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計算機輔助工業設計中的人機交互
計算機輔助工業設計中的人機交互，該文基于提出了計算機輔助工業設計的由來，繼而提出計算機輔助工業設計中人機交互的概念與特點，以及人機交互在工業設計中的應用，最后對人機交互的未來發展做出了規劃和展望。
計算機輔助工業設計中的人機交互【1】
摘要：隨著科技的發展，工業設計行業也在不斷發展，而與此同時，工業市場對工業設計中的產品的品種多樣化、趣味化的要求也變得越發的嚴格。
為了確保工業設計在質量和數量上能夠更好的發展，計算機輔助工業設計中的建立人機交互，成為了工業設計中的關鍵要素。
該文基于提出了計算機輔助工業設計的由來，繼而提出計算機輔助工業設計中人機交互的概念與特點，以及人機交互在工業設計中的應用，最后對人機交互的未來發展做出了規劃和展望。
關鍵詞：工業設計;計算機;人機交互;未來
工業設計在近五十年內得到了飛躍的發展，隨著計算機和通信技術為代表的數字化信息時代的快速到來，工業設計行業得到了飛躍的發展，由此新生的計算機輔助工業設計以一種嶄新的面貌進入企業，企業傳統的產品研發過程也在被不斷的改變。
為了能夠使工業產品的質量得到質的飛躍，縮短研發的時間，更多的工業設計員發現，在計算機輔助工業設計的同時，不僅僅需要計算機軟件上不斷的革新，“人”的作用在工業設計中也日益突顯出來。
如何將“人機交互”完美的運用到計算機輔助工業設計中，成為了當前計算機輔助工業設計的一項重大的項目。
1計算機輔助工業設計出現
伴隨著歷史的發展，設計內涵的發展也趨于更加廣泛和深入。
現在，人類社會的發展已進入了現代工業社會，設計所帶來的物質成就及其對人類生存狀態和生活方式的影響是過去任何時代所無法比擬的，而工業設計業較之其他工業領域的特殊性也突顯了出來。
首先工業設計的用途是決定工業設計優劣的最主要因素，此為與美工設計或美術設計上最大的差異處。
其次由于工業產品是為供人使用的，所以要講求能配合人體，如適當的大小、操作的便利，與使用的舒適等。
并且在設計出來的產業要能表現材料的特質：同樣的產品，采用不同的材料來制造時，應該根據其材料的特質，而賦予不同的設計造型與結構。
最后在產品完成后，還必須要考慮生產程序：因為工業生產講求大量化，所以設計時對加工程序上亦應力求經濟。
計算機輔助工業設計是指以計算機硬件、軟件、信息存儲、通訊協議、周邊設備和互連網等為技術手段，以信息科學為理論基礎，包括信息離散化表述、掃描、處理、存儲、傳遞、傳感、物化、支持、集成和聯網等領域的科學技術集合。
與傳統的工業設計相比，計算機輔助工業設計在設計方法、設計過程、設計質量和設計效率等各方面都發生了質的變化，它涉及了CAD技術、人工智能技術、多媒體技術、虛擬現實技術、敏捷制造、優化技術、模糊技術、人機工程等許多信息技術領域，是一門綜合的交叉性學科。
計算機輔助工業設計以工業設計知識為主體，以計算機和網絡等信息技術為輔助工具，實現產品形態、色彩、宜人性設計和美學原則的量化描述，從而設計出更加實用、經濟、美觀、宜人和創新的新產品。
2計算機輔助工業設計中人機交互的含義及特點
2.1計算機輔助工業設計中人機交互的含義
計算機輔助工業設計的人機交互是指人使用某種對話語言與計算機以一定的交互方式進行交流，為完成確定工業設計任務，人與計算機之間的信息交換過程。
人機交互或人機互動，是一門研究系統與用戶之間交互關系的學問。
系統可以是各式各樣的機器，也可以是計算機化的系統和軟件。
用戶通過人機交互界面與系統進行交流，并進行操作。
2.2計算機輔助工業設計中人機交互的特點
1)計算機輔助工業設計中的人機交互功能減輕工作人員的勞動強度。
人機交互功能主要憑借可輸入輸出的外部設備和相應的軟件來完成。
可供人機交互使用的設備主要有鍵盤顯示、鼠標、各種模式識別設備等。
計算機輔助工業設計人機交互的主要作用是控制有關計算機輔助設計中相關軟件的運行和理解并執行通過人機交互設備傳來的有關各種命令和要求，這樣人機交互才能完善地結合，并有助于操作員進行實質性的操控。
在計算機輔助工業設計中，人機交互設施有鍵盤顯示器、語言識別、圖形識別等。
這樣一方面能夠將計算機充分的利用到工業設計中，另一方面，工業設計的工作人員可以再操控軟件的同時，減輕工作的壓力，方便修改產品的尺寸、線型，以獲得良好的產品形態。
2)計算機輔助工業設計中人機交互是提高產品質量的重要環節。
計算機輔助工業設計中人機交互有利于產品性能的最佳發揮，提高生產的效率。
它將設計人員的創造性思維、經驗知識、綜合判斷，最佳的思維特性和審美創意與計算機強大的信息檢索能力、海量信息高速計算的處理能力，虛擬真實的突顯和藝術感染加上人工處理相結合，從而提高了工業設計中的速度和辦事效率，大大縮短了工業設計的周期，保證了工業設計的質量，降低了工業設計的成本。
3)計算機輔助工業設計中人機交互有利于提高產品的市場競爭力。
“人機交互技術無論發展到什么程度，都必須圍繞以用戶為中心的宗旨”。
利用人機交互在工業設計中廣泛的應用，強調以客戶為中心，加強產品的獨創性，將人機交互在工業中發展到極致，滿足客戶人性化的需求，給客戶帶來持續良好的體驗，提高效率。
自然能夠提高產品在市場上的競爭力，使得產品在創意、設計和質量上高于其他同類產品，從而使本企業在商業競爭的過程中立于不敗之地。
3人機交互在計算機輔助工業設計中的應用
計算機信息網絡全球化在人們生活和工作中早已占據了不可動搖的地位。
而現代化社會也從“技術為根本”變為了“信心技術為根本”，這一方面預示著社會的與時俱進，同時也給工業設計者們帶來了一定的難題。
如何將證明的工業信息準確無疑的轉達給客戶，這就必須需要客戶與工業產品之間必須無障礙的溝通交互，因此人機交互才在工業設計中顯得格外的重要。
目前，在計算機輔助工業設計中，人機交互主要體現在虛擬裝配、人機界面、產品設計，產品虛擬仿真技術上。
3.1虛擬裝配
工業產品的可維修性、可裝配性和配合性是設計人員經常出錯的關鍵，在過去在產品最后的裝配過程里，一直到等到很長的時間段后才能發現到裝配中零件出錯報廢或工期耽擱的情況。
而虛擬裝配就是在工業產品設計的階段中就能利用人機交互的方式，設計者通過三維輸入設備，直接對工業零件進行三維裝配的操作，使在裝配的過程中將設計者的創造能力發揮到最大限度。
同時在這種三維的立體效果里，設計者如同在現實生活中觀察工業產品，從而能以最快的速度準確的發現產品在工藝設計中出現的紕漏。
3.2人機界面
在人機的大前提下，人與計算機之間所有的關聯都需要依靠人機界面來維持，人機界面是人與計算機相互作用的操作方法和聯系的紐帶。
它是以研究處理“人與物”之間的信息傳統為主，既研究了計算機的用途，同時也重視了人的重要性。
而人機界面的用途在于，它處理了工業設計師與計算機軟件、硬件的關系，研究了人機界面模型的設計，虛擬界面的設計、多用戶與多感官界面的設計等等，從而更好的為工業設計提供良好的技術基礎。
3.3產品設計
德國研究人員正在開發一種全新的可移動交互系統，此系統能夠通過視覺存貯設備將視覺信號轉換為命令，有望全面代替鍵盤和顯示器。
這種設備是一個小型的能夠放在胸前的電腦，其攝像頭能捕捉到手部運動，根據手部運動傳達的信息轉換成對應的命令以方便執行。
而在工業設計中，人機交互最大的好處莫過于在產品的設計上，計算機技術可以根據人的行為，去理解圖像，然后根據設計師概念從而做出反映。
主要是在設計師進行產品設計師，運用一系列的現代化計算機的手段，從而去配合操作員的設計理念，提高產品的外形、結構、色彩、材質，達到減少產品成本，提高勞動效率的效果。
3.4虛擬仿真
產品虛擬仿真技術在工業設計中的應用指的是，通過計機算機的系統中的虛擬仿真的技術，對人機交互進行準確無誤的判斷、設計。
這種虛擬的仿真技術是一種相當逼真地去模仿人在大自然的環境里看和聽等主觀動作的人機界面手段。
當下，在工業設計領域，已經有很多的產品運用到了虛擬的仿真技術。
如三維空間交互球、數據手套、頭盔顯示器、力反饋器等等。
但是比起虛擬仿真技術在軍事上的應用，前者運用的并不算多。
因此，虛擬仿真技術在工業上的運用無可厚非的，成為了工業設計未來的一個主要方向。
通過虛擬仿真技術可以實現工業設計過程中每一個設計過程的操作與檢驗，能夠幫助設計師更快，更準確的完成或修改設計方案，減少設計師無必要的時間和腦力勞動。
加強與設計團員之間技術上的溝通與交流，資源的共同探討，提高工業產品的設計速度，準備的抓住工業市場的機遇，提供企業在市場上的地位，獲得更多的經濟收益。
4計算機輔助工業設計中人機交互的前景
在計算機技術中，人機交互的范疇里，更多大膽創新的概念不斷的被提出。
語言的識別、紅外線遙感、視頻的撲捉等等，必定會給人機交互技術帶來更多技術上的提高。
新的人機交互技術不斷涌現，它能給人們帶來的是更多科學技術上的革新和期待。
而在未來的計算機工業設計中，人機交互應當加強“以人為中心”，“和諧”“統一”的交互模式，從而提高人機交互的工作效率。
4.1集合化
人機交互的特點是多樣化，多渠道的。
將非桌面和桌面，二維和三維，可見與不見，與手語、口唇、肢體語言、味、嗅、觸等知覺以及計算機的鼠標、鍵盤集合在一起，使計算機技術能以各方位，更全面的為工業設計服務，是新一代計算機輔助工業設計中人機交互的一個新的發展方向。
4.2智能化
當下，計算機使用者都是運用的鼠標、鍵盤燈設備進行精確的交互輸入，但使用者的動作和思維卻是模糊的。
可在工業設計中，卻常常使用的大量的非精確性的模糊信息。
在人機交互中，如若能夠提高計算機的使用，使計算機可以自動撲捉使用者的姿態、手勢等模糊信息，了解到使用者的意識，并隨之做出適當的反映，提高人機之間的交互效率，使交互間能夠更好的服務于工業設計。
5結束語
總之，微軟創始者比爾蓋茨曾說過，計算機毫無表情的時代終將結束。
即將迎接人們的是富有感情的計算機的時代。
雖然當下的計算機還不能夠擁有人一般的喜怒哀樂，但做到計算機與人之間的情感交互是人機交互的發展趨勢。
把握“以人為本”人機交互的根本理念，做到計算機與人類的完美配合，共同創造更為和諧的科技化社會讓計算機能夠去理解和模仿人類情感特征的能力，以提高計算機輔助人類工業、商業中的工作效率，這才是人機相互最需要注意的宗旨。
參考文獻：
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基于人機交互的計算機輔助設計課程教學模式研究【2】
摘 要：針對計算機輔助設計教學模式中存在的相關問題，依托人機交互設計的相關理論，以課堂教學、課堂練習和課后復習三個方面作為研究重點，對教室的空間布局、多媒體教學軟件和課件的制作與應用、授課方式的改進等幾個方面進行重點闡述，對計算機輔助設計教學模式進行改革，最終提出教學模式改革的具體方法。
關鍵詞：人機交互;計算機輔助設計;教學模式
1 概述
計算機輔助設計亦稱電腦美術設計，是指設計師運用電腦的設備和軟件來取代原始的繪畫工具和設計工具而進行的創意設計活動，是集技術、藝術及相關行業的統稱。
人機交互是一門研究系統與用戶之間的交互關系的學科。
系統可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統和軟件。
人機交互作為一門新興的邊緣學科，近十幾年來在我國得到了長足的發展，關于人機交互的研究和應用也越來越普遍，建立起良好的人機交互關系的產品或系統不僅能夠提高工作效率，還能降低人體的疲勞程度，保護人體的身體健康。
2 計算機輔助設計的重要性
計算機輔助設計作為藝術設計等相關專業的必修課程，對學生的后續專業課的學習及工作是十分重要的。
從以往的教學中可以看出，學生對于學習這門課程還是抱有極大的興趣，或出于他們認為這是將來從事設計職業必須掌握的技術，或想藉此“工具”來彌補自己本來繪圖基礎的不足，計算機輔助設計成為當今設計工具的主流已是不爭的事實，甚至近年來還出現了“數字國畫”、“數字水彩畫” 可以達到以假亂真的程度。
可見，在當今藝術領域，計算機輔助設計軟件已經成為設計師、插畫師、動漫設計師、畫家等實現創意思維的一種理想工具。
3 計算機輔助設計課程存在的問題
計算機輔助設計在設計業界具有重要的地位，但在目前的教學中卻不能收到很好的效果，并不是教師不認真教，相反還要比一般的繪畫教學“辛苦”。
任課教師努力地教，學生辛苦地學，可是教師的教學效果和學生的學習效率卻很低，造成這一結果的原因很多，其中最重要的原因之一就是針對計算機輔助設計這一特殊課程的教學模式存在重大的問題，教師與學生、學生與電腦、教師學生與教室之間缺少良好的人機交互關系，使得教師與學生之間不能建立起充分的互動，造成了教學質量的低下。
具體分析有以下幾個方面的原因：
3.1 教室的選擇
計算機輔助設計課程有別于其他的一般課程，本門課程主要是以實際操作為主，訓練的是學生們實際使用軟件的能力，很多院校將此課程安排在多媒體教室，在多媒體教室授課，學生只能聽老師講，不能能夠實際進行操作訓練，造成的不良后果是學生對教師的課堂演示普遍都能夠理解和接受，但是等到上機時對演示內容沒任何印象 ，上機過程教師的時間被反復解說課堂內容占據。
造成這個后果的原因主要是理論與實踐缺乏連續性，影響了最終的教學效果。
3.2 授課的方式
計算機輔助設計課程屬于計算機工具軟件的教學 ，主要以掌握軟件的使用為主，要求學生們在學習完這門課程后，能夠把學到的知識熟練的運用到實際的設計中，而目前普遍采用“灌輸式”的教學方式不利于學生們實現學習該課程的既定目標。
所謂的“灌輸式”教學方式就是傳統的教學模式，以教師講，學生聽為主，這樣的教學方式存在很大的弊端，學生在學習過程中知道了怎么做，但不知道為何要這樣做，只是機械的掌握了命令的使用方法，但不懂得怎么如何用該軟件進行設計，“灌輸式”的教學方式難以激發學生的學習熱情，降低了學生的學習效率 ，會造成學生厭倦甚至抵制情緒的產生。
“不激發學生的學習熱情而想要硬塞的老師，不過是在錘打冰冷的鐵”，美國學者賀拉斯曼的這句名言鞭撻了灌輸式的教學方式。
3.3 多媒體課件的制作
計算機輔助設計課程主要是以實際操作為主的課程，課件主要是引導作用，明確課程所講授的重要知識點，告知學生每次課所售主要內容，針對于此類課程，多媒體課件在制作上應該具有一定的針對性，但目前多媒體課件的制作上普遍存在著比較大的問題，或者內容量過大，缺乏重點，或者多媒體制作過于花哨，分散學生的注意力。
3.4 課時的安排
目前大多數的院校在計算機輔助設計課程的教學編排上一般都是把理論講授與實踐練習分開進行進行，理論課上課的地點一般在多媒體教室，實踐課上課則是在機房完成，理論學時一般在40—50H之間，實踐學時一般在20—30H之間。
理論課學時安排有兩種形式，一種是每次課安排兩個學時，另一種是每次課安排四個學時。
如果一次課安排兩個學時，教授的內容會比較少，缺乏連續性，無法講授與理論相關的實際案例;如果一次課安排四個學時，可以在一次教學中完成理論和與之相關的實踐的教學，但讓學生連續聽四個課時，會容易產生疲勞和厭倦的情緒，同時接受的效果也會受到影響。
3.5 課后的復習
計算機設計軟件都包含有非常多的工具和命令的使用，課堂的容量是非常大的，在有限的時間里讓學生把所有講過的工具和命令都立刻消化，是不現實的，為了實現課上與課后知識的連續性，課后學生能夠通過有效的復習方式繼續消化課上的內容是必要的，那么課后的復習方式就顯得很重要的，但是目前來看很少有教師能夠有效解決這個問題，這也是軟件教學中凸顯的重要問題，亟待解決。
4 基于人機交互的計算機輔助設計課程教學改革方案
4.1 優良人機交互關系的教室的建設
針對計算機輔助設計課程的特殊性，建設專門的多媒體教室。
教室容量以60-80人為宜，每個學生配一臺電腦，教師配一臺主機，可以控制學生電腦，授課時切換到教學模式，學生不能自主控制電腦的操作，投影儀顯示主機授課界面，學生以觀看投影儀授課內容為主。
多媒體教室應根據人機學空間設計要求進行布置，每排座位之間具有一定的高度差，保證前排座位對后排沒有阻擋。
每兩列為一個單位，每兩列電腦之間留有一通道，保證一個人可以自由通過，以利于在實踐指導過程中，教師可以順利通過。
由于計算機軟件課程對教室空間的明暗度有較高的要求，教室應該具有很強的避光設計，保證教室每個位置的學生能夠清晰看到投影儀投射到幕布上的軟件操作界面。
此課程講授過程中任課教師要通過軟件的操作進行授課，所以多媒體講臺應該根據人機工程學要求進行設計，保證授課過程中任課教師不易產生疲勞，同時多媒體講臺和教師對幕布沒有遮擋。
4.2 利于重點知識有效傳遞的多媒體課件的制作
多媒體課件制作的好壞，直接影響著課堂上的教學效果和課后的復習效果。
多媒體課件的制作主要包括課件形式和課件內容兩個方面。
在課件形式上，主要包括色彩、照明(深度)、動畫等感知提示。
學生接受課件信息的主要渠道是視覺提示，因此課件的設計應該符合學生的視覺心理。
色彩的對比、線條的粗細、字符的大小都應該按照人機工程學要求進行設計。
界面布局要突出重點，對象不宜過多，顏色不宜過于豐富，避免無益信息對學生注意力的干擾。
在課件內容上，由于此課程主要是以軟件的實際操作界面授課為主，課件內容對學生主要起到提示性作用，所以課件應以提綱形式出現，將本次課所講主要內容顯示在課件上，合理編排，條理清楚。
同時，課件還是課后學生復習的主要工具，所以對于重點內容可以進行視頻教學系統的建設，通過鏈接可以進入到視頻教學系統之中，對于課后布置的作業也是如此。
4.3 良好互動關系的授課方式的建立
很多院校對于此類課程，授課方式都是以“灌輸式”教學方式為主，學生在上課時看老師的操作往往顧此失彼，并且一個很簡單的例子就要通過好幾個步驟才能完成，學生往往學了上步忘了下步，一個案例的演練多數學生是跟不上老師的“手法”，所以老師便要“疲以奔命”地一遍又一遍的重復操作和輔導。
如果學生回去以后沒有再練習、不能做到“舉一反三”，便是只會做老師教給的案例，不能真正掌握工具的應用。
針對于此，教師應該主動改善授課方式。
首先應該改“灌輸式”教學為“啟發式”教學，增強學生的自主學習能力和學習興趣，通過提問題來增強學生的注意力和思考能力;其次通過結合實際的簡單案例，進行命令的講解，避免命令教學中枯燥乏味現象的出現，在命令講解過程中應避免每個命令都進行解釋，應對重點命令進行重點講解，其余命令由學生自主學習完成;第三，合理布置課時，筆者認為每次課以4學時為宜，在每次課時中合理分配理論教學課時與實踐應用課時，教師授課與學生訓練有效結合，一個知識點授課結束后，學生立刻進行實踐訓練，增強學習效率;最后，結合每次課的知識點，完成一個簡單課上練習，對于此練習授課教師進行步驟演示，演示結束后，學生立刻進行實際訓練。
4.4 課前預習和課后練習的多媒體教學軟件的制作
計算機輔助設計軟件包含很多的工具與命令，工具繁多，有些命令難以理解，僅僅通過課上的教與學，是不能夠很好完成軟件的學習的。
如果學生不能針對每次課內容進行很好的課前預習和課后復習，那么上課時就很難達到理想的聽課效果。
若想實現教師與學生良好的互動關系，提高學生的學習效率，必須建設良好的多媒體教學系統，保證學生能夠很好的進行課前預習和課后練習，所以任課教師應該針對課程教學內容制作視頻教學系統，學生可以根據教學視頻進行課前預習，同時也可以在課后對教師的授課內容進行復習，對于課后的練習題教師可以通過教學視頻系統進行必要的提示與講解。
4.5 具有友好用戶界面的教學軟件的應用
在課堂教學過程中，若保證教師與學生之間良好的互動關系，教學軟件的應用是必不可少的。
通過此教學軟件，可以實現教師對學生電腦的控制，在授課時將學生電腦切換到教學模式，在學生實踐時，切換到練習模式。
同時教師通過該軟件可以實時觀察學生的練習情況，學生也可以通過該軟件的平臺對教師實時進行提問和溝通，包括通過該軟件進行作業的提交。
此類軟件市場已有銷售，可以購買，也可以根據教學需要，自主進行開發。
教學軟件的應用是保證教師與學生良好人際關系建立的必要條件。
計算機輔助設計課程是設計類專業學生必修的一門重要課程，將人機交互的專業知識和理念引入到教學模式的改革中來，這是一種全新的嘗試，具有良好人機交互關系的教學模式的建立將會使教師與學生之間建立起充分的互動，這對提高學生掌握軟件的操作能力具有特別重要的意義，也會對藝術設計相關專業教育的培養模式產生積極的推動作用，希望對構建我國高等院校計算機輔助設計課程教學模式改革產生一定的影響和參考意義。
參考文獻
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計算機輔助工業設計課程的進程教學方法【3】
摘 要：筆者根據認知科學中認知技能獲取的理論，將計算機輔助工業設計課程教學劃分為認知階段教學、聯想階段教學和自主階段教學三個教學進程，并針對每個教學進程階段實施相應的教學方法。
力求通過對教學進程的階段劃分，結合學生的具體情況，更好地采用串行與并行相結合的進程教學模式，對學生因材施教，達到良好的教學效果。
關鍵詞：計算機輔助工業設計 進程教學模式 教學方法
1 計算機輔助工業設計課程在工業設計學科中的地位
從某種意義上說，設計師的具體工作便是將市場的語言(商業企劃)轉換成可視覺化的具體形象。
構想視覺化是設計師核心的任務之一。
[1]隨著計算機輔助工業設計(Computer Aided Industrial Design)技術日趨成熟，設計師在進行這種視覺化的工作上有了重大的轉變。
計算機作為一種設計工具可以幫助設計師做出與最終產品類似質感與色澤的產品表現圖，并且可以自由地與環境做情境的組合，讓人們從不同的視角去觀測與評價虛擬的數字產品，使其更直觀地了解工業設計師的設計提案。
不僅如此，參數化的CAID系統還可以幫助設計師進行零件干涉檢查、有限元分析、機構動態仿真等具體工作，大大縮短了產品的設計周期。
強大的CAID系統改變了設計師傳統的工作模式，計算機已經成為當今設計師必不可少的設計工具。
計算機輔助工業設計的技能自然也成為了設計師的必備技能之一。
設計教育界充分認識到這一點，紛紛將計算機輔助工業設計的教學列入到設計專業學生的培養計劃中。
我們相信，隨著社會對數字化設計的需求日趨迫切，計算機輔助工業設計課程在學科中的地位也會不斷提高。
總之，計算機輔助工業設計課程在工業設計學科中占有十分重要的地位。
2 引入課程的時機
雖然我們深知計算機輔助工業設計課程在學科中的重要地位，但是也要充分認識到計算機作為一種設計工具的局限性。
截至目前，計算機輔助工業設計仍然無法取代“創意”、“美感”與“概念”的產生與判斷，尚不能在設計中淋漓盡致地表現設計師的思維過程。
眾所周知，設計是一項創造性的工作，在一定程度上需要“感性”因素。
但是計算機技術卻是理性科技的重要代表，不可避免地缺少“感性”的創造能力。
可惜一部分學生并沒有意識到這一點，他們過早地接觸了計算機并有意無意地依賴計算機完成設計，進而忽視了具有創造性的手繪能力的培養。
這種現象在那些手繪能力較差的理工類學生中尤為突出。
學過設計的人都知道，設計師在進行設計時，應該是先在大腦里有一個創意，再通過手繪畫圖將思考的東西記錄下來。
而不是在畫圖時用筆、手去探索一些東西。
后者對藝術家是好的，但是對于一個設計師是沒有價值的。
手繪畫圖在設計中的作用就是不斷地確定、拋棄、提煉和修改。
設計師對圖的改進和修整實際上是他們對腦海中的產品進行調整。
赫茨伯格已令人信服地說明：手繪能用眼――腦來過濾，記住信息。
不用大腦“看”，對將來是沒有價值的。
只有看到這些所畫的，才會喚起我們的記憶。
[2]所以，在設計教學中必須加強學生的手繪表現能力，讓學生學會用手繪進行設計以及觀察和記錄交流。
建議學生在設計尚未成熟的早期不要過早地依賴計算機，否則會導致對手繪技巧的忽視，而這一技巧對設計思維的養成是至關重要的。
3 課程的進程教學方法
在某種程度上，熟練地操作計算機進行設計和熟練地騎自行車沒有什么不同，只是前者需要有豐富的設計知識罷了。
計算機輔助工業設計既然是一種技能行為，我們可以引入安德森提出的獲取認知技能的3個階段理論來探討計算機輔助工業設計的教學方法。
安德森認為技能學習的過程要經歷認知階段學習、聯想階段學習、自主階段學習三個階段。
[3]按照這個理論框架，我們可以將教學的過程劃分為認知階段教學、聯想階段教學和自主階段教學三個教學進程，并根據每個教學進程的特點采用適當的教學方法。
3.1 認知階段教學
剛剛進入課程學習的學生除少部分曾經自學過一些相關設計軟件外，絕大多數學生都未接觸過。
他們一般都不清楚設計軟件狀態和自己操作設計軟件時的角色，這時的學生大多對設計軟件的認知還是一張白紙。
在此教學進程中，有些教師為了節省教學課時，花了大量的時間去系統地講述各種命令的操作，迫使學生在不了解軟件操作方式的情況下機械地記憶大量的操作命令，寫很多的課堂筆記。
在這樣的教學方式下，學生只是理論上學習了命令的操作方法及用途，他們并沒有及時消化吸收，尤其學到的命令一多，各種不同的命令都交織在一起，影響了學生的學習效果和興趣，反而達不到預期的教學效果。
根據學習的認知規律，在學生剛接觸設計軟件的時候，還是應以教授簡單的操作任務為基本內容。
盡量在教學初期教授最簡單的操作命令，讓學生在初學階段只要記住每個命令中最常用的一種操作和盡量少的設置參數就可以了，并且還要及時讓學生通過操作鞏固記憶。
這樣可以促進他們的學習興趣，達到好的效果。
例如，在教授放樣命令時，可以只講解最簡單的放樣命令，參數設置采用默認值，那些高級的放樣命令和復雜的參數設置可以在后期的教學中根據建模需要慢慢地介紹給學生。
技能教學應該是一種循序漸進的過程，教師不應在基礎教學中拔苗助長。
需要指出的是，在此教學階段，只讓學生學會操作是遠遠不夠的。
重要的還是要在其初學階段幫助他們養成規范的計算機輔助設計習慣，杜絕不良設計習慣。
例如，在用計算機做設計前，首先要建立工作目錄，并在工作目錄下有條不紊地及時存儲和備份。
在教學的初期，這種養成教育是很重要的，應該受到足夠的重視。
3.2 聯想階段教學
當學生基本能夠完成各種基本的操作過程后，教學進程就可以進入聯想教學階段。
在此階段，學生在進行軟件操作時已經不需要去尋找操作命令，并且能夠比較熟練地運用基本的命令進行設計。
此時，在教學中可以按照學科特點給學生定制一些典型的練習作業，有意圖地讓學生將許多獨立的操作命令合成一個任務。
例如，讓工業設計的學生建立一個機械零件，讓環境藝術設計的學生建立一個簡易家具，該練習實體的建構過程應包含一系列建模命令，并且鼓勵學生盡量用最簡潔的方法去建構模型。
教學過程要力圖將學生大腦里各種有關的知識點聯系在一起，并且著重培養學生建模的思維過程，也就是教會學生怎樣把一個設計概念轉換成計算機操作的過程。
因為軟件的更新速度很快并且種類繁多，很有可能學生學會了這套軟件，工作后發現所在公司使用的卻是另一套軟件。
但是只要學生掌握了建模和運用軟件設計的思路，將來碰到相關的新軟件，一般都不會花費太多的時間去學習或培訓。
此時軟件作為設計工具的特性就充分地體現出來了。
3.3 自主階段教學
學生的操作會隨著教學進程的推進越來越熟練，操作速度也會越來越快。
此時我們的教學隨即也要進入自主階段。
此階段學生的操作技能已經達到了一定的水平，教學的重點已經不能停留在簡單的教學模式上了，哪怕此時學生還有許多高級技巧沒有學會。
此階段應該給學生盡量大的空間去用計算機實現自己的設計意圖。
也許此時的計算機輔助工業設計課程的老師應該變成一名教授設計的老師。
不同的是，學生應該占據課堂的主要位置。
他們可以自由地成立小組，自由地去做設計，去用計算機完成自己的設計意圖。
學生完成設計的過程也是自己不斷自學的過程。
因為只有在應用中，才能發現很多在課堂上學不到的知識在等著他們去學習。
例如，設計最終效果圖的生成，諸如PRO/E、UG等參數化軟件的渲染功能很難達到學生預期渲染場景的效果。
此時學生為了達到預期的渲染效果就會去嘗試自己學習3DMax和LightScape等渲染效果較好的設計軟件。
這種學習的促進作用是不可估量的。
教師的角色隨即又可以轉換為輔導員，作用就是及時把握學習方向，幫助學生解決技術上的各種問題。
當然，這對于教師自身的知識面要求很高。
教學的過程也應是教師向學生學習的過程，此時的互動教學便有了新的含義。
以上的進程教學模式在應用中可以根據不同學生的自身特點分別進行串行和并行教學。
針對未有過學習軟件經驗的學生進行串行教學，對于以前自學過該課程相關軟件的學生當然不能將其機械地帶入串行教學模式中來。
這樣不僅浪費了學生的時間，更會影響學生學習的積極性。
在教學中可以采用并行教學模式。
這部分學生可以根據自己的愛好，允許他們在教學的前兩個階段選學一種其他設計軟件。
到了自主階段教學進程，這些學生可以回到整體教學模式上來，此時我們會發現他們已給整個班帶來了新的創造力，并在其所在的小組中發揮著重要的作用。
結論
根據認知科學獲取認知技能的理論進行教學過程的劃分是科學的。
教師在每個進程進行適當的教學探索，符合學生的認知技能學習的規律。
并且進程教學模式的提出有利于補充傳統的單一的串行教學模式，在3個教學進程中，可根據每個學生的自身特點采用串行與并行相結合的進程教學模式，對學生因材施教，重點培養，使教授的知識更加有效地融入到學生的知識結構中去，起到良好的教學效果。
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