不良设计习惯。例如，在用计算机做设计前，首先要建立工作目录，并在工作目录下有条不紊地及时存储和备份。在教学的初期，这种养成教育是很重要的，应该受到足够的重视。
3.2 联想阶段教学
当学生基本能够完成各种基本的操作过程后，教学进程就可以进入联想教学阶段。在此阶段，学生在进行软件操作时已经不需要去寻找操作命令，并且能够比较熟练地运用基本的命令进行设计。此时，在教学中可以按照学科特点给学生定制一些典型的练习作业，有意图地让学生将许多独立的操作命令合成一个任务。例如，让工业设计的学生建立一个机械零件，让环境艺术设计的学生建立一个简易家具，该练习实体的建构过程应包含一系列建模命令，并且鼓励学生尽量用最简洁的方法去建构模型。教学过程要力图将学生大脑里各种有关的知识点联系在一起，并且着重培养学生建模的思维过程，也就是教会学生怎样把一个设计概念转换成计算机操作的过程。因为软件的更新速度很快并且种类繁多，很有可能学生学会了这套软件，工作后发现所在公司使用的却是另一套软件。但是只要学生掌握了建模和运用软件设计的思路，将来碰到相关的新软件，一般都不会花费太多的时间去学习或培训。此时软件作为设计工具的特性就充分地体现出来了。
3.3 自主阶段教学
学生的操作会随着教学进程的推进越来越熟练，操作速度也会越来越快。此时我们的教学随即也要进入自主阶段。此阶段学生的操作技能已经达到了一定的水平，教学的重点已经不能停留在简单的教学模式上了，哪怕此时学生还有许多高级技巧没有学会。此阶段应该给学生尽量大的空间去用计算机实现自己的设计意图。也许此时的计算机辅助工业设计课程的老师应该变成一名教授设计的老师。不同的是，学生应该占据课堂的主要位置。他们可以自由地成立小组，自由地去做设计，去用计算机完成自己的设计意图。学生完成设计的过程也是自己不断自学的过程。因为只有在应用中，才能发现很多在课堂上学不到的知识在等着他们去学习。例如，设计最终效果图的生成，诸如PRO/E、UG等参数化软件的渲染功能很难达到学生预期渲染场景的效果。此时学生为了达到预期的渲染效果就会去尝试自己学习3DMax和LightScape等渲染效果较好的设计软件。这种学习的促进作用是不可估量的。教师的角色随即又可以转换为辅导员，作用就是及时把握学习方向，帮助学生解决技术上的各种问题。当然，这对于教师自身的知识面要求很高。教学的过程也应是教师向学生学习的过程，此时的互动教学便有了新的含义。
以上的进程教学模式在应用中可以根据不同学生的自身特点分别进行串行和并行教学。针对未有过学习软件经验的学生进行串行教学，对于以前自学过该课程相关软件的学生当然不能将其机械地带入串行教学模式中来。这样不仅浪费了学生的时间，更会影响学生学习的积极性。在教学中可以采用并行教学模式。这部分学生可以根据自己的爱好，允许他们在教学的前两个阶段选学一种其他设计软件。到了自主阶段教学进程，这些学生可以回到整体教学模式上来，此时我们会发现他们已给整个班带来了新的创造力，并在其所在的小组中发挥着重要的作用。
结论
根据认知科学获取认知技能的理论进行教学过程的划分是科学的。教师在每个进程进行适当的教学探索，符合学生的认知技能学习的规律。并且进程教学模式的提出有利于补充传统的单一的串行教学模式，在3个教学进程中，可根据每个学生的自身特点采用串行与并行相结合的进程教学模式，对学生因材施教，重点培养，使教授的知识更加有效地融入到学生的知识结构中去，起到良好的教学效果。
参考文献：
[1]浩汉设计，李雪如.搞设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2002:33.
[2]布赖恩·劳森.设计师必读[M].南京：江苏科学技术出版社，2007:58.
[3]李乐山.人机界面设计[M].北京：科学出版社，2004:81.