逆向构思数字化工业设计论文

摘要：对于复杂零件的逆向设计，常常是通过激光、三坐标测量仪等方法对样件三维数据进行采集，可获得高质量的点云文件。但是这些点云文件数量很大，计算时将耗费过多的计算机资源。今天小编为大家精心挑选了关于《逆向构思数字化工业设计论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

逆向构思数字化工业设计论文 篇1：

简述逆向工程

【摘 要】逆向工程分类、数据采集、产品重建规划等。

【关键词】逆向工程；数据采集；分类；

1、概述

人類社会发展至今，已经历了几千年研究和探索，在各方面都积累丰厚的知识财富和科技成果，每一项成果都是在前人研究的基础上，模仿自然界和人类社会在相关领域、具有相应特长、特性的事物、动物或人来实现的。在当今数字化时代，要快捷地利用这些知识和成果的模拟信息转化为数字化的模型，我们可以利用逆向工程的思想，用三坐标测量机来快速地完成转换。

逆向工程又叫反求工程（Reverse Engineering，RE），是20世纪80年代末期发展起来的一项先进制造技术，是以产品及设备的实物、软件（图样、程序及技术文件等）或影像（图片、照片等）为研究对象，反求出初始的设计意图。简单地说，逆向就是对存在的实物模型或零件进行测量并根据测量数据重构出事物的CAD模型，进而进行分析、修改、检验、制造的过程。它所涉及的关键技术主要包括：三维实体几何形状数据采集、规则或大量离散数据处理、三维实体模型重建、加工等。 逆向工程主要应用于已有的零件的复制、或者是损坏、磨损件的高精度复原。数字化模型检测等。逆向工程技术并不是简单意义的的仿制，而是综合运用现代工业设计的理论方法、工程学、材料学和相关的专业知识，进行系统分析，进而快速开发制造出高附加值、高技术水平的新产品。

2、逆向工程的分类

从广义讲，逆向工程可分以下三类：

（1）实物逆向：它是在已有产品实物的条件下，通过测绘和分折，从而再创造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多方面的逆向。实物逆向的对象可以是整机、零部件和组件。

（2）软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、治理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向有三类：既有实物，又有全套技术软件；只有实物而无技术软件；没有实物，仅有全套或部分技术软件。

（3）影像逆向：设计者既无产品实物，也无技术软件，仅有产品的图片、广告介绍或参观后的印象等，设计者要通过这些影像资料往构思、设计产品，该种逆向称为影像逆向。

目前，国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何外形的逆向，即重建产品实物的CAD，称为“实物逆向工程”。

3、逆向工程的数据采集

现有的数据采集方法主要分为两大类：

（1）接触式数据采集方法接触式数据采集方法包括使用基于力的击发原理的触发式数据采集和连续式扫描数据采集、磁场法、超声波法。接触式数据采集通常使用三坐标丈量机，丈量时可根据实物的特征和丈量的要求选择测头及其方向，确定丈量点数及其分布，然后确定丈量的路径，有时还要进行碰撞的检查。触发式数据采集方法采用触发探头，触发探头又称为开关测头，当测头的探针接触到产品的表面时，由于探针受理变形触发采样开关，通过数据采集系统记下探针确当前坐标值，逐点移动探针就可以获得产品的表面轮廓的坐标数据。常用的接触式触发探头主要包括：机械式触发探头、应变片式触发探头、压电陶瓷触发探头。采用触发式测头的优点在于：适用于空间箱体类工件及已知产品表面的丈量；触发式探头的通用性较强，适用于尺寸丈量和在线应用；体积小，易于在狭小的空间内应用；由于丈量数据点时丈量机处于匀速直线低速状态，丈量机的动态性能对丈量精度的影响较小。但由于测头的限制，不能丈量到被测零件的一些细节之处，不能丈量一些易碎、易变形的零件。另外接触式丈量的测头与零件表面接触，丈量速度慢，丈量后还要进行测头补偿，数据量小，不能真实的反映实体的外形。

（2）非接触式数据采集方法非接触式数据采集方法主要运用光学原理进行数据的采集，主要包括：激光三角形法、激光测距法、结构光法以及图像分析法等。

非接触式数据采集速度快、精度高，排除了由丈量摩擦力和接触压力造成的丈量误差，避免了接触式测头与被测表面由于曲率干涉产生的伪劣点题目，获得的密集点云信息量大、精度高，测头产生的光斑也可以做得很小，可以探测到一般机械测头难以丈量的部位，最大限度地反映被测表面的真实外形。非接触式数据采集方法采用非接触式探头，由于没有力的作用，适用于丈量柔软物体；非接触式探头取样率较高，在50次/秒到23000次/秒之间，适用于表面外形复杂，精度要求不特别高的未知曲面的丈量，例如：汽车、家电的木模、泥模等。但是非接触式探头由于受到物体表面特征的影响（颜色、光度、粗糙度、外形等）的影响较大，目前在多数情况下其丈量误差比接触式探头要大，保持在10微米级以上。该方法主要用于对易变形零件、精度要求不高零件、要求海量数据的零件、不考虑丈量本钱及其相关软硬件的配套情况下的丈量。

4、逆向工程中产品重建规划

逆向工程的数据处理过程包括：分析现有产品或系统，对其原理进行抽取，结合新技术、改进并超越现有产品（第三步实际是正向工程）。

分析：分析现有产品或系统，找出其工作原理的关键数据。现阶段有手工分析、自动分析和智能分析三种分析方式。

抽取：按一定规则从数据中识别出产品原型中的各元素和各特性，抽取也是一个数据过滤和加密的过程。

产品重建：重建按重建的方式分线架重建、面片重建和整体重建。

线架重建是按人们从线到面的思维方式进行的，CAD/CAM发展早期重建软件基本都采用线架重建模式。当前流行的线架重构软件主要有UG、ProE、Catia、Surfacer、CopyCAD等，其中Surfacer和CopyCAD在线架抽取方面非常有特色。

面片重建是直接从样件数据中抽取面片，上述软件都能完成这样的任务，但效果并非理想，其主要原因是分块和拼接不是很方便和有效。ProE新出的ICEM软件在面片重建方面很有特色，它可辅助用户完成分块和自动拼接。

整体重建实际上是智能化的重建过程，既包括线架重建和面片重建，又包括产品的实体构造，主要由软件自动化地完成，其更注重产品整体。

数字产品： 逆向工程所产生的数字产品，是真实产品的数字化，同时可在模拟的环境中模拟的工作状态，排除和改进当前产品原型的不足，从而超越样品。

5、总结

逆向工程的研究已经日益引人注目，在数据处理、曲面片拟合、几何特征识别、商用专业软件和坐标丈量机的研究开发上已经取得了很大的成绩。但是在实际应用当中，整个过程仍需要大量的人机交互工作，操纵者的经验和素质直接影响着产品的质量，自动重建曲面的光顺性难以保证，还需要进一步的探索和研究。

作者：梁晶

逆向构思数字化工业设计论文 篇2：

基于CATIA逆向工程复杂样条曲线重构方法研究

摘 要：对于复杂零件的逆向设计，常常是通过激光、三坐标测量仪等方法对样件三维数据进行采集，可获得高质量的点云文件。但是这些点云文件数量很大，计算时将耗费过多的计算机资源。基于CATIA软件对点云数据进行过滤、划界、分网等处理方法进行了研究，运用曲线重构的方法，创建特征曲线组，利用多段曲线拟合获得点云的特征线网络，最后将拟合得到的曲线与原始点云数据进行误差分析。研究证明，通过这种方法可以获得质量更好、占据资源更小的曲线，为后续曲面和实体的生成奠定了精确基础。

关键词：逆向工程；点云；样条曲线；曲线重构

收稿日期：2012-02-24

作者简介：王开松(1969-)，男，安徽肥东人，教授，博士，从事机械设计及理论的教学和科研工作。

Study on the Complex Spline Reconstruction Method

Based on CATIA Reverse Engineering

WANG Kai-song, ZHOU Qing-qing, Ni Ren-zhong

(School of Mechanical Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China)

Key words:Reverse engineering; point cloud; spline; curve reconstruction

CAITA三维设计软件是法国达索公司的产品，它的集成解决方案几乎覆盖了工业产品设计制造的所有领域，其优势很多，在逆向造型方面采用NURBS方法描述曲线曲面，解决了自由曲线(面)与初等解析曲线(面)描述不相容的问题，通过编辑控制点改变曲线形状生成任意复杂曲面，再利用光顺功能提高曲面的重构质量和效率；提供了多曲面整体编辑功能和网格面、风格扫描面的造型方法，按原产品曲面形状快速实现重构；采用混合参数的几个方式建模［1-2］。

随着计算机新技术的不断应用，汽车工业蓬勃发展，产品更新迅速，这就对汽车零部件的设计工作提出了更高的要求，现代汽车零部件具有外观造型复杂化、功能多样化、生产周期短等特点。然而按照传统的开发过程，从项目确定开始，开发设计产品的零部件模型，再到生产制造样件，测试性能试验等，需要一个较长的过程，从而使得整个生产过程周期较长、成本较高。在这样的背景下，逆向设计工业应运而生。逆向设计开始在现代工业设计中发挥着越来越重要的作用，它是将实物模型转化为数字模型的一个重要部分［3］。在此过程中，根据点云文件创建特征曲线又是非常重要的一个环节。本文应用CATIA V5软件，论述在对某个零件体逆向造型过程中复杂曲线创建方法的研究工作。

1 前期处理

1.1 点云数据的采集与输入

数据采集是逆向造型的基础，必须准确。目前三维数据的测量设备朝着高速度、高精度、集成化、智能化、系统化的趋势发展［4］。通常数据采集使用坐标点测量仪器，如三坐标测量仪和激光三维扫描机。也有一些通过CCD相机拍照获得点云数据，它是利用Tritop软件将得到的数据进行优化、探测特征线条，并进行光顺、简化等操作［5］。

CATIA软件支持ASCII、ATOS、CGO、IGES等多种点云数据类型的输入。点云文件导入到CATIA V5中，首先需要进入Digital Shape Editor工作平台，利用Import功能导入文件。

1.2 点云数据的处理

如果点云数据是通过两次或多次测量得到，那么当分别导入数据后需要进行调整以对齐云点，并进行合并处理。合并后的点云中数量可能较大，计算时耗费过多计算机资源，并且铺面并不需要那么多的点，因此，可以利用过滤功能将多余的点按照不同的方法去除。CATIA V5提供了两种不同的过滤方式：一种是球过滤法(Homogeneous)，它对所选择的点云部分根据用户定义的球半径大小进行均匀过滤；另一种方法是自适应过滤法(Adaptive)，它是根据点与点之间的弦长，将某偏差值内的点过滤掉，利用这种方法可以在曲率变化小的地方过滤掉较多的点，曲率变化大的地方过滤掉较少的点，使得产品特征更加明显［6］。过滤后选择将要处理的部分，利用铺面功能创建出三角网格曲面，能直观了解结构的形状(见图1)。

图1 铺面后的零件体

2 曲线重构方法简介

逆向造型最重要的环节就是重构，它不仅修复和解决点云文件的缺陷，还尽可能的再现原有产品的设计思想。重构前，先要对模型进行分析，按照不同的特征将曲面划分为几个区，以确定不同的重构思想。经常会用到数字化外形编辑器(DSE)模块、快速曲面重建(QSR)模块、创成式外形设计(GSD)模块及自由曲面(Free Style)模块。重构的难点在于根据点云数据拟合出符合精度要求的特征曲线。CATIA V5中的线主要分为LN(直线)、ARC(弧线)、SPLINE(由多条ARC线组成)、以及NURBS(采用非均匀有理B样条算法的曲线)。在逆向造型过程中，对于比较复杂的曲线，CATIA V5使用NURBS曲线来创建数学模型，NURBS是一种用途广泛的样条曲线，是贝赛尔曲线(Bezier)的扩展，它克服了Bezier曲线不具备局部性质的缺点，能够很方便的表达由多段圆弧连接而成的复合曲线。自1983年SDRC公司成功的将NURBS模型应用在它的造型软件中，NURBS已经成为计算机辅助设计和制造的几何造型基础，得到了广泛的应用。NURBS样条曲线的数学表达式为

C(t)=∑ni=0ωiPiNi，k(t)／∑ni=0ωiNi，k(t)=∑ni=0PiRi，k(t)

式中：ωi为对应于控制顶点Pi的权因子，ω0>0，其余ωi≥0；Ni，k(t)为NURBS曲线的基函数［7］。

NURBS曲线可以精确的表达空间自由曲线，还可以通过调整控制顶点的权因子来修改曲线形状，具有计算稳定、操作方便等优点。但对于形状比较复杂的曲线，除了采用增加控制点的方法来精确的拟合曲线外，还可以采用先分段拟合再顺接和光顺的方法，这种方法的优点在于容易控制每段曲线的拟合精度，从而避免在调节不同曲率段控制点时对别段的影响。零件主要区域通过平面式截面功能得到的一组灰色特征曲线，这些曲线需要进行拟合(见图2)。

根据图2中的一条曲线， 可以实现曲线分段拟合、顺接和光顺，提高曲线的拟合精度(见图3～图4)。

图2 需要拟合的曲线组图3 需要拟合的曲线图4 分三段拟合

3 结果评价

曲线经过重构、 光顺后， 需要评估它的质量以判定是否满足设计要求。 优秀的逆向造型结果要求零件体有高品质的曲面， 而且要更准确的表达原产品的形状， 最大限度的减小重要曲面的误差。高质量的曲面要求曲率连续、相邻曲面之间有相同的曲率半径，用等高线检测时，高亮显示的曲线要有共同的曲率特征等［8］。 CATIA V5具有功能很强的曲线曲面分析工具，包括距离分析、变形分析、反射分析等，一般会用到曲率分析工具和距离分析工具两种分析方法。对曲率和距离分别采用一次整体拟合与分段拟合进行分析（见图5～图8）。

图5 一次整体拟合曲率图

图6 分段拟合曲率图

图7 一次整体拟合距离分析图

图8 分段拟合距离分析图

分段拟合得到的样条曲线与原平面式截面曲线的最大距离是0.016 mm，而一次整体拟合的最大距离是0.02 mm，分段拟合得到的曲率梳分布比一次整体拟合得到的曲率梳更加平顺，说明采用分段拟合得到的曲线比一次整体拟合的曲线更加光滑、误差分布更加均匀。所以，在碰到一些较长、曲率变化较大的曲线时，不妨采用分段拟合即方便又准确。

4 结语

本文对点云数据处理的研究，尤其是在对曲线重构方法的选择上做出了新的尝试，将由三坐标测试仪测得的点云数据通过CATIA软件进行过滤、划界，利用NURBS曲线创建特征曲线组，为后续曲面的建立和实体的生成奠定了精确的基础。最后通过对实例结果的误差分析，说明了该方法的有效性，为逆向造型过程中曲线拟合提供了一种新的方法。

参考文献：

［1］ 李江雄，柯映林.基于特征的复杂曲面反求建模技术研究［J］.机械工程学报，2000(5)：18-22.

［2］ 刘之江.反求工程［M］.北京：机械工业出版社，1996：2-5.

［3］ 谢龙汉，单岩.CATIA V5逆向造型设计［M］.北京：清华大学出版社，2004：105-108.

［4］ AOYAMA H， SUZUKI Y. Autonomous Measurement of Physical Model Shape for Reverse Engineering［J］.International Journal of Manufacturing System，2001，19：375-382.

［5］ CARBONE V，CAROCCI M， SAVIO， et al.Combin-ation of Vision System and a Coordinate Measuring Machine for the Reverse Engineering of Freedom Surface［J］.International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2000，17：263-271.

［6］ MING CHIN HUANG. The Pre-processing of Data Points for Curve Fitting in Reversing Engineering［J］.International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2000，16：

635-642.

［7］ 徐元凡，刘日良，张承瑞，等.NURBS曲线插补技术研究［J］.现代制造工程，2009(3)：8-12.

［8］ 振兴，付凯旋，陈志清.基于反求工程和快速原型技术在产品开发中的应用［J］.机械设计与制造，2005(1)：83-85.

(责任编辑：李 丽，范 君)

作者：王开松，周晴晴，倪任重

逆向构思数字化工业设计论文 篇3：

产品设计3D软件教学中学生整体思维培养研究

【摘 要】本文论述在产品设计3D软件教学中培养学生在建模方面的整體思维能力，针对3D软件教学中命令介绍太全面和讲解太平均、建模过程太详细导致学生无思考需求、整体分析太缺乏导致学生自学能力差等问题，提出从对软件的整体把握、对模型的整体分析、对设计的过程完整等方面培养学生的整体思维培养。

【关键词】产品设计 3D软件教学 整体思维

在产品设计中，主流的三维产品建模的软件有Rhinoceros、3ds MAX、Maya、Alias、Pro/E、UG、Solidworks、Catia、Jwelcad、3Design等，这些软件给产品设计带来极大的方便，大大提高建模效率。因此，在产品设计教学中，3D建模成了产品设计类学生必须掌握的基本技能，并作为衡量其设计能力的一项重要指标。如何让学生能快速、有效地掌握软件的基本技能，并能以此进行自主、深入学习，提高整体思维，是课堂教学的主要目标之一。本文从3D软件教学中出现的问题出发，分析如何培养学生在建模方面的整体思维能力。

一、3D软件教学中整体思维缺乏的表现

（一）命令介绍太全面，命令讲解太平均。一是命令介绍太全面，初学学生接受难度大。在常规的3D软件教学中，通常分为两步：一是软件命令讲解；二是和实例演示。在教学中常陷入对命令讲解过于全面的误区，认为只有把软件命令尽可能完整掌握才能学好建模，致使大量冗余的软件命令学习增加了学生负担，影响学生的学习热情和效率。二是命令讲解太平均化，没有重点。在命令讲解时，经常出现对软件命令讲解平铺直叙、均衡用力，致使学生在上课过程中因抓不住重点而效率低下。其实，只要明白我们不是做软件开发，软件上不会用到的命令就没有必要掌握，我们只需运用相关命令完成自己的设计创意表达即可，而那些很少运用的命令就不要讲，或者尽量延后讲，等学生把这个软件基本掌握后再进行延伸；同时，就某一具体的任务而言，这些命令难易程度和有用性是不同的，因此，在软件教学中必须将命令分解成重要、次重要、一般了解等几个层次，针对不同层次的命令，在讲解时所投入的精力也不一样。

（二）建模过程太详细，学生无思考需求。实例建模讲解时，建模过程讲解太详细，致使学生没有思考需求，这是现代许多教材和教师上课的一个通病。案例建模步骤的过于详细的描述，学生按照书上的步骤操作，就能轻易完成模型的创建，完全不用自己思考，这就忽略了对学生自己思维的培养，如果换一个模型，学生还是不知道如何下手。更为严重的是，学生也愿意以步骤讲解详细与否来评论教材的好坏和教师授课能力的高低，这就形成一个恶性循环。

（三）整体分析太缺乏，学生自学能力差。在课堂教学中，由于太过重视步骤的罗列，缺乏对模型的整体分析的训练，直接导致学生的知识迁移能力较差，对别人分析好的模型可以创建出来，但碰到一个全新的模型，则不知从何下手。这主要由于缺乏模型整体分析训练，使学生对模型的建模思路、方法和所涉及的命令等没有一个完整的认知，不能建立一个属于学生自己的建模思维，因此一直都离不开老师的引导，课后自主提升能力也就无从谈起；相反，如果培养出学生自己对模型的整体分析能力，就不需要完全按照教材或老师的讲解步骤建模。

二、3D软件教学中整体思维培养的策略

在3D产品建模教学中，学生的整体思维培养尤为重要。这既体现为对软件本身的宏观把握，也体现对模型个体的整体的分析，同时还体现为对设计过程的整体规划。

（一）从对软件的整体把握方面培养。具体如下：

1.把握软件界面结构，进行命令规划。3D软件界面是经软件开发者将命令可视化后，所呈现出的一种比较形象的视觉语言，通过图标形象语义可以了解一些命令的基本含义，但是要想对软件全面把握，则需要对软件界面的整体结构进行合理的解析与归纳。

以rhino为例，在界面分析时，首先应把握建模的基本思路，即线—面—体，在课堂教学中，将软件的建模核心命令归纳为：线的生成—线的编辑，面的生成—面的编辑，体的生成—体的编辑，再辅以对象的基本操作，如对象的复制、旋转、缩放、排列、变动以及布尔运算等基本操作，这样就完成了对Rhino软件界面布局的基本掌握，这种清晰的命令分布讲解不但能使学生在建模过程中快速准确地找到自己所需要的命令，还能消除软件学习的恐惧，增强学习自信。

2.针对同一产品模型，进行多种尝试。针对某一模型的创建，任何一个软件都不是只有唯一的方法。通过多种方法实现对同一模型的创建，可以让学生更快、更全面地掌握软件。再则，每种建模方法所需条件不同，成模效果也有差异，在建模过程中通过对比，选择效果最好、条件更容易实现的方法是提高建模效率的好方法。

以Jewel CAD为例，创建如图2的模型，可以有线面连接、导轨曲面等多种途径，途径不一样需要的前提条件也不相同。就某个具体模型而言，有的条件容易满足，有的条件不容易满足，因此在教学中引导学生进行不同方法尝试可以让学生全面掌握软件要领，使之在建模的时有更多选择。

图2 线面连接、导轨曲面

3.以一个软件为基础，进行功能拓展。市面上相同类型的产品建模软件很多，而学生在软件学习中也多将自己低劣的建模能力归于软件本身的差异，不断地进行各种尝试，想通过接触各种软件来融合各软件优势的想法也是无可厚非，但这种做法的后果是他们对各个软件都浅尝辄止，无一精通，这无益于学生提高建模能力。其实，要融会贯通各种三维建模软件，可以有更有效的方法，即以一个软件为基础，进行各种插件扩展。

以rhino为例，该软件用Nurbs曲线建模，虽然这种高级曲线建模备受专业人员青睐，但以3Dmax为代表的多边形建模也有自己的长处，想融合两者的优势，正确的做法不是两种软件都学，而是以rhino为主软件，再添加相应的插件，如多边形建模插件T-Splines。相同的道理，珠宝首饰插件TechGems，RhinoGold，Rhinojewel，Matrix 6 for Rhino；建筑插件EasySite；鞋业插件RhinoShoe；牙科插件DentalShaper for Rhino；摄影量测插件Rhinophoto；逆向工程插件RhinoResurf等，这都是在掌握rhino的基础上进行的功能扩展，这种方法使软件学习更有系统性。

（二）从对模型的整体分析方面培养。产品三维建模是一个整体工程，因此在建模时脑子里必须有一个整体的概念。在建模之前，必须在脑海里进行模型整体规划，分析模型的结构特点，规划模型创建的顺序流程，避免在动手之后思绪混乱，没有章法。换句话说，在动手建模之前，模型就已经在脑海里完成了创建。同样以rhino为例，建立如图3所示的榨汁机模型。

图3 模型分析

第一步：模型分解。在建模前对模型进行整体分析，并分解为底座、瓶身、把手、内胆、瓶盖等几个部分。

第二步：难点聚焦。分析这几个部件的特点和模型成型方式，发现大部分部件都容易创建，唯一的难点在底座，而底座的难点在空间线的准确建立。

第三步：难点解析。空间线的创建可以考虑用两个平面线来创建；具体所设计到的命令就是就是：rhino中线的修改＼【从两个视图的曲线】来获此空间曲线，这要求综合两个视图，力求准确。

第四步：条件实现。根据所选的命令，查询命令的实现条件，如需要什么样的点、线才能运用该命令实现模型的创建，并创建符合条件的点、线、面。

第五步：模型的创建。模型分析常用逆向分析，而模型创建就正向操作即可，一步步完成模型创建。

（三）从对设计的过程完整方面培养。任何模型的创建都是为了实现自己设计创意的表达，因此，在进行3D软件学习的后半段，应培训学生运用3D软件实现个人创意的模型表达。在3D软件学习之初，主要圍绕软件的熟悉和命令的使用进行，并且所练习的模型也是对现成模型的模仿重建，因此遇到的阻力和现实难度较小；但如果从草图设计开始就完全是自己创意的表达，则建模过程也是学生创意思维完善的过程，创意构思中没有完善的结构和创意都会在模型创建的过程中得到修改和弥补，这样设计全过程的训练不但能培养学生自由表达自己创意的能力，让他们在草图构思时就作通盘考虑，还能培养他们在创意之初，就对产品的结构、材质、色彩、工艺等设计要素的全方位规划能力。 （下转第177页）

（上接第162页）

再则，在课堂上还必须培养学生自主解决问题的能力。让学生在模型创建中碰到问题首先想到的不是请教老师和他人，而是通过多种途径自己解决；即使最后请教老师，教师的讲解也不应该是直接告诉他们怎么做，而是要运用启发式教育，通过旁敲侧击步步引导，让学生自己想出办法，这样才能印象深刻，达到最佳学习效果。

总之，产品设计3D软件教学中学生出现对软件把握不系统、入门困难的现象，最根本的原因是缺乏整体思维的培养。对软件讲解没有整体思维，学生所了解的软件命令是一盘散沙，毫无章法；对模型分析没有整体思维，学生碰到复杂模型就会一头雾水，无处着手。因此，培养学生的整体思维能力应该成为产品设计3D软件教学中极其重要的一环，这对提高学生的学习积极性和模型创建能力都大有裨益。

【参考文献】

[1]谷童飞，曹烨君.产品设计专业三维建模软件教学研究[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2016（9）

[2]姜琳.浅析三维建模思路在产品设计表现技法中的应用[J].美术大观，2016（1）

[3]姜兆亮，陈露露，范志君，等.基于设计规范的产品三维建模方法研究[J]，制造技术与机床，2010（8）

[4]陆超.浅谈产品设计中Rhino建模软件的教学内容改革[J].美术教育研究，2015（8）

[5]申明倩，王江涛.基于CDIO的“四段式”教学模式实施——以工业设计专业三维软件课程为例[J].江苏理工学院学报，2016（12）

【基金项目】2017年度广西高等教育本科教学改革工程项目（2017JGA308）；2015年度广西高校科学技术研究项目（KY2015LX470）

【作者简介】张贤富（1982— ），四川人，男，硕士，梧州学院讲师，浙江大学博士研究生，研究方向：数字化艺术与设计，首饰设计与制作。

（责编 苏 洋）

作者：张贤富