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计算机辅助工业设计中的人机交互
计算机辅助工业设计中的人机交互，该文基于提出了计算机辅助工业设计的由来，继而提出计算机辅助工业设计中人机交互的概念与特点，以及人机交互在工业设计中的应用，最后对人机交互的未来发展做出了规划和展望。
计算机辅助工业设计中的人机交互【1】
摘要：随着科技的发展，工业设计行业也在不断发展，而与此同时，工业市场对工业设计中的产品的品种多样化、趣味化的要求也变得越发的严格。
为了确保工业设计在质量和数量上能够更好的发展，计算机辅助工业设计中的建立人机交互，成为了工业设计中的关键要素。
该文基于提出了计算机辅助工业设计的由来，继而提出计算机辅助工业设计中人机交互的概念与特点，以及人机交互在工业设计中的应用，最后对人机交互的未来发展做出了规划和展望。
关键词：工业设计;计算机;人机交互;未来
工业设计在近五十年内得到了飞跃的发展，随着计算机和通信技术为代表的数字化信息时代的快速到来，工业设计行业得到了飞跃的发展，由此新生的计算机辅助工业设计以一种崭新的面貌进入企业，企业传统的产品研发过程也在被不断的改变。
为了能够使工业产品的质量得到质的飞跃，缩短研发的时间，更多的工业设计员发现，在计算机辅助工业设计的同时，不仅仅需要计算机软件上不断的革新，“人”的作用在工业设计中也日益突显出来。
如何将“人机交互”完美的运用到计算机辅助工业设计中，成为了当前计算机辅助工业设计的一项重大的项目。
1计算机辅助工业设计出现
伴随着历史的发展，设计内涵的发展也趋于更加广泛和深入。
现在，人类社会的发展已进入了现代工业社会，设计所带来的物质成就及其对人类生存状态和生活方式的影响是过去任何时代所无法比拟的，而工业设计业较之其他工业领域的特殊性也突显了出来。
首先工业设计的用途是决定工业设计优劣的最主要因素，此为与美工设计或美术设计上最大的差异处。
其次由于工业产品是为供人使用的，所以要讲求能配合人体，如适当的大小、操作的便利，与使用的舒适等。
并且在设计出来的产业要能表现材料的特质：同样的产品，采用不同的材料来制造时，应该根据其材料的特质，而赋予不同的设计造型与结构。
最后在产品完成后，还必须要考虑生产程序：因为工业生产讲求大量化，所以设计时对加工程序上亦应力求经济。
计算机辅助工业设计是指以计算机硬件、软件、信息存储、通讯协议、周边设备和互连网等为技术手段，以信息科学为理论基础，包括信息离散化表述、扫描、处理、存储、传递、传感、物化、支持、集成和联网等领域的科学技术集合。
与传统的工业设计相比，计算机辅助工业设计在设计方法、设计过程、设计质量和设计效率等各方面都发生了质的变化，它涉及了CAD技术、人工智能技术、多媒体技术、虚拟现实技术、敏捷制造、优化技术、模糊技术、人机工程等许多信息技术领域，是一门综合的交叉性学科。
计算机辅助工业设计以工业设计知识为主体，以计算机和网络等信息技术为辅助工具，实现产品形态、色彩、宜人性设计和美学原则的量化描述，从而设计出更加实用、经济、美观、宜人和创新的新产品。
2计算机辅助工业设计中人机交互的含义及特点
2.1计算机辅助工业设计中人机交互的含义
计算机辅助工业设计的人机交互是指人使用某种对话语言与计算机以一定的交互方式进行交流，为完成确定工业设计任务，人与计算机之间的信息交换过程。
人机交互或人机互动，是一门研究系统与用户之间交互关系的学问。
系统可以是各式各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。
用户通过人机交互界面与系统进行交流，并进行操作。
2.2计算机辅助工业设计中人机交互的特点
1)计算机辅助工业设计中的人机交互功能减轻工作人员的劳动强度。
人机交互功能主要凭借可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。
可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。
计算机辅助工业设计人机交互的主要作用是控制有关计算机辅助设计中相关软件的运行和理解并执行通过人机交互设备传来的有关各种命令和要求，这样人机交互才能完善地结合，并有助于操作员进行实质性的操控。
在计算机辅助工业设计中，人机交互设施有键盘显示器、语言识别、图形识别等。
这样一方面能够将计算机充分的利用到工业设计中，另一方面，工业设计的工作人员可以再操控软件的同时，减轻工作的压力，方便修改产品的尺寸、线型，以获得良好的产品形态。
2)计算机辅助工业设计中人机交互是提高产品质量的重要环节。
计算机辅助工业设计中人机交互有利于产品性能的最佳发挥，提高生产的效率。
它将设计人员的创造性思维、经验知识、综合判断，最佳的思维特性和审美创意与计算机强大的信息检索能力、海量信息高速计算的处理能力，虚拟真实的突显和艺术感染加上人工处理相结合，从而提高了工业设计中的速度和办事效率，大大缩短了工业设计的周期，保证了工业设计的质量，降低了工业设计的成本。
3)计算机辅助工业设计中人机交互有利于提高产品的市场竞争力。
“人机交互技术无论发展到什么程度，都必须围绕以用户为中心的宗旨”。
利用人机交互在工业设计中广泛的应用，强调以客户为中心，加强产品的独创性，将人机交互在工业中发展到极致，满足客户人性化的需求，给客户带来持续良好的体验，提高效率。
自然能够提高产品在市场上的竞争力，使得产品在创意、设计和质量上高于其他同类产品，从而使本企业在商业竞争的过程中立于不败之地。
3人机交互在计算机辅助工业设计中的应用
计算机信息网络全球化在人们生活和工作中早已占据了不可动摇的地位。
而现代化社会也从“技术为根本”变为了“信心技术为根本”，这一方面预示着社会的与时俱进，同时也给工业设计者们带来了一定的难题。
如何将证明的工业信息准确无疑的转达给客户，这就必须需要客户与工业产品之间必须无障碍的沟通交互，因此人机交互才在工业设计中显得格外的重要。
目前，在计算机辅助工业设计中，人机交互主要体现在虚拟装配、人机界面、产品设计，产品虚拟仿真技术上。
3.1虚拟装配
工业产品的可维修性、可装配性和配合性是设计人员经常出错的关键，在过去在产品最后的装配过程里，一直到等到很长的时间段后才能发现到装配中零件出错报废或工期耽搁的情况。
而虚拟装配就是在工业产品设计的阶段中就能利用人机交互的方式，设计者通过三维输入设备，直接对工业零件进行三维装配的操作，使在装配的过程中将设计者的创造能力发挥到最大限度。
同时在这种三维的立体效果里，设计者如同在现实生活中观察工业产品，从而能以最快的速度准确的发现产品在工艺设计中出现的纰漏。
3.2人机界面
在人机的大前提下，人与计算机之间所有的关联都需要依靠人机界面来维持，人机界面是人与计算机相互作用的操作方法和联系的纽带。
它是以研究处理“人与物”之间的信息传统为主，既研究了计算机的用途，同时也重视了人的重要性。
而人机界面的用途在于，它处理了工业设计师与计算机软件、硬件的关系，研究了人机界面模型的设计，虚拟界面的设计、多用户与多感官界面的设计等等，从而更好的为工业设计提供良好的技术基础。
3.3产品设计
德国研究人员正在开发一种全新的可移动交互系统，此系统能够通过视觉存贮设备将视觉信号转换为命令，有望全面代替键盘和显示器。
这种设备是一个小型的能够放在胸前的电脑，其摄像头能捕捉到手部运动，根据手部运动传达的信息转换成对应的命令以方便执行。
而在工业设计中，人机交互最大的好处莫过于在产品的设计上，计算机技术可以根据人的行为，去理解图像，然后根据设计师概念从而做出反映。
主要是在设计师进行产品设计师，运用一系列的现代化计算机的手段，从而去配合操作员的设计理念，提高产品的外形、结构、色彩、材质，达到减少产品成本，提高劳动效率的效果。
3.4虚拟仿真
产品虚拟仿真技术在工业设计中的应用指的是，通过计机算机的系统中的虚拟仿真的技术，对人机交互进行准确无误的判断、设计。
这种虚拟的仿真技术是一种相当逼真地去模仿人在大自然的环境里看和听等主观动作的人机界面手段。
当下，在工业设计领域，已经有很多的产品运用到了虚拟的仿真技术。
如三维空间交互球、数据手套、头盔显示器、力反馈器等等。
但是比起虚拟仿真技术在军事上的应用，前者运用的并不算多。
因此，虚拟仿真技术在工业上的运用无可厚非的，成为了工业设计未来的一个主要方向。
通过虚拟仿真技术可以实现工业设计过程中每一个设计过程的操作与检验，能够帮助设计师更快，更准确的完成或修改设计方案，减少设计师无必要的时间和脑力劳动。
加强与设计团员之间技术上的沟通与交流，资源的共同探讨，提高工业产品的设计速度，准备的抓住工业市场的机遇，提供企业在市场上的地位，获得更多的经济收益。
4计算机辅助工业设计中人机交互的前景
在计算机技术中，人机交互的范畴里，更多大胆创新的概念不断的被提出。
语言的识别、红外线遥感、视频的扑捉等等，必定会给人机交互技术带来更多技术上的提高。
新的人机交互技术不断涌现，它能给人们带来的是更多科学技术上的革新和期待。
而在未来的计算机工业设计中，人机交互应当加强“以人为中心”，“和谐”“统一”的交互模式，从而提高人机交互的工作效率。
4.1集合化
人机交互的特点是多样化，多渠道的。
将非桌面和桌面，二维和三维，可见与不见，与手语、口唇、肢体语言、味、嗅、触等知觉以及计算机的鼠标、键盘集合在一起，使计算机技术能以各方位，更全面的为工业设计服务，是新一代计算机辅助工业设计中人机交互的一个新的发展方向。
4.2智能化
当下，计算机使用者都是运用的鼠标、键盘灯设备进行精确的交互输入，但使用者的动作和思维却是模糊的。
可在工业设计中，却常常使用的大量的非精确性的模糊信息。
在人机交互中，如若能够提高计算机的使用，使计算机可以自动扑捉使用者的姿态、手势等模糊信息，了解到使用者的意识，并随之做出适当的反映，提高人机之间的交互效率，使交互间能够更好的服务于工业设计。
5结束语
总之，微软创始者比尔盖茨曾说过，计算机毫无表情的时代终将结束。
即将迎接人们的是富有感情的计算机的时代。
虽然当下的计算机还不能够拥有人一般的喜怒哀乐，但做到计算机与人之间的情感交互是人机交互的发展趋势。
把握“以人为本”人机交互的根本理念，做到计算机与人类的完美配合，共同创造更为和谐的科技化社会让计算机能够去理解和模仿人类情感特征的能力，以提高计算机辅助人类工业、商业中的工作效率，这才是人机相互最需要注意的宗旨。
参考文献：
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基于人机交互的计算机辅助设计课程教学模式研究【2】
摘 要：针对计算机辅助设计教学模式中存在的相关问题，依托人机交互设计的相关理论，以课堂教学、课堂练习和课后复习三个方面作为研究重点，对教室的空间布局、多媒体教学软件和课件的制作与应用、授课方式的改进等几个方面进行重点阐述，对计算机辅助设计教学模式进行改革，最终提出教学模式改革的具体方法。
关键词：人机交互;计算机辅助设计;教学模式
1 概述
计算机辅助设计亦称电脑美术设计，是指设计师运用电脑的设备和软件来取代原始的绘画工具和设计工具而进行的创意设计活动，是集技术、艺术及相关行业的统称。
人机交互是一门研究系统与用户之间的交互关系的学科。
系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。
人机交互作为一门新兴的边缘学科，近十几年来在我国得到了长足的发展，关于人机交互的研究和应用也越来越普遍，建立起良好的人机交互关系的产品或系统不仅能够提高工作效率，还能降低人体的疲劳程度，保护人体的身体健康。
2 计算机辅助设计的重要性
计算机辅助设计作为艺术设计等相关专业的必修课程，对学生的后续专业课的学习及工作是十分重要的。
从以往的教学中可以看出，学生对于学习这门课程还是抱有极大的兴趣，或出于他们认为这是将来从事设计职业必须掌握的技术，或想藉此“工具”来弥补自己本来绘图基础的不足，计算机辅助设计成为当今设计工具的主流已是不争的事实，甚至近年来还出现了“数字国画”、“数字水彩画” 可以达到以假乱真的程度。
可见，在当今艺术领域，计算机辅助设计软件已经成为设计师、插画师、动漫设计师、画家等实现创意思维的一种理想工具。
3 计算机辅助设计课程存在的问题
计算机辅助设计在设计业界具有重要的地位，但在目前的教学中却不能收到很好的效果，并不是教师不认真教，相反还要比一般的绘画教学“辛苦”。
任课教师努力地教，学生辛苦地学，可是教师的教学效果和学生的学习效率却很低，造成这一结果的原因很多，其中最重要的原因之一就是针对计算机辅助设计这一特殊课程的教学模式存在重大的问题，教师与学生、学生与电脑、教师学生与教室之间缺少良好的人机交互关系，使得教师与学生之间不能建立起充分的互动，造成了教学质量的低下。
具体分析有以下几个方面的原因：
3.1 教室的选择
计算机辅助设计课程有别于其他的一般课程，本门课程主要是以实际操作为主，训练的是学生们实际使用软件的能力，很多院校将此课程安排在多媒体教室，在多媒体教室授课，学生只能听老师讲，不能能够实际进行操作训练，造成的不良后果是学生对教师的课堂演示普遍都能够理解和接受，但是等到上机时对演示内容没任何印象 ，上机过程教师的时间被反复解说课堂内容占据。
造成这个后果的原因主要是理论与实践缺乏连续性，影响了最终的教学效果。
3.2 授课的方式
计算机辅助设计课程属于计算机工具软件的教学 ，主要以掌握软件的使用为主，要求学生们在学习完这门课程后，能够把学到的知识熟练的运用到实际的设计中，而目前普遍采用“灌输式”的教学方式不利于学生们实现学习该课程的既定目标。
所谓的“灌输式”教学方式就是传统的教学模式，以教师讲，学生听为主，这样的教学方式存在很大的弊端，学生在学习过程中知道了怎么做，但不知道为何要这样做，只是机械的掌握了命令的使用方法，但不懂得怎么如何用该软件进行设计，“灌输式”的教学方式难以激发学生的学习热情，降低了学生的学习效率 ，会造成学生厌倦甚至抵制情绪的产生。
“不激发学生的学习热情而想要硬塞的老师，不过是在锤打冰冷的铁”，美国学者贺拉斯曼的这句名言鞭挞了灌输式的教学方式。
3.3 多媒体课件的制作
计算机辅助设计课程主要是以实际操作为主的课程，课件主要是引导作用，明确课程所讲授的重要知识点，告知学生每次课所售主要内容，针对于此类课程，多媒体课件在制作上应该具有一定的针对性，但目前多媒体课件的制作上普遍存在着比较大的问题，或者内容量过大，缺乏重点，或者多媒体制作过于花哨，分散学生的注意力。
3.4 课时的安排
目前大多数的院校在计算机辅助设计课程的教学编排上一般都是把理论讲授与实践练习分开进行进行，理论课上课的地点一般在多媒体教室，实践课上课则是在机房完成，理论学时一般在40—50H之间，实践学时一般在20—30H之间。
理论课学时安排有两种形式，一种是每次课安排两个学时，另一种是每次课安排四个学时。
如果一次课安排两个学时，教授的内容会比较少，缺乏连续性，无法讲授与理论相关的实际案例;如果一次课安排四个学时，可以在一次教学中完成理论和与之相关的实践的教学，但让学生连续听四个课时，会容易产生疲劳和厌倦的情绪，同时接受的效果也会受到影响。
3.5 课后的复习
计算机设计软件都包含有非常多的工具和命令的使用，课堂的容量是非常大的，在有限的时间里让学生把所有讲过的工具和命令都立刻消化，是不现实的，为了实现课上与课后知识的连续性，课后学生能够通过有效的复习方式继续消化课上的内容是必要的，那么课后的复习方式就显得很重要的，但是目前来看很少有教师能够有效解决这个问题，这也是软件教学中凸显的重要问题，亟待解决。
4 基于人机交互的计算机辅助设计课程教学改革方案
4.1 优良人机交互关系的教室的建设
针对计算机辅助设计课程的特殊性，建设专门的多媒体教室。
教室容量以60-80人为宜，每个学生配一台电脑，教师配一台主机，可以控制学生电脑，授课时切换到教学模式，学生不能自主控制电脑的操作，投影仪显示主机授课界面，学生以观看投影仪授课内容为主。
多媒体教室应根据人机学空间设计要求进行布置，每排座位之间具有一定的高度差，保证前排座位对后排没有阻挡。
每两列为一个单位，每两列电脑之间留有一通道，保证一个人可以自由通过，以利于在实践指导过程中，教师可以顺利通过。
由于计算机软件课程对教室空间的明暗度有较高的要求，教室应该具有很强的避光设计，保证教室每个位置的学生能够清晰看到投影仪投射到幕布上的软件操作界面。
此课程讲授过程中任课教师要通过软件的操作进行授课，所以多媒体讲台应该根据人机工程学要求进行设计，保证授课过程中任课教师不易产生疲劳，同时多媒体讲台和教师对幕布没有遮挡。
4.2 利于重点知识有效传递的多媒体课件的制作
多媒体课件制作的好坏，直接影响着课堂上的教学效果和课后的复习效果。
多媒体课件的制作主要包括课件形式和课件内容两个方面。
在课件形式上，主要包括色彩、照明(深度)、动画等感知提示。
学生接受课件信息的主要渠道是视觉提示，因此课件的设计应该符合学生的视觉心理。
色彩的对比、线条的粗细、字符的大小都应该按照人机工程学要求进行设计。
界面布局要突出重点，对象不宜过多，颜色不宜过于丰富，避免无益信息对学生注意力的干扰。
在课件内容上，由于此课程主要是以软件的实际操作界面授课为主，课件内容对学生主要起到提示性作用，所以课件应以提纲形式出现，将本次课所讲主要内容显示在课件上，合理编排，条理清楚。
同时，课件还是课后学生复习的主要工具，所以对于重点内容可以进行视频教学系统的建设，通过链接可以进入到视频教学系统之中，对于课后布置的作业也是如此。
4.3 良好互动关系的授课方式的建立
很多院校对于此类课程，授课方式都是以“灌输式”教学方式为主，学生在上课时看老师的操作往往顾此失彼，并且一个很简单的例子就要通过好几个步骤才能完成，学生往往学了上步忘了下步，一个案例的演练多数学生是跟不上老师的“手法”，所以老师便要“疲以奔命”地一遍又一遍的重复操作和辅导。
如果学生回去以后没有再练习、不能做到“举一反三”，便是只会做老师教给的案例，不能真正掌握工具的应用。
针对于此，教师应该主动改善授课方式。
首先应该改“灌输式”教学为“启发式”教学，增强学生的自主学习能力和学习兴趣，通过提问题来增强学生的注意力和思考能力;其次通过结合实际的简单案例，进行命令的讲解，避免命令教学中枯燥乏味现象的出现，在命令讲解过程中应避免每个命令都进行解释，应对重点命令进行重点讲解，其余命令由学生自主学习完成;第三，合理布置课时，笔者认为每次课以4学时为宜，在每次课时中合理分配理论教学课时与实践应用课时，教师授课与学生训练有效结合，一个知识点授课结束后，学生立刻进行实践训练，增强学习效率;最后，结合每次课的知识点，完成一个简单课上练习，对于此练习授课教师进行步骤演示，演示结束后，学生立刻进行实际训练。
4.4 课前预习和课后练习的多媒体教学软件的制作
计算机辅助设计软件包含很多的工具与命令，工具繁多，有些命令难以理解，仅仅通过课上的教与学，是不能够很好完成软件的学习的。
如果学生不能针对每次课内容进行很好的课前预习和课后复习，那么上课时就很难达到理想的听课效果。
若想实现教师与学生良好的互动关系，提高学生的学习效率，必须建设良好的多媒体教学系统，保证学生能够很好的进行课前预习和课后练习，所以任课教师应该针对课程教学内容制作视频教学系统，学生可以根据教学视频进行课前预习，同时也可以在课后对教师的授课内容进行复习，对于课后的练习题教师可以通过教学视频系统进行必要的提示与讲解。
4.5 具有友好用户界面的教学软件的应用
在课堂教学过程中，若保证教师与学生之间良好的互动关系，教学软件的应用是必不可少的。
通过此教学软件，可以实现教师对学生电脑的控制，在授课时将学生电脑切换到教学模式，在学生实践时，切换到练习模式。
同时教师通过该软件可以实时观察学生的练习情况，学生也可以通过该软件的平台对教师实时进行提问和沟通，包括通过该软件进行作业的提交。
此类软件市场已有销售，可以购买，也可以根据教学需要，自主进行开发。
教学软件的应用是保证教师与学生良好人际关系建立的必要条件。
计算机辅助设计课程是设计类专业学生必修的一门重要课程，将人机交互的专业知识和理念引入到教学模式的改革中来，这是一种全新的尝试，具有良好人机交互关系的教学模式的建立将会使教师与学生之间建立起充分的互动，这对提高学生掌握软件的操作能力具有特别重要的意义，也会对艺术设计相关专业教育的培养模式产生积极的推动作用，希望对构建我国高等院校计算机辅助设计课程教学模式改革产生一定的影响和参考意义。
参考文献
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[5] 王首一. 计算机辅助设计教学中的实践与探索[J]. 山西建筑，2009 (4)：367 - 368.
计算机辅助工业设计课程的进程教学方法【3】
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.
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