计算机的辅助设计教学

计算机的辅助设计教学（精选十篇）

计算机的辅助设计教学 篇1

一、认清形势, 明确学习目的

就目前国内情况而言, 设计领域对于计算机的运用主要集中在四个方面:一是平面设计, 即以印刷制版行业常用的彩色桌面出版系统为代表;二是三维立体影像设计, 以MAYA, 3DMAX等软件为代表;三是以各种CAD软件所进行的辅助设计;四是网络及多媒体设计。作为院校的专业教学, 必须在宏观上把握这几类, 然后才能针对不同的专业方向, 选择相关软件, 组织教学。如平面艺术设计以Photoshop、Illustrator等软件为主;环境艺术设计则以Auto CAD、3Dmax、Photoshop为主。

运用计算机进行设计, 使我们减少了手工制作所花费的大量时间, 设计师掌握和操作计算机时, 熟练运用各种软件和工具特效, 可以产生许多平时难以想到和看到的现象, 进而得到启发, 获得更多的灵感;对于素材的恣意剪裁融合, 乃至无数次的“后悔”, 均使我们感受到了计算机这一非凡工具的伟大贡献。但我们必须清楚地认识到, 计算机终究是机器、是工具, 它可以帮助我们完成一些有规律的、繁杂的、机械的操作, 但不可能也永远代替不了人的形象思维, 在设计过程当中, 人是第一要素。因为在运用计算机进行设计时, 需要设计者有创意、审美、构图、色彩等必要的设计基础及美学功底, 计算机只能根据指令做出反馈, 将收集到的资料简单、生硬地罗列拼凑。搞创作、搞设计, 滥用各种电脑特效, 一味地玩弄制作技巧, 画面单调、雷同而缺乏个性, 这不是我们的学习目的。学习并使用计算机进行辅助设计, 其根本目的在于掌握计算机软件学习规律和操作技巧, 以便更好、更充分地传达信息和体现设计的创意。

作为学生必须掌握的一项专业技能, 计算机辅助设计被列为专业基础课, 通过学习, 应该让学生了解计算机在本学科所起到的“设计工具”的作用, 重视并学好它, 将有利于今后更好地从事专业设计。

二、摸索规律, 掌握学习方法

计算机发展至今日, 硬件速度越来越快, 软件功能越来越强大。对于学习, 最大的困难莫过于软件发展太快, 版本更新周期短。往往一个软件还没掌握, 更高版本或者更优越的软件又出现了, 让人无所适从。针对这一情况, 了解软件发展规律, 迅速摸索并掌握一套适合自己的学习方法显得尤为重要。其实, 计算机软硬件尽管发展很快, 但有其规律性, 对于硬件, 不外乎CPU频率、主板芯片、硬盘大小、内存大小、显卡速度等;而软件不是名称变了, 就是版本升级, 或者是相同功能的另一类软件的出现。学生精力、时间有限, 应针对不同的专业方向及喜好选择不同的软件, 一般来说, 学校可提供社会目前流行的行业专用软件及版本, 当然, 我们还得考虑学校计算机硬件的容量及性能。

另外, 对于同一类软件, 如Illstrator、Coreldraw等均为图形设计软件, 掌握其中一个也就可以了, 因为这些软件的菜单、基本命令、功能都差不多, 均具备文件、编辑、文字、窗口等菜单, 即使版本升级了, 也只是界面进行了整合, 软件原有的功能又增加了一些, 但核心功能均没变。如Photoshop软件自5.0版本以后, 主要是增加了与网络匹配的诸多功能, 实际上, 做网页又有更多、更优秀的软件可以选择。通过教师有针对性的引导, 学生有目的的摸索学习, 掌握软件的操作技能应该不是一件难事, 但我们也不能掉以轻心, 由于大多数软件为英文版, 再加上3Dmax这类软件内容多, 功能复杂, 不花上一些时间, 难以吃透。一个小小的工具, 如何掌握它的功效, 触类旁通, 为我所用并不容易, 再说, 熟练掌握软件功能并不意味着就一定能做好设计。

三、加大投入, 强化软硬件建设

目前, 在院校从事计算机辅助设计教学的老师不外乎两类人, 一是计算机专业出身, 能熟练了解计算机软件的菜单、命令, 但缺乏必要的美术基础, 设计能力较差;另一种则是由设计类教师讲授计算机辅助设计, 虽不能讲透每一个菜单、命令、工具, 但能运用软件的核心功能进行专业设计。对于计算机辅助设计教学, 后者显然优于前者。目前在全国艺术类院校中, 真正掌握计算机软件操作技能, 又有很好的创意思维意识的教师实在太少, 要么过于年轻, 资历太浅, 艺术设计教师很难有精力去钻研计算机软件技术。但是, 随着人们的日益重视, 会有更多这方面的高级人才。而这一点也告知学生, 既要加强专业理论的学习, 提高艺术修养, 同时应始终保持不断学习的精神, 成为能掌握和运用先进技术的设计人才, 使自己不至于落后, 缩短学校与社会的距离, 为今后的就业创造条件, 社会的发展也必然要求我们的学校培养出这样的设计师。所以, 合格的师资培养是当务之急。

再说教材, 现在书店里计算机软件书层出不穷, 倒也十分热卖, 但多以讲授软件菜单、命令为主, 真正的计算机辅助专业设计教材几乎没有, 有不少出版社也意识到了这一点。相信, 在院校里, 计算机辅助设计教学终究会上一个大台阶。

技术的发展为设计师提供了先进的技术手段, 设计师的工作方法、环境均发生了根本的变化, 长期以来院校办学条件一直落后于社会行业, 这不利于我们培养高素质的人才。这几年, 高校在这方面也投入了大量经费, 这一方面适应了社会发展的需要, 为学生提供良好的学习条件;另一方面也加强了学校科研及为社会服务的能力。

就院校的计算机辅助设计教学而言, 其科学、完善、系统的课程体系、教材、教学法还远未形成, 有待人们去研究和探索, 让我们共同努力, 为我国的计算机辅助设计的发展做出应有的贡献。

参考文献

[1]姚英学, 蔡颖.计算机辅助设计与制造[M].北京:高等教育出版社, 2002.

[2]宁汝新, 赵汝佳.CAD/CAM技术[M].北京:机械工业出版社, 1999.

[3]李德庆, 吴锡英.计算机辅助制造[M].北京:机械工业出版社, 1991.

[4]蔡颖, 等.CAD/CAM原理与应用[M].北京:机械工业出版社, 1998.

计算机辅助设计课程教学方法的探讨 篇2

上海理工大学机械工程学院 王新华 陈彩凤

[摘要] 本文对计算机辅助设计课程的教学方法进行了详细的分析与探讨，结合实际产品设计过程中积累的一些体会和经验，提出了具有一定建设性的切实可行的教学方法和合理化建议，为计算机辅助设计课程教学提供一些有益的参考，提高了课程的实践性和应用性。

[关键词] 计算机辅助设计 教学方法探讨

一、概述

计算机辅助设计课程是机械类近机类专业的一门重要的技术基础课程，为适应产品设计的快速发展，优化产品设计结构，提高产品设计效率，该门课程的学习对今后从事产品设计的学生来说至关重要。根据多年的教学发现，学生对于该门课程的学习积极性并不是很高，旷课迟到的现象时有发生。经与学生座谈，问卷调查，了解到学生对于该门课程内容和体系的设臵大多不感兴趣，认为所学内容与以后从事的工作脱节较为严重。教学团队对该门课程进行了细致深入地探讨，大刀阔斧地对计算机辅助设计课程的教学内容和体系进行了改革，提出了一套行之有效的方法和教学思路，并在教学过程中加以应用，获得良好的教学效果，促进了我校计算机辅助设计课程的精品建设。

二、计算机辅助设计课程建设的思路和规划

（一）精心规划教学内容，改变广而不精的现象

以前的计算机辅助设计课程，通常存在着内容广而不精的现象，有关计算机辅助设计的内容，基本上都会在教学内容中出现，看上去学生可以学习很多内容，然而学生对于这些有关计算机辅助设计的知识通常很难精通。具体体现就是无法将学习的先进设计理念和方法运用到产品设计中，遇到具体问题往往不知如何入手，就是能够运用到实际的产品设计中，通常也是一知半解，对设计计算结果不知如何分析。

根据上述现状，教学团队组织编写了新的计算机辅助设计课程教学大纲，精心规划了教学内容，编写出版了《计算机辅助设计与制造》教材，并开通了网上教学，成功地申请到上海理工大学精品课程。配合精品课程建设，新的大纲和教材根据当前市场的设计需求，注重产品的设计需求及应用，删除了一些繁琐复杂的计算机理论知识，更新了一些新的设计理念和方法，引入了一些先进的设计软件与制造软件。

实际教学中除了原有的二维设计理论及AutoCAD软件的应用，依据当前产品设计的发展趋势，增加了通用的有限元分析软件ANSYS的学习和应用，提高了学生对产品设计的分析能力；扩展了常用三维软件的应用，如Solid Works，Pro/E,CATIA等，增强了学生三维建模的能力，将二维与三维设计融合于一体，更新了传统的设计理念，加深了对设计的理解和深化；将CAD/CAPP/CAM/PDM知

识融会教学并应用。精心规划的教学内容，真正体现了产品的设计过程和思路，将设计与制造融会贯通。通过学习学生对产品设计与制造的先进理念和体系有了一个全面的了解和掌握，实时把握产品设计的发展方向。

具体教学过程中，学生可以根据自己的专业背景，选学不同的编程与绘图软件。对于三维绘图软件，模具专业的学生可以选学UG软件，汽车专业的学生可以学习CATIA，而其它专业的学生可以学习更为方便实用的Solid Works软件，当然也可以选择Pro/E软件，每个至少精通一门三维软件的应用；而编程软件根据学生的具体情况，可以分别选学Visual C或VisualB.NET。这样将学习内容与学生以后从事的工作和兴趣结合起来，做到学有所用，学有所好。

（二）面向实际工程项目，开展系统教学模式

计算机辅助设计课程实用性很强，在教学中理论能否与实际设计相结合，关系到该门课程的教学成败。然而长期以来由于多方面的制约因素，该门课程理论教学学时占比过重，学生学习的多数是理论知识与概念，无法与生产实际相结合，造成了理论与实际的严重脱节。学生学习了一堆枯燥的设计理论，却无处施展，自然缺乏学习积极性，旷课迟到的现象发生就不足为奇了。

在新的教学设计中，课程将理论和上机课时重新进行分配，比例为1：1，并将理论和上机内容相适应，做到学以致用。上机内容都是实际产品的设计与分析，在上机前教师进行必要的引导，让学生独立设计与规划整个设计分析过程，培养学生独立思考和分析问题的能力，大大提高了学生的学习兴趣，丰富了教学内容，拓展了设计深度与广度。

遵循产品设计与制造的整个流程，上机安排规划从CAE，CAD到CAM涵盖了计算机辅助设计与制造的所有环节；上机安排内容均面向于实际工程结构件，学生选用三维软件首先建立产品的三维实体模型，根据需要转化成二维图形，并标注尺寸，公差及书写技术要求，最终以合格的二维工程图纸的形式提交。结合所学有限元分析软件基于所建立的三维实体模型的结构件的工况条件进行受力分析，了解正常工作状态下，产品的强度和可靠性是否满足要求。最后，利用CAM软件模拟编制加工工艺，选择虚拟刀具进行加工模拟。通过上机的教学环节，学生不仅掌握了计算机辅助设计的知识与软件，而且对产品设计制造的过程有了一个系统的了解，对设计与制造的理念更加完善。

计算机辅助设计课程后期，为让学生真正掌握所学知识和内容，在新的教学计划中安排两周的计算机设计生产实习，让学生利用所学习的知识，去分析解决实际的生产问题，锻炼学生实际解决问题的能力，发现学习中存在的问题，在实践中培养独立分析和处理设计中的问题。

配合上海市重点学科建设项目《三维动态夹具图形库的建立》，在学习完计算机辅助设计课程后，我们组织安排了部分学生参与该项目的设计与规划，教师只在方向上给予指导，学生组成开发小组，对课题进行了精心的组织与设计，完成了项目的总体设计，参数化程序编程，三维夹具图形库的建立，并以数据库的形式组织实现夹具的参数化设计。项目获得上海理工大学教学成果三等奖，学生不仅将所学知识运用到实际的课题项目中，而且培养了组织和规划研究课题的能力。

（三）注重课程的延续性，培养学生创新能力

新的教学模式中将计算机辅助设计课程学习贯穿于大学四年的整个学习过程中，而不仅仅是一门课程而已。这是一个全新的培养理念，它将计算机辅助设计与各专业课的学习有机的结合起来，将先进的设计方法和理念应用于各专业学科，拓展了学习深度与广度，使该门课程的学习得到了延续，也丰富了其它课程的学习。

例如笔者在中德学院的机械零件课程设计中，率先打破原有的设计模式，将计算机辅助设计的内容贯穿于整个课程设计之中，改变了过去单一的设计模式和陈旧思路，获得了良好的效果。具体实施是每人一项设计任务，不规定设计什么类型的减速箱，学生可以根据设计要求规划设计方案，绘图不再规定二维三维图形，软件可以自己选用，设计时间不再集中在两周内完成，让学生有足够的时间去完善自己的设计方案，也可以利用所学计算机辅助设计软件对产品进行结构优化。这样将学生学习的先进设计方法应用到课程设计中。最后学生提交的作业表明，学生的主观能动性得到充分的发挥，呈现了一些非常优秀的作品。

在学校组织的产品设计创新活动中，鼓励学生积极参与其中，在机构创新设计中，利用计算机辅助设计方法对产品设计方案与规划进行验证和优化，建立虚拟样机进行动态仿真，产生了一些具有一定实用价值与独特穿新的作品，推动了我校创新活动的深入，建立了学生创新设计平台，在各种大奖赛中屡屡获得奖励，取得了丰硕的教学成果。

配合学校毕业实践活动，让部分毕业生参加见习工程师认证考试。笔者以实际科研工程项目为背景，开展系统教学模式，学生积极报名参与。在去年的认证考级中，95%以上的参加学生顺利通过认证考试，拿到见习工程师考级证书。为今后卓越工程师的培养奠定了良好的基础。

（四）改革课程考核方式，突出综合能力测试

计算机辅助设计课程既然是一门应用课程，当然应该对学生的实际应用能力进行考核与测试，而不再是过去的理论考试。过去计算机辅助设计通常采用闭卷的考试形式，学生需背诵很多计算机辅助设计概念和理论，应用性的题目只是让学生写出相应的操作过程，没有实际的上机操作，很难综合考察学生的实际能力。学生对这种形式的考试只是应付了事，根本无法掌握计算机辅助设计课程的核心内容。

新的教学大纲将该门课程调整为开卷考试，理论测试与上机考核相结合。理论测试都是一些利用计算机辅助设计的概念和理论去组织分析生产中存在的一些设计问题，不是仅仅记住一些抽象的理论就能轻易解决的问题，而是要求学生综合所学知识去分析和规划，这样才能真正考核一个学生的实际能力，调动学生的学习积极性。理论考核统一进行测试，而上机考试内容和方式各教学老师根据实际情况可以自行调整和安排。一般上机考试不再局限于最后集中测试，教师可以根据学生平时的上机情况，实时掌握学生的设计能力和水平，客观真正地评判学生的学习成绩。具体实施中，平时上机的考核显得尤为重要，因为大部分的操作与设计都是在这个时间内完成的，学生的能力水平从平时的上机作业中可以很好地体现出来，教师可以每次的上机进行跟踪考察，最后的上机考试只是考核学生综合分析问题的能力。通过平时和考试的综合测试，学生的能力自然可以得到更客观地评价。

三.总结

综上所述，我校的计算机辅助设计课程教学配合精品课程建设，打破了原有的教学观念，与时俱进，积极进取，进行了深入的改革和实践，适应了产品设计技术的发展趋势，改变了过去那种与市场严重脱节的教学模式。通过不断的摸索和实践，教师的教学方法和思路也在不断的完善，培养的人才素质得到提高。毕业学生逐渐得到用人单位的认可和好评，说明我们的培养思路和模式真正走上了正规。当然随着科学技术的发展，计算机辅助设计课程的教学改革仍然任重而道远。只有不断创新和改革，才能真正培养出具有创新能力的合格人才，提高我国先进设计与制造的水平。

[参考文献]

[1] 殷国富主编《计算机辅助设计与制造技术原理及应用》四川大学出版社 2001年11月

[2] 仲梁维 张国全主编《计算机辅助设计与制造》北京大学出版社2006年08月

[3] 邱宣怀 主编《机械设计》高等教育出版社1997年07月

[4] 黄胜伟 主编《计算机辅助设计（CAD）》科学出版社 2002年

 文章发表请注明：

本文的研究受到（1）教育部特色专业建设项目（TS10222）；（2）上海理工大学“计算机辅助设计”精品课程建设项目的资助

作者：王新华，男，出生于1969年9月，上海理工大学机械工程学院讲师，工学硕士，研究方向机械设计及理论，发表科研论文数十篇。

地址：上海控江路1505弄43号1301室邮编：200093

计算机的辅助设计教学 篇3

关键词：项目教学法；建构主义；教学改革

《汽车计算机辅助设计》是汽车类专业重要的专业课，是培养学生初步掌握现代设计方法的基础课程，课程理论性和实践性都比较强，强调理论学习的同时，注重实践动手能力的培养。为了使学生初步掌握现代设计方法，适应企业的需要，探索一种适用的教学方法显得十分重要。鉴于《汽车计算机辅助设计》课程內容的技术性强，理论比较晦涩，采用传统教学方法难以提高学生的学习兴趣和主动性，不能培养其独立思考的学习方式，无法做到课堂理论知识与实践相结合，从而无法真正提高其设计能力，因此，教学效果大打折扣。

一、项目教学法的一般内涵

内涵：项目教学法是在建构主义理论的指导下，以实际的工程项目为对象，先由教师对项目进行分解，并根据需要作适当的示范，然后让学生分组围绕工程项目进行讨论、协作学习。最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目标的一种教学方法。通过实施一个完整的项目而进行教学，其目的是在教学中把课程理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力[1]。

特点：与传统的教学法相比，基于建构主义理论的项目教学法最显著的特点就是“以学生为主体，教师为主导”的实践教学模式，改变了以往“教师讲，学生听”被动的“填鸭”教学模式，实现了“三个中心”的转变[2]：由以教师为中心转变为以学生为中心，由以课本为中心转变为以“项目”为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。其特点可归纳为[3]：①实践性。项目来自真实世界，使学习更加具有实用性。②自主性。使学生有机会根据自己的兴趣选择内容和展示形式，从而有效地促进学生创造能力的发展。③发展性。长期项目与阶段项目相结合，构成为实现教育目标的认知过程。④综合性。具有学科交叉性和综合能力的运用的特点。⑤开放性。体现在学生围绕主题所探索的方式、方法和展示、评价具有多样性和选择性。

二、项目教学法在《汽车计算机辅助设计》教学中的应用

《汽车计算机辅助设计》课程主要学习计算机建模、计算机图形学等相关理论，并学习一种三维建模软件，如CATIA或UG等。

以“某支架三维建模及二维图生成”作为一个完整的项目，如图1所示，通过学生亲自动手利用CATIA创建支架的三维模型，并由三维模型生成二维图纸，从而对特征建模、圆角特征、阵列特征、镜像特征以及由三维模型生成二维图的方法、视图的布局、剖视图的生成、尺寸的标注、公差的标注等有一个清晰而深刻的理解。

图1 支架三维零件模型

应用项目教学法时，其流程一般包括：选定项目、制定计划、作品制作、成果交流、活动评价和归档等六个步骤。以下以某支架三维建模为例，阐述项目教学法的应用过程。

1.选定项目，分析、确定项目任务。分析建立该支架将涉及的三维建模技术和理论知识点，明确目标，设定具体任务。比如：项目涉及知识点就有特征建模技术、投影视图的选择、尺寸的生成及标注等。项目的具体任务包括：①识读该支架，了解支架的各尺寸。②根据其尺寸，使用一种三维建模软件建立该支架的实体模型。③利用任务2中建立的三维模型，生成二维图，并完成尺寸标注。

2.制定计划。项目的目的及任务明确后，即可制订实施计划。以该支架为例，可作如下计划：①识读该支架，主体特征和辅助特征的分析（1学时）。②建模基准选择、主体特征的建模（1学时）。③辅助特征的建模及零件模型的修改、校核（1学时）。④三视图的选择与生成（1学时）。⑤尺寸标注、公差标注、二维零件图样校核（1学时）。⑥项目成果交流与评价（1学时）。⑦项目成果归档。

3.作品制作。将学生分成若干个小组，每个小组3~5人，并确定一名小组长，在小组长的组织协调下，小组成员既分工又合作，充分发挥团队精神，保证项目能高质量地完成。对于学生的分组，在自由组合的基础上，教师应根据成绩好与成绩差搭配、动手能力强与动手能力弱搭配的原则对小组成员进行调整，以使每个学生都能真正参与到项目中，更利于学生之间取长补短及团队精神的培养[4]。

4.项目成果交流。成果交流是对学生努力的肯定，也是同学间互相学习的过程。项目完成后，由各小组推选一名学生对本组的成果向全班同学展示，对本组所做的主要工作、项目完成的心得体会、经验教训向同学进行陈述，组内其他同学可根据情况进行补充。其他组的同学可以提出问题，由进行展示的该组同学回答[5]。

5.活动评价。为了考察学习效果，在项目完成后，应对项目完成情况进行评价，包括学生小组内自评、组间互评和教师评价。根据以上三项评价，并赋予一定的权重，计算得到学生的学习成绩。教师给出点评意见，指出项目过程及项目结果中存在的问题并提出解决问题的办法，可为后续的项目教学的顺利开展提供更好的保障。

6.归档。将学生作品、设计文档等分类归档、留存，可作为后一届学生进行项目教学时的范例展示。

三、总结及注意事项

项目教学法丰富了课堂教学内容，提高了学生学习的积极性，通过两届学生的实践，显示了项目教学法在教和学上的极大的优越性。学生对项目教学法高度认可，一致认为这样的授课方式比较生动，互动性很高，印象非常深刻，参与度高，更容易理解掌握。

同时也应注意到，项目教学法也有其不足之处：有少部分学生，在某些项目上不能按时完成。项目教学法需要基于以往知识的运用，构建新的知识。调查结果显示，因为各个学生对已学知识的掌握程度不同及应用已学知识的水平有差异，导致少部分学生在某些项目上未能按时完成。此外，每个项目都针对一定的教学内容而设置，针对性很强，但是项目与项目之间的知识的衔接未必能做得很好，从而导致学生接受知识不太成系统。因此，在课程的最后，教师应对课程的全部内容作一次梳理和串讲，使学生对本课程有一个全面和系统的掌握。

参考文献：

[1]赵鑫.项目教学法在高职《网页设计与制作》课程教学中的应用[D].武汉：华中师范大学硕士论文，2009.

[2]商玉美.“三新法”在《机械制图》教学中的应用[J].教育教学论坛，2011，（18）.

[3]唐娜，许晓伟.基于设计管理的设计项目化教学模式探讨[J].佳木斯教育学院学报，2010，（5）.

[4]蒋科军.项目教学法在《汽车检测与诊断》课程教学中的运用[J].江苏技术师范学院学报，2010，16（12）.

计算机的辅助设计教学 篇4

对数学教学而言, 信息技术特别是《几何画板》, 在加强几何直观, 促进“数”与“形”结合方面有着特殊的作用。借助《几何画板》强大的图形、图像功能, 可以形象、直观的帮助学生认识所研究的图形或曲线;在动态演示中观察图形或曲线的性质, 在直观了解的基础上寻求形成这些性质的原因及代数表示, 为抽象的认识增添了形象的支持。多媒体信息技术是观察数学现象的望远镜, 它帮助我们思考, “延伸”大脑的功能;它是动态研究数学问题的“实验室”, 帮助学生从数学角度发现并提出问题, 进行探索和研究。

任何一种教学模式都有其优势和弊端。例如计算机辅助教学形象直观地揭示数学规律, 这个优势黑板无法比拟;大量习题, 教学内容的展示采用大屏幕清晰、快捷, 省去繁琐的低层次板书, 但大屏幕展示内容难有整体效果, 画面繁多, 造成学生视觉疲劳, 对思维产生抑制作用。那么如何发挥计算机辅助教学的特长, 如何将它融入我们的教学, 就像我们使用粉笔一样得心应手, 这需要我们每位教师的努力, 在粉笔和鼠标之间寻找一个合适的结合点。

我们在“指数函数的图像和性质”一节尝试了一堂没有课件的计算机辅助课。主要采取问题解决的方式, 下面是其中截取的片段。

第一部分:作图

问题:1.怎样作出指数函数图像?以y=2x为例。

2.“五点法作图”在哪里取值?如何取值?

给学生一定的讨论时间, 然后交流结果, 发表意见。作图时手工、电脑同步进行, 大家一起取点, 学生在网格纸上描点, 教师用《几何画板》描点, 成图后两相比较。通过作图, 使学生对指数函数的图像有了初步的印象。

第二部分:看图探究

探究一底数a对指数函数性质的影响

1.观察y=2x的图像性质, 可以推广到吗?

由学生任意给出的值, 教师利用《几何画板》的“绘制函数”功能快速做图 (图1) , 学生从中发现图像根据底数范围可以分为两类, 然后引导学生分类总结两组图像的性质。

2.由图1观察>1时, 增大时图像如何变化 (图2) ?

学生归纳总结规律, 教师利用《几何画板》的“动画”功能, 通过动态改变的值, 图像也会随之改变。

探究二底数互为倒数的指数函数图像间的关系

1.如何作y=0.5x的图像?

除五点法作图, 教师引导学生观察电脑上y=2x与y=0.5x的图像, 发现两图像好像关于y轴对称。用电脑演示对称关系, 在y=2x图像上取点A并显示其坐标, 利用“反射”功能做A的对称点A’并显示坐标, 按下“动画按钮”, 让A点在图像上动起来, 我们可以看到, A’点始终在y=0.5x图像上移动 (图3) , 直观得到两图像对称的结论并引导学生从数的方面证明。

2.结论推广:底数互为倒数的指数函数图像关于Y轴对称。动画演示, 并用代数方法证明 (略) 。

3.性质应用:利用图像变换作y=0.5x的图像。

探究三知识延伸

1.利用函数单调性比较大小。

2.尝试作函数y=2x+1的图像。

3.在同一坐标系作函数f (x) =1.3x与g (x) =x的图像, 观察它们是否有交点, 有几个? (图4)

4.方程1.3x=x是否有解?有几个?

过去由于技术手段的限制和应试教育的影响, 过分注重问题的结论及解题的方法与技巧, 注重数学的严谨性、逻辑性, 导致学生看不到数学被发现、创造的过程, 忽略了探索发现的过程。而这样设计, 利用多媒体演示工具, 丰富拓展了数学活动内容和形式。在教师的指导下, 可以使学生亲自参与问题的探索。通过实验进行测量和计算, 提出猜想, 加以证明或否定, 然后推广。

使用课件的计算机辅助教学, 无法根据课堂上的实际反应和气氛有针对性的组织或调整教学内容, 只好从头放到尾, 教学过程不灵活, 难以应对突发事件。而没有课件的计算机辅助教学就不会有这种尴尬。因为这种模式下的所有问题的演示和解答, 都是教师根据教学过程的实际情况, 当场进行设计和制作的, 能够随时解决处理课堂上遇到的问题。

“数学事实首先被猜想, 然后是证实”, 猜想在数学中极其重要, 那么怎样引导学生发现问题, 大胆猜想, 合情推理呢?没有课件的计算机辅助教学模式可以成为老师的帮手。因为没有课件的框框约束, 每个学生可以根据自己的理解, 提出认为合理的猜想, 然后借助数学软件来验证或否定猜想, 最后再给出证明。

建构主义学习理论认为, 知识不是通过教师传授得到, 而是学习者在一定的情景即社会文化背景下, 借助其他人的帮助, 利用必要的学习资料, 通过意义建构的方式获得, “情景”、“协助”、“对话”、“意义建构”是学习环境中的四大要素。因此建构主义学习理论强调以学生为中心, 要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体, 知识意义的主动建构者;要求教师由知识灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者和促进者。

没有课件的计算机辅助教学模式恰好与建构主义的观点不谋而合。在整个教学过程中, 教师很少直接教给学生数学知识, 而是向学生提出问题, 并借助计算机为学生创设学习的情境, 通过学生间的互相合作与讨论, 不断提出并验证或否定猜想, 进而尽可能给出严格证明, 在这个过程中逐渐完成意义建构, 从而获得数学知识, 教师在这个过程中所起的是学习的指导者和帮助者的作用, 学生才是学习的主人, 学生通过努力能自己解决的问题, 教师绝不包办代替, 这也正体现了学生在学习中的主体性地位。

没有课件的计算机辅助教学模式, 是一种全新的数学教学模式。教师不再像以往那样整天忙于写教案、出考题、讲习题、批作业。也不再是数学知识的简单的传授者, 而是教学活动的组织者和教学问题的设计师。在这一模式中, 学生的学习积极性、学习的探索、创造能力都得到积极的发展。他们在下述几方面的变化表现得非常明显:

(1) 对一个问题的发生、发展过程始终抱有好奇心和强烈的求知欲;

(2) 勇于参与探讨、发表自己的见解和猜想, 甚至可以为一个问题争得面红耳赤;

(3) 积极与他人合作, 与小组成员交换不同的看法;

(4) 对于由一些偏差和疏忽引起的错误, 积极尝试自我矫正;

(5) 一边记录、一边思考, 能处理自己认为重要的信息, 表达自己的思想。

计算机辅助教学中的教学法 篇5

教学目的：通过学习，明确计算机辅助教学中的教学法有哪些，了解学科教师的教学法 以及其中的技巧和可操作方法要掌握，重点还要了解计算机辅助教学中教学法的研究可以在传统教学法基础上分两个研究方面，一方面是从教师的角度考虑人机教学的有效性，另一方面是从教学软件制作人员角度考虑教学的有效性，最后了解基于信噪比的互动学习质量评测模型。教学要求：

1．掌握计算机辅助教学中的教学法。

2．掌握人机界面设计、人机教学环境中的学习效果、人机交互活动的设计。3．了解教学信息的挖掘过程。4.了解评测模型。

教学方法：讲解法 实验法

教学手段：传统黑板粉笔；多媒体课件，实验室实际操作 教学时数：讲授2学时

6.1学科教师的教学法

在计算机辅助教学的环境中教师可以考虑的教学法有很多，都可以在传统的教学法研究经验之上借助于教育技术得以有效的实现。以下做几个介绍。

1.活动法。2.发现法。3.同伴影响法。

6.2人机界面设计

计算机辅助教学的教学法研究离不开人机界面的设计研究。人机界面设计综合了计算机科学、心理学、工效学和语言学等各领域的研究成果。

6.2.1.用户界面分析

1.学习者特点分析。

2.学习者特点的度量标准

6.2.2界面设计理论

界面设计需要在一定的理论思想指导下进行，界面设计理论应考虑的内容有：

（1）心理模型和学习者模型

（2）人机界面设计的理论模型分类（认知模型、学习者知识模型、学习者特点模型、学习者任务模型、学习者系统模型）

6.2.3界面设计形式

1.界面设计的标准：

2.对话设计的形式

6.2.4人机交互界面设计的设计原则

（1）界面上内容明了，信息区、交互区的排列位置合适。

（2）界面结构设计美观合理，主题突出。

（3）交互图标意义明确，使用方便，易于接受。

（4）动画的变化速度合理。

（5）支持键盘、鼠标双重操作。

（6）具有帮助功能

6.3人机教学环境中的教学效果

6.3.1合作学习对学习效果的影响

1.研究的主要方法

2.学科态度

3.人际关系

6.3.2多媒体组合信息与学习效果

1.媒体组合信息与学习注意

2.动态背景对阅读速度的影响

3．动画对学习记忆的影响

§ 6.4 人机交互活动的设计

一、网上互动课程设计

1.实时交互的概念及其重要性

2.网上课程互动的特点

（1）交互性（2）多样性

（3）开放性

（4）共享性

二.网络论坛上教师引导

1.论坛主持人扮演的角色

2.论坛主持人的问答技巧

3.讨论主持人的沟通语气

4.主持人引导设计的研究方法

论坛主持人A 论坛主持人B 论坛主持人C 论坛主持人D 论坛主持人E

§ 6.5教学信息的挖掘

一．常用的数据挖掘技术

数据挖掘是一种决策过程，它主要基于人工智能、机器学习、统计学等技术，高度自动化的分析原有的数据，做出归纳性推理，从中挖掘出潜在的模式，预测用户的行为，从而帮助决策者调整策略，做出正确的决策。1.人工神经网络 2.遗传算法 3.决策树方法 4.文本分析工具

5.概念图自动生成工具 二．数据发掘的分析方法 1.关联分析 2.序列模式 3.分类分析 4.聚类分析

三．数据挖掘系统结构及数据分析过程 1.数据准备 2.挖掘 3.表述

四．数据挖掘技术的教学应用 1.数据准备 2.挖掘 3.表述

五．数据挖掘技术与其他工具的结合 § 6.6基于信噪比的互动学习质量评测模型

一．信噪比与相关概念的定义和描述

1.信噪比及其分贝计算公式

（1）望小特性

（2）望大特性

2.教学目标与学习质量定义的界定

（1）学习目标

（2）子目标

（3）学习质量

（4）相关数据的描述

二．基于信噪比的互动学习质量评测模型的构建

1.学生练习题得分矩阵 2.学生子目标得分水平矩阵 3.学生子目标得分率矩阵 4.熟练评价矩阵 5.总和评测矢量 6.评价学习质量

三．模拟数据对模型算法的验证

模拟实例的数据组成都是以课堂教学信息处理系统为基础，而且假设有相应的硬件存在，并可以成功采集课堂上学生的应答信息。

在学习计算机辅助教学中的教学时应该注意问题

1.提前预习，搜集相关资料。

2.课堂上认真听讲，不会的问题主动问老师。3.对本章内容所讲的内容要熟悉 4.掌握各种教学法的如何应用的

思考题 1.试论研究计算机辅助教学的教学法，具有什么意义、作用和实际价值。

2.人机界面设计中学习者分类除了从掌握计算机操作技能的特点分类外，还可以从哪些方面考虑分类？（例如年龄）。

3.网络教学对教师应该提出什么要求，对学生应该有什么约定

参考文献

计算机的辅助设计教学 篇6

关键词：艺术设计教学；计算机辅助设计；应用

1 计算机辅助设计概述

计算机辅助设计，简称CAD，在计算机硬件与软件技术的支撑下，它能够帮助设计人员设计出仿真图像、储存信息等。从最初的简单绘图到逼真图像光栅扫描显示器，计算机辅助设计技术水平不断提高。这一技术随着在全球范围内得到了广泛的应用，尤其是在艺术设计领域，已经成为一门基础技术。视觉范围内的计算机辅助设计包括色彩构成设计、图案形态构成、三维立体影像设计等。它弥补了传统手工绘制的缺陷，再加入一定的创新后还能够达到完美的艺术效果。在艺术设计的教学中也逐渐规定了对计算机辅助设计的学习，成为了重要的教学内容。

2 计算机辅助设计艺术设计教学的优势和不足

2.1 计算机辅助设计的优点

（1）能够提高学生的创新力。传统的手工绘制依靠手工制作，虽然能够帮助学生提高设计作品的能力，但是也有很大的制约性。在操作过程中，传统的绘图需要很多工具。例如，画笔、刀、颜料等，在使用过程中不仅程序复杂而且一旦出错，不容易修改，影响了设计效果，浪费了学生大量的时间和精力。另外，学生的想象力非常丰富，如果当他们想把自己的设计呈现出来时，由于种种条件的限制而阻碍了艺术作品的制作，不利于学生学习积极性的提高。因此，在艺术设计教学中运用计算机辅助设计能够避免手工繪制的缺陷，凭借着强大的着色、文字处理等功能，学生可以把更多的时间运用在作品的设计上，进而促进了学生想象的实现，提高了学生的创新能力。

（2）容易掌握。在艺术设计中运用计算机辅助设计能够省去大量的绘图工具，只要有一台计算机和相应的软件就能够绘图，而且还十分的精准。此外，绘图软件中为使用者提供了很多快捷操作的方法，绘图变得十分智能化，学生可以发挥想象，提高了学生的兴趣。例如，学生在设计过程中，着色过重，想要修改时，学生只需要点击回复按钮就可以重新着色，这是传统手工绘图所无法完成的。

（3）创作出的作品方便保存。传统的手工设计的图纸的原件只有一份，载体是不宜保存的纸张，时间长了会发生褪色、潮湿等缺陷。计算机设计辅助能够将所设计的图纸保存在电脑或外部设备中，也可以保存备份，以免丢失，此外，它可以通过外部设备直接显示。这样在教学过程中，学生能够更加轻松地制作和保存。

（4）提高了设计的合理性。传统的手工绘制对绘图者的绘图技术，有的学生因基础较差等原因对艺术设计课程学得不好，因而在绘图中容易产生厌恶的情绪。例如，有的学生着色的手法较差，设计出的图纸就不理想。而依靠计算机辅助技术能够满足不同层次学生的要求，提高绘图的质量。因此，在计算机辅助设计能够减小学生技术水平的差异，使学生的设计更加贴近真实水平。

2.2 计算机辅助设计的缺点

（1）对网络的依赖过高。信息时代，互联网上的资源十分丰富，学生在学习过程中容易过度依赖其资源，对艺术设计的理解不够深刻，掌握的知识很肤浅，不利于艺术设计水平的提高。学生的热情大多从计算机出发，所使用的素材也多不是原创，虽然华丽，但缺乏个性，没有内涵，使学生很难设计出优秀的艺术作品。

（2）传统教学模式的禁锢。传统教学模式偏重于理论知识的讲解，注重培养学生的识记能力，对于学生开展艺术设计时必不可少的。然而，随着计算机辅助设计的加入使得传统教学模式暴露出很多问题，很难让学生将理论和实践结合，教学效果很不理想。

（3）偏重计算机技能的教学。计算机辅助设计对计算机技能的要求较高，使很多教师和学生认为计算机技能比艺术设计思路更重要。这样一来学生的艺术创作力得不到锻炼，知识单纯地依靠计算机拼接素材，缺乏厚重的内涵，计算机辅助设计成了简单的制图工具。

3 计算机辅助设计在艺术设计教学中的应用

3.1 将计算机技术和艺术构思完美融合

在艺术设计的教学中，教师一方面要让学生认识到计算机技术在艺术设计中的重要地位，让学生多多联系，掌握扎实的计算机技术，为学生开展艺术创作提供一定的技术支持；另一方面，教师也要培养学生的艺术构思，即让学生认识到艺术构思才是艺术创作的核心，要帮助学生在学习计算机技术的同时，通过对网上艺术作品的深入剖析，理解艺术的本质。同时还要加强学生的实践，要鼓励学生积极创作，敢于想象，力求在掌握计算机技术的同时提高艺术构思能力。

3.2 要保持教学内容的前沿性

艺术设计不是僵化的，不变的，而是运动的，具有典型的前沿性。因此，在教学过程中，教师不仅要重视艺术设计基础知识的教学，还要通过各种渠道获得前沿的艺术设计方面的知识，将其与计算机辅助设计相结合。教师可以让学生查阅艺术设计一线的专业论文，了解学科动态，让学生在提高学习能力的同时促进他们探索新知。

3.3 理论和实践相结合

一方面，教师要加强计算技术和艺术设计的理论知识的讲解，让学生掌握扎实的理论知识；另一方面，教师还要加强学生的实践锻炼，让学生在实践中消化理论知识，形成能力，促进学生艺术设计水平的真正提高。

3.4 采用任务驱动教学法

教师要积极采用任务驱动教学法，提高学生探索问题、思考问题和解决问题的能力，让学生养成良好的学习习惯。根据教学中的难点和重点，教师要有针对性的设计问题，让学生掌握扎实的基础知识。例如，在进行illustrator的教学中，教师可以根据宣传折页的特殊作用要求学生设计一款手机的宣传页，这样在完成任务的过程中，学生会积极查阅信息，组织文字信息，这样学生就成为了学习的主体，再加上教师的指导，学生的艺术设计水平会显著提升。

4 总结

随着计算机技术的发展，计算机辅助设计在艺术设计教学中的地位越来越重要。教师在教学中要积极运用计算机辅助教学，扬长避短，充分发挥其作用，在推动艺术设计课程发展的同时也能够提高学生艺术创作能力，从而为社会提供了更多的优秀人才。

参考文献：

[1] 刘志刚.关于艺术设计教学的一点思考[J].社科纵横，2010（05）.

[2] 霍长平.对计算机辅助设计的再认识[J].计算机光盘软件与应用，2014（16）.

[3] 李仁伟.浅议艺术设计专业教学中的计算机辅助设计[J].大众文艺，2010（21）.

计算机的辅助设计教学 篇7

一、项目教学法的一般内涵

内涵:项目教学法是在建构主义理论的指导下, 以实际的工程项目为对象, 先由教师对项目进行分解, 并根据需要作适当的示范, 然后让学生分组围绕工程项目进行讨论、协作学习。最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目标的一种教学方法。通过实施一个完整的项目而进行教学, 其目的是在教学中把课程理论与实践教学有机地结合起来, 充分发掘学生的创造潜能, 提高学生解决实际问题的综合能力[1]。

特点:与传统的教学法相比, 基于建构主义理论的项目教学法最显著的特点就是“以学生为主体, 教师为主导”的实践教学模式, 改变了以往“教师讲, 学生听”被动的“填鸭”教学模式, 实现了“三个中心”的转变[2]:由以教师为中心转变为以学生为中心, 由以课本为中心转变为以“项目”为中心, 由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。其特点可归纳为[3]: (1) 实践性。项目来自真实世界, 使学习更加具有实用性。 (2) 自主性。使学生有机会根据自己的兴趣选择内容和展示形式, 从而有效地促进学生创造能力的发展。 (3) 发展性。长期项目与阶段项目相结合, 构成为实现教育目标的认知过程。 (4) 综合性。具有学科交叉性和综合能力的运用的特点。 (5) 开放性。体现在学生围绕主题所探索的方式、方法和展示、评价具有多样性和选择性。

二、项目教学法在《汽车计算机辅助设计》教学中的应用

《汽车计算机辅助设计》课程主要学习计算机建模、计算机图形学等相关理论, 并学习一种三维建模软件, 如CA TIA或U G等。

以“某支架三维建模及二维图生成”作为一个完整的项目, 如图1所示, 通过学生亲自动手利用CA TIA创建支架的三维模型, 并由三维模型生成二维图纸, 从而对特征建模、圆角特征、阵列特征、镜像特征以及由三维模型生成二维图的方法、视图的布局、剖视图的生成、尺寸的标注、公差的标注等有一个清晰而深刻的理解。

应用项目教学法时, 其流程一般包括:选定项目、制定计划、作品制作、成果交流、活动评价和归档等六个步骤。以下以某支架三维建模为例, 阐述项目教学法的应用过程。

1. 选定项目, 分析、确定项目任务。

分析建立该支架将涉及的三维建模技术和理论知识点, 明确目标, 设定具体任务。比如:项目涉及知识点就有特征建模技术、投影视图的选择、尺寸的生成及标注等。项目的具体任务包括: (1) 识读该支架, 了解支架的各尺寸。 (2) 根据其尺寸, 使用一种三维建模软件建立该支架的实体模型。 (3) 利用任务2中建立的三维模型, 生成二维图, 并完成尺寸标注。

2. 制定计划。

项目的目的及任务明确后, 即可制订实施计划。以该支架为例, 可作如下计划: (1) 识读该支架, 主体特征和辅助特征的分析 (1学时) 。 (2) 建模基准选择、主体特征的建模 (1学时) 。 (3) 辅助特征的建模及零件模型的修改、校核 (1学时) 。 (4) 三视图的选择与生成 (1学时) 。 (5) 尺寸标注、公差标注、二维零件图样校核 (1学时) 。 (6) 项目成果交流与评价 (1学时) 。 (7) 项目成果归档。

3. 作品制作。

将学生分成若干个小组, 每个小组3~5人, 并确定一名小组长, 在小组长的组织协调下, 小组成员既分工又合作, 充分发挥团队精神, 保证项目能高质量地完成。对于学生的分组, 在自由组合的基础上, 教师应根据成绩好与成绩差搭配、动手能力强与动手能力弱搭配的原则对小组成员进行调整, 以使每个学生都能真正参与到项目中, 更利于学生之间取长补短及团队精神的培养[4]。

4. 项目成果交流。

成果交流是对学生努力的肯定, 也是同学间互相学习的过程。项目完成后, 由各小组推选一名学生对本组的成果向全班同学展示, 对本组所做的主要工作、项目完成的心得体会、经验教训向同学进行陈述, 组内其他同学可根据情况进行补充。其他组的同学可以提出问题, 由进行展示的该组同学回答[5]。

5. 活动评价。

为了考察学习效果, 在项目完成后, 应对项目完成情况进行评价, 包括学生小组内自评、组间互评和教师评价。根据以上三项评价, 并赋予一定的权重, 计算得到学生的学习成绩。教师给出点评意见, 指出项目过程及项目结果中存在的问题并提出解决问题的办法, 可为后续的项目教学的顺利开展提供更好的保障。

6. 归档。

将学生作品、设计文档等分类归档、留存, 可作为后一届学生进行项目教学时的范例展示。

三、总结及注意事项

项目教学法丰富了课堂教学内容, 提高了学生学习的积极性, 通过两届学生的实践, 显示了项目教学法在教和学上的极大的优越性。学生对项目教学法高度认可, 一致认为这样的授课方式比较生动, 互动性很高, 印象非常深刻, 参与度高, 更容易理解掌握。

同时也应注意到, 项目教学法也有其不足之处:有少部分学生, 在某些项目上不能按时完成。项目教学法需要基于以往知识的运用, 构建新的知识。调查结果显示, 因为各个学生对已学知识的掌握程度不同及应用已学知识的水平有差异, 导致少部分学生在某些项目上未能按时完成。此外, 每个项目都针对一定的教学内容而设置, 针对性很强, 但是项目与项目之间的知识的衔接未必能做得很好, 从而导致学生接受知识不太成系统。因此, 在课程的最后, 教师应对课程的全部内容作一次梳理和串讲, 使学生对本课程有一个全面和系统的掌握。

摘要：将项目教学法应用于《汽车计算机辅助设计》课程教学, 通过以某个项目为例, 阐述项目教学法的流程。教学实践表明, 应用项目教学法激发了学生的学习兴趣, 提高了动手操作能力, 取得良好的教学效果。

关键词：项目教学法,建构主义,教学改革

参考文献

[1]赵鑫.项目教学法在高职《网页设计与制作》课程教学中的应用[D].武汉:华中师范大学硕士论文, 2009.

[2]商玉美“.三新法”在《机械制图》教学中的应用[J].教育教学论坛, 2011, (18) .

[3]唐娜, 许晓伟.基于设计管理的设计项目化教学模式探讨[J].佳木斯教育学院学报, 2010, (5) .

[4]蒋科军.项目教学法在《汽车检测与诊断》课程教学中的运用[J].江苏技术师范学院学报, 2010, 16 (12) .

计算机的辅助设计教学 篇8

在长期的实践教学中, 我们发现学生能够使用软件绘图, 但只是“依葫芦画瓢”, 如果重新给他们一张图纸或者一个实物让他们去绘制, 很大一部分同学都会无从下手, 可见学生并不能灵活运用所学的绘图工具去解决实际问题。另外高职院校的学生往往理论学习能力较差, 传统的教学方法是先讲命令再讲案例, 听起来比较枯燥和抽象, 学生的学习兴趣不高, 加之软件功能强大, 知识点多, 建模的思路多, 方法也多, 即使教师在教学中把知识点面面俱到, 学生也很难在短时间内掌握并灵活运用各种命令, 久而久之, 学生容易对课程失去兴趣, 使学习的效果大打扣折。对于这类课程, 我们不能一味地灌输, 更不能“整堂灌”, 而是用案例来讲解所涉及到的命令, 让学生有明确的目标, 同时引导和帮助学生完成学习过程, 树立正确的建模思路和绘图习惯, 在课堂上加大师生互动的力度, 玩转课堂, 使学生更感兴趣, 更容易掌握, 使其达到较好的教学效果。

1 教学过程设计

教学过程的设计如下:

(1) 教师首先布置案例教学内容, 演示本案例中所涉及的命令的使用方法, 然后分析案例并完整演示其绘制方法。

(2) 教师发布练习题, 上机练习中, 学生按照自己的思路进行建模, 如果案例较复杂, 可以采用小组合作形式。

(3) 建模完成后进行技术交流, 请做得好的学生进行演示。讨论建模的多种方法, 交流学习心得, 共同进步。

(4) 练习结束后, 教师针对学生在练习中提出的问题和学生在演示过程中出现的问题进行总结, 集体修改学生在操作中的错误, 再次强化知识点。

(5) 布置课后任务, 并将精选的相关视频发布在群上让学生可以反复观看。

2 教学案例与过程

例如首先布置案例内容, 如图1所示三视图, 要求根据该三视图创建该零件的三维模型。

通过多媒体教学软件, 利用大约15分钟左右的时间介绍NX软件中本课所用主要工具———拉伸特征对话框中每一个选项的含义。首先有三种方式进入拉伸对话框:一是选择插入菜单中设计特征里的拉伸命令, 二是选择工具栏中的拉伸快捷图标, 三是使用快捷键。拉伸命令的选项多并且比较复杂, 通过本次课应学会拉伸命令各种选项, 并进行实体建模。当选取拉伸命令进入对话框后, 会提示我们选择曲线, 并确定矢量方向。通过草图我们绘制了一个长方形, 选择该长方形来进行拉伸选项的学习 (图2) , 包括拔模、偏置等选项。

同时讲解要完成本案例所应用到的其它命令的选项, 边倒圆、倒斜角以及孔命令。进入边倒圆命令的方式同样有三种:一是选择插入菜单中细节特征里的边倒圆, 二是选择工具栏中的边倒圆快捷图标, 三是根据自己习惯创建一个快捷键, 以便快速调取边倒圆命令。当进入边倒圆命令以后, 按对话框的第一步提示选择要倒圆的边, 并输入相应的半径尺寸, 设置好各项参数后点击确认 (图3) 。如果想得到不同半径的圆角, 选好边后可以在对话框中选择添加新集, 指定可变半径点, 在可变半径点的子类型中的位置命令的中选择弧长百分比, 设置弧长百分比的数值, 然后点击确认就完成了可变半径边倒圆的创建 (图4) 。

倒斜角命令选项不多, 但不同的偏置类型所做出的倒角效果也不同, 尤其要注意在非垂直面中的倒角。根据图纸要求在偏置选项中选择适合的类型, 输入数值然后点击确认就完成倒斜角的创建。

孔命令相对复杂, 类型多, 选项多, 但一通百通, 只要掌握了常规孔的用法, 其它几种孔类型便可以举一反三。首先在类型中选择常规孔, 在位置选项中指定点, 孔的方向选择垂直于面, 孔成型的方法有四种:简单, 沉头, 埋头, 锥形, 根据图纸要求选择所需要的成型方法, 进行尺寸设置即可完成常规孔的创建 (图5) 。另外在其它类型中还有一些其它选项, 可根据需求选择使用。

讲解完本案例所涉及到的命令后再利用所选案例, 引导学生分析图纸, 了解各个视图的尺寸, 对下一步操作做好规划;然后指导学生根据题目要求, 创建基本的草图并且使用拉伸命令完成三维实体主体建模;最后进行倒圆角、倒斜角、打孔等细节特征的处理。通过以上的讲解和训练使同学们能够顺利掌握拉伸工具及边倒圆、倒斜角、孔工具的用法, 初步建立将平面三视图转化为三维实体模型的正确思路 (图6) 。

3 作业与总结

接下来布置大量如图7所示的练习题, 在UG教学过程中, 知识的掌握靠教师的一遍讲解是达不到教学目的的, 必须要“反复学、反复练、反复用”, 在练习中遇到问题必须再学习, 才能真正理解其功能, 并领会其内涵。练习很重要, 但是练也要有针对性, 题目要有代表性, 选择的每一道题目都是与所讲命令相关的, 让学生明白所学的命令如何运用到实例中, 做到学以致用。在练习环节中, 主要以学生为中心, 以“自主与合作”的方式学习, 碰到难点可向同学或老师请教, 找出解决方法, 教师也可在练习的巡视中发现共性的知识难点, 并加以引导解决。这样把练习的自由权让给学生, 通过大量的案例, 让学生主动探索学习, 发现问题, 解决问题。可以较快地掌握命令在建模中的实际运用, 具有较强的针对性, 教学效果良好。

然后请练习中做得好的同学上台进行演示, 讨论建模的多种方法, 交流学习心得, 共同进步。

最后, 教师针对学生在练习中提出的问题和学生在演示过程中出现的问题进行总结, 集体修改学生在操作中的错误, 再次强化知识点, 布置作业。

4 结束语

当然课堂教学很难给学生足够的自主学习时间, 除了布置课后作业外, 精选一些相关视频发布在QQ群上, 学生课后可以根据自己的掌握情况观看视频, 利用QQ群互动, 解决上课时间过于集中, 讨论不够充分的问题。通过理论与实践相结合以及大量任务的强化训练, 让学生掌握本次课的重点和难点内容。

用实例贯穿计算机辅助设计课程的整个过程, 使教师的教学变得轻松而有效。教学中, 教师避免了长篇大论的对软件命令应用的讲解, 只是大致讲解命令的一般操作方法, 命令的灵活运用与功能细节挖掘让学生去完成, 然后在上机练习时加大对学生疑问和难点引导和解惑的力度, 实现教师与学生的教学现场交流, 培养学生边学习, 边思考, 边提出问题的参与式学习方法, 使学生养成独立思考的良好习惯, 逐步提高学生的空间想象能力和空间分析能力, 充分调动学生主动学习的积极性和主动性, 激发他们的创新意识, 大大提高教与学的效率, 为学生毕业后走向工作岗位奠定坚实的职业素养基础。

参考文献

[1]王军, 吴凤和.项目学习和情境教学在CAD/CAM教学中的应用.燕山大学机械工程学院.

[2]邓云洲.“案例教学”教育发展研究, 2001.12.

计算机的辅助设计教学 篇9

关键词：建筑学专业,计算机三维辅助设计,课程改革

一、问题意识和研究意义

计算机三维辅助设计是建筑学专业的一门实践性很强的专业课程。该课程的形成是基于现代设计表现的革命性变化, 即由手工绘图设计表现到电脑设计表现。当今社会已经进入计算机时代, 几乎所有现代设计师的艺术设计作品都离不开设计软件。而传统的教学模式存在着相当大的弊端, 很显然已经不能适应专业和社会的需求,

主要体现在如下几方面:

1、软件课程的学习缺乏连续性, 二维和三维软件无法进行很好的融合。

2、传统的课程安排方式容易造成理论与实践两部分学习脱节。

3、缺乏合理有效的实践途径是导致学生软件运用生疏的根本原因。

在这样的情况下提出对计算机三维辅助设计课程进行改革创新的研究就具有很强的现实意义。

二、针对课程教学的相关内容进行改革

1、教学内容

(1) 以就业为导向, 以岗位需求为依据确定教学内容。通过对设计行业市场的调研, 确定以建筑设计中的相关软件为主导和实践途径, 兼顾修建性详细规划设计与景观设计等应用领域。

(2) 紧跟专业技术发展方向及时调整课程内容, 注重课程内容的先进性与实用性。

(3) 把实际工程作为课程实训项目, 实现了课程教学内容与社会实际应用的接轨。

(4) 教学内容重点使用3DS MAX软件实现效果图制作, 结合AutoCAD等相关软件实现建筑室外效果图设计与制作。教学内容融入设计原理、现代设计理念, 通过多种实践教学环节培养学生专业实践能力, 通过后续的专业实习完善专业能力。

(6) 教学内容从建筑到详规循序渐进, 层层推进, 特别注重实践教学, 强化技能训练, 确保实现课程教学目标。

2、教学模式

本课程是一门实践性、应用性很强的课程, 突出实践教学, 特别重视基本技能训练和项目实训, 教学过程主要包括以下环节:如图所示, 通过这种教学模式实现了学生校内学习与社会学习的互动, 专业技能培养与实际应用紧密结合。

3、教学方法改革

(1) 课堂教学全面采用项目鞭策模式

按职业能力要求精心设计"临摹"、"实战"项目内容, 实现了"学中用、用中学"。以"通过实践练通理论"为原则, 项目鞭策模式教学引导了理论学习, 培养了专业技能。

(2) 从"临摹"练习到"个性"创作

"临摹"练习让学生能够快速熟悉作图流程, 掌握设计要点, 为"个性"创作积累了知识和经验。

(3) 项目分析讨论法

对于"临摹"项目, 教师特别注重项目分析;对于"创作"项目, 强调作品的讨论与提高, 学生和教师分角色扮演"设计师"和"客户", 让学生站在不同的角度评价作品, 鼓励学生大胆提出个人看法, 这样既提高了专业技能又培养了学生的沟通能力;对于"实战"项目, 对比学生方案和企业实际施工效果, 让学生认识到自己专业知识的不足, 明确努力方向。

(4) 网上教学

网上教学为学生的自主学习和拓展练习创造了条件。利用"在线测试"记录学生练习成绩, 对学习过程进行跟踪和监督;网上"作品展评"激发学生创作热情, 也作为教学评价的重要依据。

(5) 综合实训项目聘请行业专家担任指导教师

两个部分的教学中, 综合实训项目都选自社会的真实工程项目, 行业专家担任指导教师, 缩短了学校学习与社会应用的距离。

(6) 课堂搬进工地

按照全新的教学计划安排学生到施工现场、企业观摩学习, 促进了学生对专业知识的理解, 培养工程实践能力。

(7) 事实课堂教育

积极与毕业生的进行良好互动, 定时邀请优秀毕业生到学校, 讲述他们的专业发展情况, 特别是在企业中成功的工程案例, 启发学生如何拓展自己的专业技能。

4、现代信息技术运用

(1) 应综合运用视频教学课件、电子教案、实训指导、项目案例素材等教学手段, 并应逐步开发完善题库等网络教学资源, 如此一来必能为教学工作提供极大的便利。

(2) 充分利用多媒体教学手段, 以直观形象的演示和实际操作大幅度提高教学效率和学习效果。

(3) "临摹"教学中, 向学生提供全程的操作演示视频, 学生可以边听边做, 大大提高了学习效率。

(4) 设立教学网站, 提供设计原理、色彩、工艺、材料等专业基础知识;提供本课程相关的软件资源、实验项目素材、教学视频以及图书馆专业藏书指南等;开通"教学论坛", 实现在线答疑, 促进师生互动, 大幅度提高辅导效果。

(5) 通过校园网进行学生优秀作品展示评比, 对获奖作品颁发证书。通过这种方式激发学生创作热情, 同时这些作品也将成为下届学生的参考样例。

5、课程实施、教师指导方法

(1) 理论教学组织:

(1) 用项目鞭策法讲解效果图制作的基本理论与基本技能。

(2) "临摹"项目实训之前, 教师将项目的设计思想、创新特点及实现技巧等分析透彻, 然后学生再做;"创作"项目实训之后, 帮助学生分析他的设计方案、制作技术作为理论教学的重点。

(3) 在项目实训中不断融入设计原理, 讲解构图、色彩运用等, 培养专业素养。

(2) 实践教学组织

(1) 在校内机房完成基本技能训练, 开展"临摹"项目实训, 熟练效果图制作流程, 掌握专业能力的关键点。

(2) 在施工现场, 学习行业专业基础, 熟悉材料、施工工艺等。

(3) 在企业观摩学习, 了解工程流程。

(4) 综合项目实训中, 特别重视与实际工程对比学习。对比工程实际效果, 讨论学生设计方案, 找出创新和优秀作品, 同时找到改进方向。

(5) 组织学生参加本专业的各种设计比赛。

(6) 组织学生参加相关资格认证考试。

(3) 课程作业要求

(1) 书面作业与电子文档作业相结合, 技能训练型作业以电子文档格式通过电子邮件等方式提交。

(2) 学生学完一个部分, 作为必须完成的大作业, 至少提交一幅作品, 并作为本部分内容学习成绩评定的重要依据。

6、改革考试方式

(1) 考试方法。不考理论和命令, 试卷没有选择题、填空题和问答题, 完全用效果图实例制作考查学生综合能力, 题目包括建模、材质表现、灯光、场景、效果图渲染等全面的制作过程, 与职业技能接轨, 最后上交的是一幅完整的效果图。考核效果很好, 综合性强, 学生成绩的可信度高, 对学生学习方法也是一个良好的导向。

(2) 成绩评定。基础实践过程是否完整良好的进行占20%。课程成绩的评定为平时作业2～3幅效果图占60%。设计作品创新情况占10%。平时表现 (出勤、讨论、学习的主动性、创造性) 占10%。实践证明, 考核方法能准确评定学生真实学习水平, 同时也能调动学生进一步学习的积极性。

7、其他相关因素

(1) 拓展行业知识, 鉴于该课程对应的职业特点, 学生设计创作所需的基本美学知识有待加强, 以使毕业生更加适应社会需求变化。

(2) 应不断加强与行业专家的联系, 扩大行业应用领域。

(3) 必须明确的是, 教学改革触动的不仅是传统的思维模式, 同时也带来了教学管理的新问题。要保证教学改革成果的顺利实施和推广, 就必须要求相关管理部门以学科发展和学生利益为重, 转变思路锐意变革。

(4) 新的教学模式和手段依赖于先进和充足的教学资源, 这同样是改革能否成功的关键所在。

三、结语

计算机三维辅助设计课程的教学改革, 紧密结合人才实际培养需要, 理论联系实际, 注重培养学生的创新精神和创造能力。针对建筑学专业培养第一线应用型设计人才的目标, 通过在教学思想、教学设计、教学模式、教学方法与手段、课堂气氛、课程考核等多方面全方位的改革与实践, 努力实现培养创造性和应用性建筑设计人才的目标。

参考文献

(1) 严雪怡职业教育的课程改革中国职业技术教育2006年13期

(2) 周小山严先元编著新课程的教学设计思路与教学模式四川大学出版社2002年第二版

计算机辅助物理课堂教学设计的研究 篇10

关键词：计算机,辅助,物理课堂,教学设计

引言

计算机在学校中的重要作用之一是辅助教学, 其根本目的在于优化课堂教学过程, 最有效地提高学生的综合素质能力, 为培养二十一世纪的优秀人才做出贡献, 因此这一问题已成为当前重要课题。现针对传统教学模式存在的弊端, 就计算机辅助中学物理教学设计作些探讨。

1 课堂教学设计

所谓优化物理课堂教学, 就是要脚踏实地的在教学实践中, 既重视知识传授, 又重视方法指导、能力培养和心理调整, 帮助学生形成科学的思想、方法和精神。我们承认, 掌握知识和积累知识固然重要, 但在吸取知识过程中形成的思想观念、方法及精神、品质和意志, 比知识本身更为重要。知识是无止境的, 因此, 我们的物理课堂教学, 不但要“授人以鱼”, 还要“授人以渔”, 必要时还要“与之同渔”。要尽可能更好地满足未来社会和学生全面发展的需要, 使学生乐学、好学、善学, 那么如何进行课堂教学设计呢?这是关键所在, 应该从以下几个方面加以考虑:

1.1 教学设计主要考虑的方面

(1) 教师的活动———以引导为主;

(2) 学生的活动———有主动性;

(3) 教学的互动———能解决问题。

1.2 确定教学目标

依据:

(1) 教材、大纲、考试说明;

(2) 调查知识水平、学习要求与解题速度、记忆水平。

前测:

(1) 构思;

(2) 模型块 (最佳语速每秒3个字左右) 。

收集相应教学资料再定重、难点:

(1) 习题、解题、练习题、测试集;

(2) 物理事件与人物;

(3) 教学动画与图片;

(4) 生活当中的物理知识;

(5) 具有前瞻性的物理知识;

(6) 需要的实验设备。

1.3 进行必要的课件制作

(1) 图片制作———数码相机;

(2) 动画制作———应用软件、数码摄像机;

(3) 电脑动画的制作与合成;

(4) 设计教案模板:

a.模板内容:主页、教学目标、重要语言、教学的主要结构、学习内容、学习交流;

b.要求:能够及时跳转。

1.4 设计、调试教学程序

(1) 写上教学目标与重要语言 (名言) ;

(2) 进行超级链接;

(3) 整体济览, 细心琢磨, 仔细修改;

(4) 尽可能减少整篇、整段的文章;

(5) 把自己的教学思想与策略合在其中。

1.5 课后修改教学内容, 进一步加以完善

2 实验阶段的体会

通过以上五个步骤所制作出来的课件, 不但可以节省时间, 而且课件的质量一般都比较高。通过课件辅助物理课堂教学的实践, 体会最深的有以下几点:

2.1 利用动态演示, 可以帮助学生理解抽象的物理概念和规律

中学物理中有许多抽象的物理概念和规律, 如电场、布朗运动等。在进行这些知识教学时, 由于学生头脑缺乏感性的素材, 教师通常利用模型加之生动的比喻进行反复讲解、强调。但是如果采用计算机辅助教学可以将抽象的知识分层次地形象化地展示在学生面前, 如对布朗运动的教学, 可先用计算机模拟出悬浮微粒的运动情况, 再通过局部放大的方法展示微粒在大量分子无规则运动的撞击下运动的成因, 使学生清楚地看到, 我们直接观察到的是悬浮微粒的运动, 并不是分子的运动, 而分子的运动是靠悬浮微粒的运动反映出来的。再如有些物理图景难以被学生想象, 而这对学生理解、掌握物理概念和规律又有重要作用。用计算机制作的逼真贴切的物理模拟便可起到雪中送炭的作用。这里强调的物理模拟, 不是示意性的简单动画, 它演示的物理过程接近于物理的真实。如:电流是电荷的定向移动, 这种移动是叠加在电子无规则运动基础上的定向移动等等。

2.2 用科学的动态模拟, 有利于对物理现象

进行动态分析, 提高学生的抽象思维能力、帮助学生加深对复杂物理过程的理解

有些物理现象可以做实验让学生观察, 但是由于一些实验条件不易控制, 或存在某种干扰, 使得学生对主要物理现象的观察不甚详细和明了, 在课堂教学中, 可先做物理实验, 再表演计算机动画, 把主要现象尽可能清楚地表现出来, 可谓锦上添花。如波的干涉和衍射。进而讲“波的干涉条件”时也不用“犹抱琵琶半遮面”了。又如楞次定律, 一向是教学中的难点。磁通量是看不见、摸不着的, 让学生想像磁通量增加、减少以及感应电流的磁场反抗这种变化比较困难, 利用多媒体的优势, 把实验动画有机地结合起来。既教学生学知识, 又能培养其思维能力, 还有电磁振荡的模拟等等。

2.3 模拟实验室无法完成的实验

利用计算机的动态模拟功能, 可将抽象的物理知识, 加以科学地形象化。这不仅能帮助学生建立物理图景, 也有利于学生对知识内容的理解和记忆, 同时还能有效地激发学生学习物理的兴趣, 这是传统教学无法比拟的。近代物理知识部分在中学物理中占的比例较少, 也不是教学的重点, 且受实验条件的限制, 学生因不能进行直接的观察缺乏感性认识, 同时经典物理学的分析、思维方法, 在学生头脑中已根深蒂固, 因此, 使这部分内容构成了教学中的难点。采用计算机辅助教学, 可科学地模拟实验过程, 有效地突破教学难点。如在讲解光的波粒二象性时, 可利用计算机模拟光的单缝衍射实验, 用一个小亮点表示光子, 让一束光通过单窄缝, 通过计算机的动态模拟, 可看到条纹图样由模糊变得越来越清晰。条纹是这大量光子逐渐积累起来的结果。实验全部完成后, 再对光屏上的结果进行剖析。先多次让四个光子通过单窄缝打到光屏上, 不做记录 (即光亮点在画面上稍示即失) , 可看到四个光子在光屏上的位置是任意的、无规律的, 再多次定格。将每一次四个光子的位置在光屏上做记录。看到少量光子在光屏上的出现是随机的, 无规则的。但随着光子数的增多, 屏幕上的亮点逐渐地规律起来, 从而使学生看到随着大量光子的积累过程在光屏上出现越来越清晰的衍射条纹。这样的教学设计比传统的教学方法即只靠教师照着课本或挂图讲解, 大大丰富了学生头脑中的形象信息。

2.4 提高教学效率

计算机辅助物理课堂教学, 可以将文字、图表、影像、动画、音响等大量的资料、信息进行筛选, 再根据教学要求进行优化处理, 合理编排, 用较少的时间, 使学生通过视听得到更多的感性知识, 加深了学生对物理概念和物理规律的掌握和理解, 从而优化课堂教学过程, 大大增加了课堂教学密度, 节省教学时间, 提高了教学效率, 提高教学效果。

当然, 并非课堂中所有教学行为都要用计算机辅助, 最典型的是实验教学决不能由计算机代劳, 学生在实验中所经受的思维、操作、分析、观察能力的锻炼, 在实验中对情绪、意志、毅力等品质的形成只能通过实验来实现, 教学中我们不但不能淡化, 而应不断地加强, 决不能因计算机辅助教学的开展而削弱实验教学。所以在CAI课件制作时, 要选好题材, 要选那些用传统的教学手段不能有效地实破教学难点, 引起学生兴趣, 在理解上有一定困难的, 而利用CAI又能加快学生理解知识的速度和深度的内容, 也就是说, 不要“赶时髦”, 如果利用传统的教学手段, 就能达到良好效果的教学行为, 那就没有必要改用计算机辅助教学了。