实验简介
产品作为制造业的核心产出,材料选择及其加工工艺必然是教学的重点,CMF(color,material,finish)指色彩、材料及表面处理工艺。CMF设计是传达产品理念、情感以及人文情怀的重要设计要素,是赋予产品更加丰富以及更具感染力的视觉效果与使用体验的关键,是为技术赋能,建设著名品牌,创新美好生活的关键要素,是提升工业产品品质的必然和重要需求。然而,CMF教学确存在难以逾越的沟壑。
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针对CMF教学难度大、学生知识掌握不够系统,教学问题凸显,CMF相关实践教学已成为亟待解决的新问题。随着虚拟仿真技术的快速发展,为设计教学和视觉触觉感知训练提供了一种新思路,虚拟仿真实验使得工业产品CMF设计训练成为可能。设计者可以在虚拟环境中不断尝试各种CMF设计效果,并通过虚拟设备感知产品的视觉效果和触觉效果,不断优化设计,实现工业产品CMF认知与设计体验过程。因此,该项目对于解决CMF教学中实验材料匮乏、工艺理解困难、教学知识滞后等瓶颈问题,全面培养学生综合设计能力和评价能力,满足国家对工业设计创新型复合型人才需求是十分必要的。
(2)项目的实用性
本项目以外观结构与材料工艺;产品设计造型与创意;用户体验方法与度量;产品设计实践四门本研课程为基础,开展面向工业设计专业学生的CMF教学的虚拟仿真教学实验平台,是以CMF教学体系为基础、以工业设计学生的需求为设计准则、以提高使用体验为标准,形成了交互式、可视化以及翻转式的虚拟实验平台,其实用性体现在:
① 该虚仿教学实验平台包括三个主要模块:CMF基础知识模块、知识应用模块、设计实践模块,通过3个实验模块代替了传统课堂的学习方式。在CMF基础知识模块,既有传统材料知识,又设置了新材料专区,定期更新,解决了实体材料匮乏问题;在知识应用模块,既有观察学习场景,又设置了实操学习场景,交互性强,解决了工艺知识学习时空限制问题。项目的实用性在于突破了教学场地、空间、成本的限制。
② 该虚仿教学实验平台结合了VR、MR技术。通过VR技术,其沉浸性将设计者带入虚拟设计环境,设计产品的真实存在感让设计者的想象力得到充分发挥,解决了工艺知识理解困难问题;平台的多感知性使视觉、触觉、力觉等带给学生全新的设计体验效果,解决了教学内容枯燥抽象问题;项目的实用性在于落实了教学智能、智慧、先进的手段。
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(3)教学设计的合理性
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(4)系统的先进性
① 课程内容先进。该虚仿教学实验平台教学内容上具有前沿性,传统设计材料基础知识专区,新材料专区;各种加工工艺虚拟交互操作,加工过程、加工原理,尤其是表面材质效果和色彩效果一目了然,在基础知识、知识应用、设计实践递进学习过程中,使设计材料——加工原理——产品效果一体化呈现,极大地丰富了课程教学内容。
② 技术手段先进。该虚仿教学实验平台结合了VR、MR先进技术,运用虚拟现实、云渲染、互联网等技术构造的虚拟现实场景,可以支持异地多人同时进入实验,;创新地结合混合现实技术(MR)将设计的产品放入到真实的现实空间,评估所设计产品在真实使用环境中的效果,先进的教学手段让设计落到实处。
③ 教学理念先进。设计过程的可视化,学生学习被动转主动,使学生感知产品设计全生命周期的画面感,调动学生进行实验的积极性和主动性,并在掌握基础知识的同时自主完成设计,重点培养学生的动手能力及创新精神。设置具有挑战度的教学内容,时间上向课外延伸,空间上向教室外拓展,内容上向参考资料扩充。
④ 管理模式先进。先进的教学管理平台使老师能准确地把握每名学生的学习轨迹和进程,体现了个性化教学要求,全方位构建实验,设置了多样化的交互练习和全流程产品设计的虚拟仿真,填补了该领域教学的空白。
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