摘要：本文旨在通过对《造型材料与成型工艺》课程的现状分析，结合国内外研究概况和教学困境，提出一项教学改革方案，即引入“替换材料实践操作材料包”以优化课程设计，激发学生创造力和学习主动性。方案涉及课程大纲梳理、实践操作专项课题设计、材料包制作等内容，旨在提高学生对课程内容的理解和实践操作能力。

关键词：教学改革；替换材料；实践操作；创造力；学习主动性

一、引言

《造型材料与成型工艺》课程在产品设计专业的基础教育中具有重要地位。然而，在现有教学模式下存在诸多问题，如课程内容抽象、实践操作不足等。为此，本文提出了一项以“替换材料实践操作材料包”为核心的教学改革方案，以期优化课程设计，提高学生实践操作能力，激发其创造力和学习主动性，为培养综合性应用型人才提供有力的支持。

二、现状分析

（一）课程介绍

“材料工艺”课程全面覆盖了金属、木材、陶瓷、玻璃和塑料等五大类材料的成型工艺，并深入涵盖产品颜色（Color）、材料（Material）和表面处理（Finishing）设计，即“CMF设计”的理论基础。通过本课程的学习，学生将能够深刻理解金属等常见材料的特性及其加工工艺，学会将抽象理论与生产实际相结合，并在可持续发展的框架下选择恰当的材料和工艺。

（二）现存问题

在实际教学过程中，由于课程内容广泛且理论抽象，受到教学安排和实验室资源的限制，给因材施教带来了挑战：教师多在课后反应，学生对多媒体教学的积极性不高，又缺乏动手实践的自主性和创造性；且在毕业设计检查中发现，多数学生的作品过分依赖3D建模渲染，忽视手板模型的制作和评估，暴露了其对材料工艺理解的不足。教学改革的关键是将抽象理论转化为具体实践，激发学生对材料工艺兴趣，强化理论与实际的联系，为产学研用深度融合打下学科基础。

（三）国内外研究概况、水平及发展趋势

1.教学方法论

修订版的布卢姆教育目标分类学将“创造”置于认知过程维度的顶端，强调高等教育的最高目标是引导学生在理解、分析和评价课堂知识的基础上并能进行创造[1]。同时，IDEO公司CEO蒂姆·布朗强调实体模型制作优于抽象思考，在设计思维中，制作模型更能推进创新想法的落地[2]。这表明，通过模型制作，学生可以在转化课程知识的基础上，进行创造性思维的培养。

2.国内“材料工艺”课程实验教学现状

南京航空航天大学《造型材料与工艺》慕课课程的授课大纲基于课程教材，架构了以讲授为主的课程大纲，内容包括金属等5大材料的CMF设计和快速成型技术（3D打印）。结合应用性人才培育目标，已有高校教师从“项目式”角度对CMF设计课程进行教学探索和实践[3]，提倡设计实训转化与材料工艺知识库的完善[4]，并结合“产学研”，通过校企合作的方式开设围绕CNC数控加工技术的模型制作课程[5]。

实际教学中，体量大的作业加之缺乏奖励机制，使得学生常感到受挫和无助。同时，过度强调3D打印和数控加工，导致学生依赖3D建模，忽视动手实操，迷失设计中手板模型制作的初衷。由此，清华大学《综合造型设计基础》课程，借鉴德国斯图加特设计学院雷曼教授的资料，通过如“纸板坐具设计”等实操课题，让学生探索材料特性和加工技巧。这种方法增强了学生的实践能力和创造力[6]。

3.STEAM教学玩具等类似教具的启发

自2010年起，美国罗德岛设计学院（RISD）倡导将艺术和设计教育融入STEM（科学、技术、工程、数学）[7]。这一模式强调跨学科融合和多场景互动，旨在激发学生好奇心，鼓励自主学习，培养学生发现和解决问题的能力。随着文创产业发展，文创类教育体验盒，如三星堆“古法制玉”体验盒，为在家“文物科普”提供新思路。疫情期间，高校面临在线教育挑战，采用“材料包”和“替换办法”重新设计课程。例如，南加州大学创设家庭实验室计划，指导学生使用家居用品进行实验，保证教学质量[8]。

由此看来，在“材料工艺”课程改革中，需要结合CMF设计和快速成型技术趋势，并在理论教学中穿插易操作的实践内容，通过动手实践加深课堂知识理解，并采用模块化作业设计增加小组合作和交流机会。同时为教师提供多元化评价体系，以便根据学生作业反馈调整教学方法，满足学生学习需求。

三、高校产品设计专业“材料工艺”课程教改实践探索与研究

本次教学改革的主要目的在于通过模块化的教学结构，从材料工艺相关的非物质文化遗产出发，引入“替换材料包”实践操作，来强化学生的知识转化能力，加入互评机制来增强学生的自主学习和解决问题的能力。从而培养他们的创新精神和文化认同感，为其职业生涯和未来的设计工作奠定了坚实基础。

（一）“材料包” 优化实践教学，激励学生主动参与创作

替换材料包”是为“材料工艺”课程设计的实操材料组合，意在为教学提供低成本、易操作的替代方案，且能适用于时间或空间受限的教学环境。教师选择合适替代材料如黏土，模拟原材料工艺，提供图文说明，并按课程主题分类打包发放。利用材料包进行直观演示，引导学生创新实践。这种方法适用于资源受限环境，帮助学生深入理解材料特性和工艺流程，节省资源，鼓励学生探索多种材料、技术，促进创新设计。

（二）模块化教学结构，增强理论知识的实践应用

为了有效实施替代材料实践教学的开展，在课程设计上采取了模块化教学结构，以增强理论知识的实践应用。在思政引领和中国文化内涵深入的指导下，课程主要有三个学习模块。

1.石与金的纪元

本模块以神话故事“盘古开天地”为引，追溯至石器时代，着重讲先民对石材和金属材料的发现与利用，帮助学生理解其材料性质。课程探讨中国古代冶金术的发明与发展，以及特别在“东阳木雕”和“大漆工艺”中，木材在器皿和工具制作中的应用。通过古玉器案例，学生深思玉器与中国民族精神、文化内涵的关联。

实践环节围绕“他山之石，可以攻玉”概念，学生探索“莫氏硬度”和现代磨具磨料的发展与应用，从不同材料硬度和效果出发，选择合适的打磨工具，探讨切割和打磨方式。

2.海洋时代的硅酸盐奇迹

课程用女娲补天延续之前模块内容，讲授如何从炉渣的主要成分推出玻璃，早期硅酸盐材料的发展与制作此模块以大航海时代为背景，着眼于硅酸盐材料——陶瓷和玻璃的发展。学生将分三个部分探索陶瓷如何促进文化交流，玻璃的制造和应用如何在航海探索中扮演重要角色，可以将历史故事与材料工艺相结合，如成吉思汗时代的钴蓝，炼金术时期的白瓷热潮，以及望远镜的发明和清代玻璃工艺的进步：

（1）历史交织的蓝白之美

这个部分探索成吉思汗时代对钴矿物的使用，及其如何影响了后世的陶瓷艺术。钴蓝不仅为中国蓝白瓷赋予了独特的色彩，也成为东西方贸易中的珍贵商品。通过研究钴蓝的来源和使用，学生能了解到材料如何成为连接不同文化和帝国的纽带。

（2）炼金术与白瓷热

这个部分深入剖析中世纪欧洲权贵对中国白瓷的浓厚兴趣，以及他们委任炼金术士在复制这种材料工艺上所做的尝试，并通过对工艺传播与科学技术发展的交叉比较，深刻探讨东方陶瓷工艺对欧洲的工艺美术和科技创新产生的深远影响[9]。课程还特别关注东方主义和“chinoiseries”现象，尤其是欧洲在工艺美术运动和新艺术运动中对中国文化符号的模仿与挪用。我们将分析这些现象背后的文化霸权思想。

（3）远观的西洋镜

炼金术士对白瓷的研究推动了化学和材料科学的发展，并增进了人们对玻璃材料的理解，同时促进了科学工具如透镜的应用，对大航海时代的航海和天文学研究极为重要。清代中国玻璃工艺结合西方技术和传统陶瓷、金工及雕刻工艺，创造出独特玻璃艺术。而对玻璃釉料颜色的研究，促进了景泰蓝、粉彩等传统工艺的发展[10]。

总的来说，本章节深入探讨硅酸盐材料技术与艺术面向，并将其置于历史文化背景中，旨在帮助学生理解材料工艺在不同文明间的传播和演变，在人类历史、全球贸易和文化交流中的作用。实践部分包括走访非遗青瓷制作工艺，结合焰色反应和金属盐溶液颜色实验，探讨玻璃和陶瓷着色原理，金属着色剂对成本和工艺的影响，以及产品设计中的材料选择和食品安全考虑。

此外，课程通过失蜡法工艺串接各部分内容，使用蜡代替熔融态金属、玻璃和陶瓷浆料，采用石膏翻制模具，小批量制作产品设计原型。这种方法不仅简化了流程，降低成本，用一种实践体验，串讲各种材料的制作工艺。

3.绿色未来的探索

本模块主要教授学生塑料材料的现代技术要求和创新方向，重点探讨产品设计中，坚持可持续发展的重要性。课程内容涵盖塑料对环境影响、回收技术改进和生物基新材料的开发，目的是激发学生对环保和可持续未来的关注。实践部分包括塑料回收再利用和开发新生物材料两方面，包括先进案例学习、实操体验和微生物塑料实验。学生通过制作生物塑料，直观了解材料科学在环保中的应用。课程也强调将创新和环保理念融入产品设计，培养学生在材料科学和产品设计中的实际应用与环境责任感。

（三）实践成果互评互动，加强自主学习和思辨能力

在当前教学实践中，材料包的应用使学生能够直观地看到自己设计的成果，鼓励他们进行创意改进和迭代设计。同时，引入讲评会，通过老师点评、学生互评的方式，重点培养学生的自主学习和思辨能力。这种方法允许学生在课堂上展示和讨论自己的作品，从而加强对材料和工艺的理解，并通过互评机制深化他们的批判性思维。

（四）小结

本次教学实践重点在“材料工艺”课程中探索教改，结合CMF设计人才培养，提高学生学习效率和职业生涯基础。采用替换材料包实践和理论教学相结合的方法，关注学校与地方企业及非遗工艺生产，以产品设计方案落地为目标。课程内容融合青瓷非遗与文创产业需求，通过实践操作和讲授激发学生兴趣。学生自主选择主题，进行文创产品设计，实现从理论到实践的能力提升。这种“做中学”模式有效提高了学生的自主学习和创新能力，更贴近产业实际需求。

四、结语

综上所述，本次高校“材料工艺”课程的教学改革，从CMF设计人才培养目标出发，结合学校在地产业及非物质文化遗产工艺的实际，探索产品设计专业的创新教学模式。改革核心在于引入“替换材料包”实践操作，将理论教学与实际应用紧密结合，致力于提升教学质量和学生实践能力。这次教学改革尝试，不仅为学生提供了一个全面发展的平台，也为设计教育的未来发展提供了新的思路和实践经验。

参考文献：

[1]（美）L.W.安德森，等.学习、教学和评估的分类学：布卢姆教育目标分类学修订版[M].皮连生，主译.上海：华东师范大学出版社，2008，195.

[2]（美）TimBrown.IDEO，设计改变一切[M].侯婷，译.沈阳：万卷出版公司，2011，81-89.

[3]杜军.基于在线式和项目式的CMF设计课程教学实践研究[J].设计，2020，33（11）：3.

[4]赵慧亮.基于CMF的《产品设计材料与工艺》课程教学改革[J].视界观，2019（15）：1.

[5]李程，廖水德.工业设计专业校企合作手板模型课程的改革与实践[J].装饰，2013（6）：2.

[6]Lehmann，K.（2009）.RulesofDesign—ConeofLearning.DesignskolenKolding.

[7]罗德岛设计学院.STEAM[EB/OL][2022-5-14]https：//www.risd.edu/steam

[8]ExperimentingwithAt-HomeGeneralChemistryLaboratoriesDuringtheCOVID-19Pandemic[J].JournalofChemicalEducation，2020，97（7）：1887-1894.

[9]埃德蒙·德瓦尔.白瓷之路：穿越东西方的朝圣之旅[M].广西师范大学出版社，2017.

[10]薛吕.中国清代玻璃艺术[M].上海大学出版社，2014.

作者简介：朱思璇（1996年4月），女，汉族，浙江上虞人，硕士，助教，主要从事产品设计教学研究。

基金项目：青年教师专项，浙江理工大学科技与艺术学院教改基金资助项目研究成果（项目编号：Kyjg2224）