時間:2023-04-17 18:00:27
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇計算機輔助論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
最初CAD被解釋為“計算機輔助繪圖”,由于當時計算機在設計上的作用是替代傳統手工繪圖的一種新工具,但隨著后來信息技術的飛速發展,計算機技術在各領域的廣泛應用,CAD的含義也在不斷變化擴展,隨著20世紀70年代像素的產生、80年代三維曲面造型系統的開發等,使電腦繪圖從只能用“線”這一基本繪制元素發展到可以用點、面、體進行繪制計算機圖形,從而使CAD的含義也發展成現在人們比較熟知的計算機輔助設計這個概念了。1970年的威尼斯雙年展首次接納了計算機繪畫作品,這也標志著新的視覺藝術形式的誕生得到了社會的承認。
我國的計算機輔助設計起源于20世紀70年代。與國外計算機輔助設計發展的軌跡相似,國內計算機輔助設計的研究與應用基本上是從各高等院校發展起來的。20世紀90年代初,隨著我國現代化進程的迅速發展以及計算機的進一步普及,在環境藝術設計和創作領域,計算機技術應用的價值,逐漸得到人們的重視。
二、我國計算機輔助環境藝術設計的現狀
計算機作為信息時代重要的技術工具,在環境藝術設計領域得到普遍應用。在20世紀90年代前,國內對環境藝術設計效果的表現是使用手工繪制的方法,到了20世紀90年代初期,計算機輔助設計技術開始在我國建筑業應用。計算機輔助設計技術在建筑設計表現領域以不可逆轉的潮流迅速發展。尤其是到了20世紀末,計算機輔助設計逐漸成為建筑效果表現的主流。起初,設計師主要運用AutoCAD軟件進行施工圖的繪制,在方案階段還以手繪為主。但隨著相關專業軟硬件的更新和進步,它自身的強大優勢得以顯示,同時對傳統手繪表現產生了越來越大的沖擊。
隨著近十幾年來我國計算機輔助環境藝術設計的發展,計算機建筑效果表現的類型己經有了很細致的劃分,可以分為:計算機建筑效果圖、計算機建筑漫游動畫和計算機建筑效果虛擬現實。計算機建筑效果圖主要是通過3DSMAX,Lightscape,Photoshop等計算機軟件制作的靜態的效果圖。通過計算機三維軟件從平面、立面數據中得到透視圖,透視點位置及視點角度均可變換,然后再渲染出二維圖像,這種方式是目前社會上應用最廣泛的。計算機漫游動畫是利用3DSMAX軟件的三維動畫功能,在建筑物的室內或室外的設計階段就能以可視的、動態的方式全方位展示建筑物所處的地理環境、建筑物外貌和各種附屬設施以及建筑物內部空間的效果,使人們能夠在未來的建筑物中漫游,因而成為建筑設計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。
三、計算機輔助環境藝術設計的發展趨勢
當前,隨著計算機軟硬件技術的迅猛發展,計算機輔助設計在環境藝術設計領域受到了廣泛的重視和應用,比如各種方案的匯報、投標以及招商廣告中隨處可見,從而出現了大量的繪圖軟件的教程以及在教學上更加重視計算機繪圖軟件的教學課程。人們更多的關注計算機技術,想方設法掌握各種繪圖軟件,在模型、材質、燈光以及各種渲染技法上花費大量的時間,而忽略了最終的效果圖的藝術性。計算機輔助設計是科學與藝術以及計算機與藝術設計相結合的邊緣學科。計算機輔助設計在視覺藝術創造規律、形式法則和審美方法與傳統的藝術設計是相同的。所謂視覺藝術,是通過人的視覺感受而將客觀內容納入主觀心靈并予以對象化呈現的藝術形態。一些美學研究者認為,從審美主體的角度來看,藝術離不開創造者和欣賞者兩個方面,而這兩個方面都要通過一定的感官和相應的感性物質媒介,前者創造出審美對象,后者達到審美愉悅。所以說,作為視覺藝術的計算機輔助設計作品既要真實的描繪場景,又要使欣賞者達到審美偷悅。不可否認,人們的欣賞水平在不斷提高,求新、求異的視覺口味也越來越高。這源于技術的發展、審美的進步,計算機技術的發展對于社會和藝術創造產生了重大的推動作用。
在計算機輔助環境藝術設計發展的初級階段,設計師的目標是使效果圖具有真實感,能夠模擬未來場景的真實效果,具有一定的實用性。目前的計算機建筑效果圖的風格單一,已經不能滿足大眾的不斷提高的視覺口味。計算機建筑效果圖既是表現的技術同時它又是視覺藝術。設計師創造出審美對象,筑物內部空間的效果,使人們能夠在未來的建筑物中漫游,因而成為建筑設計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。使用的軟件有Creator系列三維建模工具及Vega場景管理軟件。計算機建筑效果虛擬現實技術強調的是一種身臨其境的感覺,采用的是人與人之間自然的交互方式。它可以實現逼真的、純三維的場景,可以全方位、多角度、完全由用戶自由控制在場景中漫游。作為建筑師可以從多個角度觀察建筑方案,所以說虛擬現實技術不僅可以使用于建筑表現,而且也是一種推敲方案的有利手段。VR技術在我國的環境藝術設計領域中有著廣泛的應用前景,將給環境藝術設計帶來革命性的改變。
設計師創造出審美對象,要使欣賞者達到審美愉悅而不是審美疲勞。為此,根據目前我國計算機輔助環境藝術的發展情況,未來計算機建筑效果圖應呈現藝術化、人情化和多樣化趨勢。
參考文獻:
[1]鄧慶堯.環境藝術設計[M].濟南:山東美術出版社.
[2]張綺曼.中央工藝美術學院環境藝術設計系—室內設計的風格樣式與流派[M].北京:中國建筑工業出版社.
[3]張綺受.中央工藝美術學院一環境藝術設計與理論[M].北京:中國建筑工業出版社.
[4]李小藝.環境藝術設計的新視界閱.北京:中國人民大學出版社.
二、如何實現內部審計信息化
與傳統內部審計相比,內部審計信息化的目標是逐步實現以下幾方面的轉變:一是逐步實現審計管理工作從手工轉變為系統化;二是逐步實現從手工查賬的審計轉變為運用計算機對電子信息數據的審計;三是逐步實現從財務數據的審計到對包括財務和業務數據同步審計,以及信息系統的審計;四是逐步實現從事后審計轉變為以在線監控為主,事前、事中和事后相結合的審計。內部審計信息化建設將重點關注內部審計信息化的兩個熱點:內部審計信息系統建設和計算機輔助審計工具的使用。
(一)內部審計信息系統建設
1.系統選型和設計原則。內部審計信息系統的建設,是為了更好地履行內部審計職能,提高內部審計工作效率和管理水平,實現內審工作從手工化向信息化、自動化、智能化過渡,更好地服務于企業業務運營、風險管理與防范反舞弊等方面的工作。因此,在進行系統選型和設計時,應充分考慮企業的信息系統建設現狀、內部審計工作的需要并結合國內外成熟的IT技術及項目經驗。建議考慮的兩個基本原則如下:一是業務系統尚不完善時暫不考慮通過系統支持審計持續化。對于信息化程度相對不成熟的企業,如果業務系統的建設尚處于初級階段,對業務流程和運營的支持力度有較多的提升空間,或者對信息系統的建設將發生較多和較大的變化,建議在審計信息系統選型和設計時優先考慮實施審計流程管理系統,而暫緩考慮系統對審計持續化的支持。否則,一方面業務系統可能無法提供審計工作持續化所需要的信息和數據,另一方面,業務系統未來不斷地變化和發展將導致審計信息系統需要不斷變化并與之適應,帶來巨大的成本。二是業務系統完善并且審計職能有需要時可考慮通過系統實施審計持續化。如現有業務系統環境允許,可根據實際情況考慮實施成熟的GRC系統或開發設計完整的內審系統。一些ERP廠商提供了風險管理、內控和內審相關的產品,例如SAPGRC,它能夠與SAPERP系統整合在一起,方便地實現對業務流程控制的及時監控和風險防范。對于已經實施和使用SAPERP系統的企業來說,實施SAPGRC可以實現與ERP系統的無縫集成,并極大地減少系統開發和定制的工作量。而對于其他一些企業,如果使用的業務系統種類繁多,可能會需要開發和設計與自身業務系統接口的內審系統以支持持續性審計。2.審計流程管理系統。在建設審計流程管理系統時,應與現有內部審計業務工作進行無縫對接,滿足內部審計工作各環節需求。根據審計業務工作流程,通常審計信息系統至少具備以下基本功能(見圖5)。3.與業務系統集成的持續審計系統。在設計與業務系統集成的持續審計系統時,應充分考慮前瞻性、戰略性、可拓展性、具有商業智能,使其向滿足實際工作需求、便捷高效、具有強大分析及決策支持功能的、覆蓋內審工作各環節的內部審計信息系統。對于其功能可考慮如下方面:一是實現與現有各業務信息系統數據自動抽取和實時交互,利用先進數據倉庫、數據挖掘技術,實現內部審計數據來源自動化、實時化、可視化;二是建立拓展性強、部署靈活、配置便捷的內部審計信息系統,更好地適應企業內審實踐的逐步優化、變更和完善,打造面向未來的、具有前瞻性、創新性的內部審計信息化解決方案;三是采用先進的信息技術和商業智能工具,打造具有高度智能的、多維度分析與報表展示及決策支持功能的內部審計信息系統(見圖6)。
(二)計算機輔助審計技術
(CAAT)的運用在建設與業務系統集成的內審信息系統尚不成熟的情況下,內審部門也可借助CAAT的運用,對業務系統中的數據進行統計分析,提高內審工作的效率。使用CAAT的好處包括:一是在審計的樣本測試時可選擇全部樣本而非抽樣進行測試,使審計范圍覆蓋面更完整,測試結果可靠性更高且提升效率;二是可以用來進行趨勢分析、異常分析和對比分析,有助于發現舞弊的危險信號;三是可以從不同角度為管理層提供更有價值的改進建議。常用的CAAT工具有ACL、IDEA、MicrosoftAccess和MicrosoftExcel等。
新媒體時代,人人都是設計師。作為設計類的專業基礎課程,倘若還是傳統的軟件教學將不符合實際的社會需求,越來越多的企事業單位對畢業生的就業能力考察主要放在實際做的設計案例和具體的設計作品上,考慮到學生將來的核心競爭力如何體現?我們將實際的一些設計項目引入課程,希望學生在學習設計軟件的同時掌握到真實的設計案例,面對一個個真實的設計實例,將“軟件”和“設計”銜接在一起,真正讓學生通過教學模塊的知識點學以致用。作為設計師兼教育者,深刻體會到學生在學生軟件時的熱愛與畏難情緒,在課程教學的過程中,通過將設計案例結合課程知識點相互貫通來增強課程模塊的趣味性。拿本門課程為例,AI設計軟件教學開始前,首先明確給學生該課程的一個課題任務——要求每位同學用AI軟件來設計自己的名片。考慮到學生之前沒有任何專業設計的基礎,“設計”對大一新生來說既好奇又陌生,我們在教學改革中嘗試了用實際的設計作品案例帶入課堂進行演示,將50張設計風格迥異、行業不同的名片混合在一起,讓學生發揮自己設計的觀察力與感受力,讓學生先分組選出你認為“好的名片設計”與“差的名片設計”,并從中找到你認為最好的名片設計是哪個并說明自己的理由。學生在完成該課程實際任務時有許多的閃關點可以發掘,他們都在大膽嘗試用“設計師”的眼光在審視設計作品,并具備一定的設計眼光,通過自己在看、觸、聽等各個感官一起運用起來開始自己的獨立鑒賞能力的鍛煉。通過分析優秀的名片設計,這一個小的設計項目能夠讓學生在課程中能夠體驗到用AI這個設計軟件能夠實現他們眼前可以看見的名片作品,在實際的感受到50多張名片之后,學生心里已經有了躍躍欲試的感覺,在之后的AI軟件設計教學中,不僅能讓學生有積極性來掌握設計軟件的相關功能,還能在實際的軟件操作中學以致用,讓“設計”與“軟件”合二為一,使原本枯燥的軟件課程的學習充滿趣味與互動體驗。AI軟件教學模塊結束之后學生不僅要提交設計軟件的源文件,還需要提交最終設計的設計作品——“個性名片”。該課程的創新之處不僅僅教會學生如何通過計算機來輔助設計,還要求在最后提交設計作品的過程中,又學習到印前與印后的相關設計問題:字體的大小是否恰當、特種紙張的肌理選擇、色彩的保真還原、打印的分辨率等許多準設計師們要遇見的問題,看似一個小小的實際課題卻可以帶給學生豐富的設計感受,讓學生在充滿成就感的同時體會到設計軟件可以幫助你實現設計創意的魅力。這是其中一個我在本門課程模塊設計中的案例,在授課的過程中給學生一個很好的互動體驗,“計算機輔助設計”課程軟件涉及的功能之多,為了提升課堂的學生的互動體驗與課程的趣味性,課程教學在完成傳道授業解惑的過程中也需要與時俱進。因此,教學過程中可以引用一些實際的設計案例,從基礎開始逐漸培養學生作為“準設計師”的感受來訓練與提升設計能力,不單單為了學習“軟件”而學習軟件,要將“設計”與“軟件”活化銜接,為之后的專業設計夯實基礎。
2“手繪”與“軟件”融合發展
設計是一個緊跟時展的行業,稍不留神就有可能被時代淘汰,在各種軟件自身功能不斷完善成熟的大環境下,藝術設計類學生“手繪”能力的鍛煉、課程價值和意義如何有效的體現呢?《裝飾》雜志中曾經對手繪能力的回歸做了一個系列的專題報道,由中國美術學院王雪青教授提出的《關于“手工”與“動手”的對話》中談及在今天的社會中,電子計算機技術發展得非常快,應該承認這種技術的發展對今天的藝術設計與藝術表現起到了很好的輔助作用,從某種程度來說,這已經成為一種新的動力。但不少同學在學習的過程中,如果沒有一個全面的認識,往往會因為對這種機器與技術的迷戀與依賴,而忽視在藝術表現方式上其他的各種可能性,比如說,徒手表現就是其中的一種能力。在設計的教育學界越來越重視學生“手繪”能力的培養。因此,在本門課程創新中,我們也有意識地強化學生“手繪”與“軟件”的共通發展:PS課程改革中會有針對性地結合藝術設計類學生的手繪或速寫本的基礎來一起探討PS數字圖形的設計魅力。傳統的PS軟件教學更多是在教學生如何使用設計軟件的相關功能,對于之前完全沒有軟件基礎的學生來說,幾乎不能很好的體驗到PS設計軟件的魅力所在。鼓勵學生用多種表現形式的手繪方法來積累創意的過程,在計算機輔助設計課堂上反對“滿堂灌”的授課方法,采取互動的教學方法,提供師生之間良好的溝通平臺,讓學生發揮創意思維靈活的授課形式,學生手繪素養的培養是很多軟件教學課堂所欠缺的,因此,在課程的改革與創新實踐上,強調“手繪”與“軟件”相輔相成、共通發展。學生可以將自己平時手繪的速寫本或設計草圖掃描或者是翻拍成圖片導入到PS中來藝術處理,教學中適當安排學生自己動手在速寫本上記錄表現創意的的環節,包括對手繪的多種形式如水彩、拼貼、涂鴉、水墨等,可以訓練學生對藝術設計良好的領悟力與表現力,通過積累“手繪”的素材而非直接從網上下載結合計算機的設計軟件進行藝術的完善,設計師的能力已經不僅僅是指繪畫技能、軟件技術的掌握,應該以一種觸類旁通地在設計與藝術的領域里拓展跨界,設計能力不斷更新與提高。課程中還結合設計競賽也是藝術設計類專業教學上新的發展趨勢:有機整合軟件課程的理論知識與實踐課程的相關性,融合貫通與其他學科如插畫藝術、設計色彩、設計素描等課程的知識交集,包容不同藝術門類的創作表現形式,培養學生“手繪”結合“軟件”處理設計問題,培養學生綜合設計的能力,對知識點的掌握多元互動。
3“軟件”與“軟件”聯合——更新設計的綜合運用能力
3.1軟件的更新迭代——“云”端同步分享計算機輔助設計課程涉及幾大軟件,軟件與軟件之間有重合的地方,其中Coredraw與AdobeIllustrator矢量軟件其功能重合,由于軟件版本更新換代很快,許多軟件例如coredraw這個基礎軟件已經不符合市場崗位需求;許多大型的廣告公司及企業在崗位中漸漸淡出,建議強化AdobeIllusrtaor這個矢量軟件來完成相關設計任務,它與Adobe系列的兼容性好且在軟件間的協同操作更有利。隨著Adobe新版本的推出,“云”時代背景下的更新換代已初見端倪。Adobe軟件版本已經從CS(creativesuite)的版本甚至到CC(creativecloud),這不僅是名稱的改變,更是一種理念的根本性變化,AdobeCC套裝軟件就順利了云時代的趨勢,CC套裝的推出將改變用戶的使用體驗,現代設計辦公也逐漸從桌面延生到云端,用戶可以注冊賬號將自己的作品上傳到云端,幫助你可以享用云端同步及快速分享你的設計!未來在AppleAPPStore里可以下載到免費的PhotoshopMix等相關針對移動端的應用,這些將會改變未來設計的面貌。
3.2潛能開發——綜合設計訓練藝術設計的綜合性趨勢是全方位的,Adobe系列的設計軟件是本門課程的重心,倘若課程按照常規以PS、AI、ID軟件安排先后學習的進度,會讓學生在學習的過程中會產生斷層感。因此,課程的改革中要強化“軟件”與“軟件”之間的聯合運用,在課程的期末作業安排上要求學生至少結合兩個軟件一起來完成課題。課程以一個“web專題頁面視覺設計”為期末課題作業,帶動學生學發揮自身的創造力,專題設計的內容可以很廣泛:服裝、建筑、品牌、美食、品牌、藝術家、節日、電影等都是網站專題可以表現的內容,讓學生根據自己獨特的思維方式和視覺形式語言來激發學生思維的活躍度及擴展能力。課程的引導過程中,特別強調對收集和整理項目所需素材,根據教學設置的課題名稱,也順勢導入相近的案例項目進行分析梳理,幫助學生了解web專題設計的關鍵點,根據課程設置知識點的前后的連貫性,將ai軟件用來設計logo等矢量圖形,用PS軟件來完成整個專題界面綜合設計運用。這不僅對學生提出了設計軟件要掌握熟練,有利于軟件之間的協同操作,具有十分明顯的綜合設計素養的提升。
[summary]:quickdevelopmentthatCAD/CAE/CAMtechniqueispushingthemanufacturingindustryfromtheproducttodesigntomaketechnocracyaseriesdeep,completely,havethereplacingofprofoundmeaning.CAtheDisnotonlyandonlyis"jiltthedrawingboard"alreadyandgraduallyknowforpeople.Thistextdiscussedthecalculatortolendsupporttothedeepoftechnique(CAX)toapplytheinsidesuchasthebusinessenterprisetoprogramfromthepracticalangle,andthesoftwarechoosethetype,personnelthetraining,applicationexpansionetc.theproblem,methodtowardsCAD/CAMsoftwarechosetypemadethepointintroductionwithstep,andtryhardfortohavethefunction,advanced,science.
Keywords:CADCAMCAXapplication
一.前言
隨著計算機技術的迅速普及,計算機的應用已滲透到人們生產、生活的各個領域,CAD--計算機輔助設計、CAPP--計算機輔助工藝過程管理、CAM--計算機輔助制造、CAQ--計算機輔助質量管理統稱為CAX即計算機輔助技術,已為廣大工程技術人員所熟悉,CAX的應用水平不僅是衡量企業產品開發、設計、制造能力和技術先進性的重要標志,更進一步影響著企業在激烈的市場競爭中的生存空間和發展潛力。
對于許多企業和工程技術人員而言,CAX早已不是"舊時玉謝堂前燕",CG---計算機輔助繪圖的應用已深入人心,CG所實現的"甩圖板"固然是推動計算機輔助技術在工程技術開發領域應用所邁出的一步,但同時應當看到相對于真正意義上的產品CAD--CAD/CAE/CAM全面集成,AM--敏捷制造和CE---并行工程而言,無論在技術含量上,還是在預期經濟效益上這都只是第一步。因而,三維建模,智能化CAD以及PDMS---產品數據管理系統,乃至全系統集成等CAD的推進深入工作又站在一個全新的起跑線上,重新面臨著整體規劃、軟件選型、人員培訓、應用推廣等問題.
二、企業級"CAX"應用整體規劃
凡事預則立,不預則廢。CAX應用亦然。首要重點就是企業級的整體規劃,具體而言,包括時間、空間兩個方面。
在時間范疇上,企業CAX的應用、深化作為一項系統工程,決不能一哄而上、一蹴而就的,所以從實施之初就應當立足生產實際,結合企業發展大計,制定長期戰略,長計劃短安排,從CAD。CAM、PDM等系統的初步建立,逐步完善,到全面集成系統管理,步步為營,并依據各階段計劃落實情況和企業發展變化對計劃進行適當的修正。
在空間范疇上,由于產品設計開發部門、工藝設計部門乃至車間級工藝人員都是CAX企業應用的主體,故整體規劃工作必須立足現實情況,針對不同層次的應用部門,人員定位作出不同規劃。例如:設計開發部門考慮配備高、中端CAD/CAM集成系統(三維造型、有限元分析);工藝部門、車間級CAD/CAM則可配備完整2D功能,簡單3D功能(裝配、自動編程);若只允許檢索、查閱,甚至可以只配備模型圖檔瀏覽工具,但應當特別指出兩點:
1.各部門系統間數據、檔案應確定交換通暢,各系統無虛連接;
2.不論高、中、低端系統,也不論開發級規劃、車間級安排都應預先考慮對將來的入企業產品數據管理系統PDM的軌道是否會產生副面效應。
這里可舉軟件系統組合范例如下:
1、某模具廠,開發部門采用UG為CAD、CAM高端、SolidEdge為CAD中端;工藝部門以SolidEdgeOrigin3D為CAX平臺,MasterCAM為CAM中端;車間級人員僅允許查閱,故采用SolidEdgeOrigin+Viewer;
2、企業長期使用AutoCAD,規劃設計部門以MDT為開發平臺,工藝部門則采用AutoCAD/AutoCADLT,車間工藝員采用AutoCADLT/Viewer。
三、軟件選型
隨著計算機軟硬件技術的突飛猛進和CAX市場日益擴大,基于各種運行平臺、技術核心,定位于不同性能價位的CAD、CAM軟件百花齊放,性能及易用性更是長江后浪推前浪,令人眼花繚亂。對于以經濟效益為核心的企業而言,只有最適合于自身產品開發的軟件才是最有價值的,因此,選型必須立足于自身產品,離開這一基本點,任軟件技術先進,功能強大,終將淪為"雞肋"。通常,CAD、CAM軟件的選型分以下幾個步驟:
3.1.立足產品,需求定位
對軟件的選型應切合實際,根據自身產品的特點、復雜程度、企業內部設備來明確需求定位,才不至于迷失于眾多CAD/CAM廠商的宣揚中。例如對于一家電產品廠而言,其CAX系統只要定位于產品設計,則它需要的是一個較強造型能力、裝配功能完善,工程出圖快捷的CAD系統,通常還應具備從頂向下的設計功能;對于產品呈系列化、改型頻繁的企業而言,對CAD系統的迫切要求則首先是具備強大參數化功能,甚至要求裝配的參數化,此外,造型(Modeling)--裝配(Assembly)--繪圖(Drafting)的全相關也是一個重點;對于注塑模生產廠家而言,模具型腔常有復雜曲面,且企業自行擁有數控銑床或加工中心,則在配備具有優良曲面操作能力和模具增強功能的三維CAD的同時,還須引入較強NC(數控)編程能力的CAD軟件,對于復雜注塑件,模具設計中流動分析常不可避免,這就要考慮Moldflow或C-Mold等CAE系統,當然,一個CAD/CAM/CAE一體的高端系統也可能是理想之選;又如某些企業產品在鈑金,管路上有所側重,他們對CAX的要求又迥然不同。
因而,任何一個CAD系統都不是全能的,針對不同產品和不同企業,不同單位要求不同,軟件選型考察側重點必然不同,因此,具體選型開始務必立足產品,明確:什么樣的系統才是本單位所期待的--即需求定位。
3..2廣泛考察,多方研究
確定需求后,應對整個CAX市場做一全面調查,對軟件功能、技術優勢、廠商資歷等進行廣泛了解,在今天這樣一個信息時代,Internet盛極一時,這項工作不過是舉手之勞,可以查詢CAX軟件供應商、商站點來了解軟件資料、廠商概況、下載Demo演示信息,也可以上中立專業測試公司站點,查詢軟件評價報告,比較測評表,還可以登錄專業院校、研究機構、行業協會CAD方面BBS、聊天室,看看天南海北的用戶對各種CAX軟件的正面推崇、反面批駁,乃至唇槍舌戰的辯論,雖有可能失之偏頗,卻往往一針見血,切中要害,讓你了解到廠商提供資料以外的另外一面。當然,正面接觸軟件商以獲取書面資料、軟件演示版或技術人員現場介紹,都有助于對有關軟件的認識。除此外,咨詢專業人士、考察軟件用戶、參觀兄弟企業均對選型大有裨益。
由于選型之初已明確要求,經廣泛考察、多方研究后,即可初步擬訂幾種基本方案,通常這些方案在價位、技術優勢或運行環境上有所區別,但對企業需求均有可能較好滿足。
通常,許多企業傾向的主流軟件有:
流動分析CAE:Moldflow、C-mold等;
低端CAD:AutoCADKMCADCAXA電子圖板等;
中端CAD:MasterCAM、Cimatron、Powermill、SurfCAM等;
中端三維CAD:SolidEdge、Solidworks、AutodeskMechanicalDesktop等;
CAX集成化系統:ProEngineer、Unigraphics、I_DEAS等模塊化集成。
3.3.現場測試最終定型
針對基本方案的進一步篩選,不僅應大處著眼,更應細處著手。典型的做法是邀請軟件商到企業做現場測評,對各種方案的軟件功能進行詳細比較,以企業典型產品和復雜產品為案例,重點考慮以下因素:
a、技術功能指標:造型核心,組件技術,二維功能,三維功能,裝配功能等;
b、用戶界面指標:任何軟件的考評中,用戶界面都是一個重要指標,因為所有軟件的使用主體均為人,所以易用性不言而喻不可或缺;
c、開放擴展功能:文件轉換接口、二次開發能力、本地化國標化程度,此外豐富的三方支援常對軟件后繼擴展有重要影響;
d、價格定位--性能價格比;
e、服務水平:培訓、技術支持、版本更新、疑難解答,包含軟件商的發展能力。
通過綜合評價,軟件最終定型。
通過計算機輔助設計,設計人員可以實現多種傳統視覺媒介的視覺效果。通過計算機軟件,設計人員不僅可以實現如毛筆、油畫、水彩、版畫等多種畫面效果,各位重要的是,還可以快速簡易實現藝術字、漸變效果、光線效果等較為復雜的視覺效果。并且不僅僅是可以單獨實現這些藝術效果,藝術設計人員還可以將這些藝術效果進行組合實現,比如在油彩畫中插入國畫效果,在版畫中加入簡便等,從而是相關藝術作品可以達到以前手繪創作無法達到的效果。同樣,計算機輔助設計在演示效果上的表現能力上也是同樣出色。在傳統設計流程中,對于一些三維模型演示效果一直是相關工作人員頭疼的項目之一,三維演示不僅首先要考慮如何選擇最合適角度來使二維平面可以充分展現三維場景,還要考慮光影等效果如何與演示進行結合。而通過計算機輔助設計則大大簡化了相關工作量,如3DMax、Maya等軟件,設計人員可以直接將3D模型置于場景之中,通過移動攝像機或調整模型拜訪角度來選取合適效果,甚至可以做成實時控制形式,根據演示需要,及時調整角度。并且在進行演示時,可以快速構建演示場景、光影角度等外部環境。計算機輔助設計在藝術設計中的應用文/辛志偉計算機圖像技術快速發展,使得相關計算機輔助設計技術在藝術設計領域中的應用也在不斷加深。本文通過介紹計算機輔助設計特點,指出了其對于相關藝術審美的影響,供相關人士探討和研究。摘要從而取得出色的演示效果。
1.2較高的創作效率
使用計算機進行設計輔助最為明顯的優點就是修改方便,在傳統設計領域,由于使用主要材料是紙張,因此在進行修改工作時,往往非常麻煩,牽一發而動全身,甚至一些錯誤會導致繪圖、雕刻等作品需要重新進行創作,無疑增加了創作工作量。但是如果使用計算機進行相關設計工作,則可以避免相關問題帶來的困擾,通過計算機輔助設計軟件“所見即所得”的特性,設計師可以直接對需要修改的部分進行替換、縮放、旋轉甚至刪除等效果,并且可以實時看見修改后的實際效果,從而可以快速對修改方案進行調整,從而使修改工作可以取得預想效果,提升創作效率。計算機輔助設計還可以極大縮短設計工作周期。在進行設計時,有很多設計工作都是在進行重復工作,比如設計人員在繪制一個大樓,那么大樓上的窗口在很多情況下,其外形都是一樣的,那么如果使用傳統手繪創作,則需要創作人員一個窗口接著一個窗口繪制,這無疑是非常無聊且耗費時間的。但是通過計算機輔助設計則可以極大減少此類工作的工作量,設計人員可以將如窗口之類的圖形進行保存,然后直接進行復制工作即可。更為重要的是,通過計算機輔助設計,設計人員還可以將配色方案、色調等信息進行儲存,在需要時直接調出即可,而這種操作相對于傳統手繪操作,無疑是巨大進步,通過此類操作可以使設計人員節省下大量時間,從而提升工作效率。
1.3簡易的圖像處理
圖像處理工作主要是指將外部采集的圖像輸入電腦進行修改等再次創作的過程。而這在過去進行藝術設計時是很難做到。相關設計人員幾乎不可能在一張拍攝的照片或者他人的作品上進行直接創作。計算機輔助設計則可以提供相關功能,比如設計人員可以直接通過掃描或直接拷貝數據等方式,將圖像導入電腦,然后直接對圖像進行處理。設計人員可以通過Photoshop軟件直接對畫面進行裁剪、復制、調整等,或者直接將其轉化為手繪圖,從而實現對于圖像的二次創作,通過這種圖像處理可以幫助設計人員快速實現對于設計思路的學習和對圖像數據的處理,從而提升藝術設計效果。
2計算機輔助對于藝術審美的影響
計算機應用對于很多專業領域影響都是十分巨大的,對于藝術審美的影響亦是如此。計算機輔助設計使相關專業產生深遠而巨大的變革。通過計算機相關技術,設計人員可以創作出在傳統藝術設計中無法創作的作品,因而使人們對藝術設計也有了全新的認識,進而產生新型設計審美意識和相關思維方式。設計人員可以使用相關計算機軟件創建漫游演示動畫,從而可以逼真的模擬出實際場景,觀眾則可以通過這種演示模式從不同視角瀏覽空間效果,使人身臨其境,而這種演示模式是在傳統藝術設計中難以想象的,并且通過設計人員可以在演示過程中插入多樣的燈光和音響,來提升演示效果。這些豐富多彩的演示效果,在使觀眾得到全新藝術體驗同時,也對觀眾審美觀產生了潛移默化影像。首先,計算機輔助使觀眾對藝術設計提出了更高視覺效果。由于計算機輔助,使得傳統單一不變的設計效果越來越難以適應藝術設計發展趨勢,觀眾需要更加刺激、多樣的視覺、聽覺體驗。而這無疑會對相關設計人員設計水平提出了更高要求,相關設計人員也需要加強與觀眾的交流和溝通,從而設計出更加符合觀眾興趣的作品。其次,計算機技術發展的同時,也隨之產生了相應的藝術元素,比如音樂中的“電音”效果、動畫領域的動畫渲染效果等,這些都是傳統藝術中不存在的新型藝術元素。因此設計人員在進行設計工作時,也需要考慮將這些元素加入藝術作品中,以提升作品效果。
本文將根據數學CAI的優勢及它與數學教育現代化的關系談談我對數學CAI的幾點看法。
一、更新教育觀念,把數學CAI作為數學教改的重要內容
1.數學教育觀念的更新
自計算機進入課堂之日起人們就存在著種種猜測:教師不講,學生能用計算機學會數學嗎?計算機是否會削弱學生的能力?
學校的數學教育是以已有的邏輯為基礎,這樣就有可能忽略如直覺、美感和樂趣等非邏輯的因素。學生學習數學只不過是學習一組邏輯規則,沒有機會體驗到自然的數學經驗。這導致學校的要求與學生的認識之間出現鴻溝。而計算機可以在數學與學生的認識之間架起一座橋梁,大大增強學生學習的動力,變厭學為主動學習。
關于在CAI中教師的主導作用,這也是人們所普遍關心的問題。在CAI過程中,教師的主導作用并非表現為在課堂上自始至終地講課,而在于啟發引導學生,讓他們真正學到數學知識,培養數學能力。因此,教師的主導作用,并未被削弱,反而更加強了。
首先,教學軟件的設計使教師有可能更好地發揮主導作用。在設計教學軟件時,教師要時時設身處地地為學生著想。在先進的教學思想指導下,用最佳的教學策略把自己的教學經驗和計算機技術結合起來,為學生創設一個更富啟發性的教學情境,發動學生參與,讓他們自己去思考、發現、探索,從而達到理解和掌握知識的目的。
其次,教師可充分利用計算機,揚長避短,創設最優化的教學環境。教師應把主要精力放在如何計劃教學,把CAI溶入整個教學計劃之中;如何開發教學材料;如何組織好CAI課堂教學,啟發學生去克服困難等。這樣,數學教師將在更高的層次上發揮主導作用。
2.教學內容的改革
計算機科學知識與數學學科知識之間是“相互輔助”的關系,二者相輔相成、共同發展。幾十年來與計算機同步發展的計算數學包括數值計算,符號演算,計算機圖形學已有巨大進展,這些進展反過來又促進了計算機技術的發展。隨著計算機日益走入人們的生活,社會對人的數學素質的要求已經從依靠紙筆運算轉換到有效地、恰當的使用技術,能幫助學生深入思考數學地問題、簡化概括過程,提高學生解決問題以及在幾何與代數、代數與統計和真實問題情景與相關數學模型之間建立聯系的能力。數學教育應用更多的時間讓學生去思考和理解更本質的方面,學會提出問題和抽象概括,從而達到幫助學生更深入地思考數學,應用數學。學校的數學教學應更重視培養學生對數學思想、方法及其應用的理解和掌握,重視現實問題的解決。
數學課程應當盡可能地使用計算器和計算機,這應當作為制定新數學課程的原則。目前許多發達國家都已這樣去做。全美數學教師協會(NCTM)早在1980年就建議:在所有年級中,都應充分發揮計算機的作用,并注重將計算機與數學課程結合為一體。1989年,NCTM又出版了一份《學校數學課程標準與評估標準》,明確提出了“利用計算器和計算機作為學、做數學的工具”的要求。在美國,全國各地的學校都正在把計算機編程結合到數學課中去,新出的每一套教材都有BASIC編程的內容,相當于代數課程的8%。我國在這方面起步較晚,如何將傳統內容進行現代處理,將計算機與數學課程結合為一體,是教材改革的一個重要問題。
二、如何開發出一批高質量的數學CAI課件
CAI是以教學軟件的運行來展開相應的教學過程的。在CAI中,我們稱具有一定教學功能的教學軟件為課件。課件質量的好壞,直接關系著數學CAI的開展。
好的數學課件既要充分利用計算機的優點,又要結合教學實踐。只有懂教學理論、經驗豐富的數學教師才能處理好教學材料,對于如何編制程序、用計算機實現,則是軟件專家才能回答的問題。因此,課件的設計和制作應當是各方面人才的綜合參與,這其中包括數學教育研究人員,數學教師,軟件工程師,美術設計人員等等。只有這些人員共同協作,充分實驗、反復修改,最終才能制作出滿意的數學CAI課件。
從課件質量的衡量標準考慮,一個優良的課件應能較好地發揮計算機的特點,應能較好地滿足學生學習心理上的要求,應能較多地完成傳統教學所不能完成的事情。優良的課件取決于優良的設計,課件設計方法的優劣,不僅影響課件開發的效率,也將直接影響課件開發的質量和水平。只有融合了先進的教學理論、學習理論和豐富的教學經驗的課件,才是高質量的課件。而這一目標的實現,恰恰有賴于課件的設計。因此,提高課件質量,首先要在課件設計上下功夫,在學習理論和教學理論的指導下進行設計,才能構成有效的教學系統。
早期的CAI課件設計基本上是依照程序教學和行為主義理論的指導思想進行的。行為主義學習理論強調刺激和強化的作用,將其應用于CAI上,就是要把學習內容作為一種刺激源,利用文本、圖象、動畫、聲音等方式,對學生產生刺激,達到記憶效果。練習也不過是重復演示教學內容,所以關鍵在于強化。這對于那些“記憶型”的知識(如定義、無規則的數據、圖象等與學生原有認知結構很難建立聯系的知識),通過大量重復練習,加強刺激,能夠有效地達到記憶的要求。但是,對于學習邏輯性強的知識,這種方式就顯得力不從心。在大多數數學CAI課件中,要“理解”的知識占絕大多數,簡單地應用行為主義、程序教學思想就不奏效了,這也是近幾年來認知理論在CAI發展中獨占鰲頭的原因。
認知心理學的出現為CAI的發展注入了新的活力,也從根本上改變了人們對CAI中計算機所起的作用的看法。計算機不僅是一種提供刺激,進行強化的工具,而且也可以創設一種以學生為中心,使學生主動學習的環境。隨著年齡的增長,學生有了一定的知識基礎,有了自己的興趣,形成了學習動機,便產生了認知學習的可能,認知型的學習也就成為學生的主要學習模式。因此,在課件設計中,應充分考慮學生的認知特點,發揮認知心理學的指導作用。
根據認知學派的學習理論,在CAI課件設計中,應當改變過去只重視教材的知識結構的偏向,把重心放在如何促進學生已有的認知結構的發展和優化,以及新的認知結構的建構和優化上。課件設計應面向學生的學習過程,而不是學習的結果。在課件設計時,首先要設法使學生產生認知失調,產生好奇;其次要設法幫助學生理解知識。心理學實驗表明,單純的外部強化會降低內在的動機和興趣。因此,課件設計應當面向學生學習的內在動機而不是外部獎勵。樂學,方能學有所得,學而無厭。
三、逐步開設數學CAI課程
認知心理學認為,人的認識不是由外界刺激直接給予的,而是外界刺激與認知主體內部的心理過程相互作用的結果。因而學習必須由學生自己主動完成。弗賴登塔爾指出:最令我沮喪的是參加公開課的教師,他們顯然認為這樣一個過程是教學法的模式,并且贊賞執教者的高質量的表現,他們沒有意識到這就是曾有人夸張描述過的教學:“每個人都在睡覺而僅有一個人在講,這種狀態就是教學”。在以教師自我為中心的班級教學模式中,學生僅限于被動聽講、機械練習,主動性難以發揮。實踐表明:這種“講、練、考、評”的教學模式是行不通的,只能使學生越來越感到失望。利用CAI恰恰可以彌補這一點。
計算機技術有巨大的潛力改變我們的教學方法。計算機技術對于增強學生的形式運算能力及借助圖象幫助學生理解新的概念或課題是十分有效的。它可以作為數學教學中的工具去解方程、解不等式和驗證代數解法的答案。同時,它可以在數字表達式、算法、代數式與幾何圖象之間建立廣泛的聯系。這些變化必然會導致數學教學方法論的改變。
目前,隨著計算機的發展和教學軟件數量的增加,數學CAI也在逐步開展,許多地區、學校都在進行CAI實驗。但是,總的來說,利用CAI的數學課還是比較少,大多也只是講一講公開課,而缺乏大范圍的、系統的實驗。在數學CAI課中,教師該如何組織課堂教學,如何發揮主導作用,學生在CAI課堂上的認知過程如何等等,都只有通過實驗才能回答。另外,通過實驗,尋找數學CAI的切入點,也是發展數學CAI所必須的。因此,在今后的數學課中,有條件的地方應盡可能多地使用計算機,解決傳統教學做不好的事情,這應作為教學改革的重要內容。
計算機為學生的主動參與提供了理想的條件,而數學CAI課的組織也是獲得優化教學效果的必要條件。數學課不能再滿足于單一的粉筆加黑板的教學模式,隨著CAI的發展,今后數學課的模式應是多種多⒌摹S寫車慕步飪巍⑾疤飪危淌步馕韃⒁約撲慊ㄖ菔鏡氖Э危肅AI課件的數學實驗課,利用CAI課件進行復習測驗課等。引入計算機之后,數學課堂的結構會發生變化,從傳統的教師—學生轉變為教師—計算機—學生,這也對未來的數學教師提出更高的要求。在數學CAI課前,教師要選擇合適的課件并熟悉其內容,了解其設計思想,并考慮如何指導學生使用。對于新知識的教學,在課上由教師演示或由學生自己演示,通過簡潔的操作,在屏幕上顯示出所探求問題包含的各種情況,以協助學生思考他們對新知識的猜想或解題思路的估計。但不能代替學生的思考而直接給出新知識的結論或解題思路;在數學實驗課中,可考慮把學生分成小組,跟著屏幕出現的問題認真思考、討論、動手演算,教師要深入每一個小組中參加討論,觀察其進程,了解遇到的問題并及時解答,對有共性的問題組織全班討論或講解,努力在全班創設一種研究探索的學術氣氛,這將根本改變沉悶的數學課的現狀。
四、關于數學CAI課件的評價
從提高課件質量的角度來看,CAI課件的評價也是一個重要因素。通過評價,可以發現軟件的不足,進行改進;通過評價,可以為教師、學生等提供選擇和使用的依據;通過評價,可以指導課件的修正和開發。
對于我國數學CAI課件評價的現狀,亟待解決的問題是建立一套適合于數學CAI的評價標準。目前,對于一般課件,國內、國外已有了一些評價標準,像“美國行業協會CAI課件評測表”,“美國MircoSIFT課評價表”,1992年我國的“教學軟件評審表”等。對于數學CAI課件,一般的評價標準對它們也是適用的,但數學學科有它本身的特點,有其特殊性,若只用一般標準來衡量,就如同用一雙大鞋去量每一個人的腳,結果肯定不能都是正確的。只有數學CAI課件的專門的評價標準,才能公正、客觀、全面地評價數學課件,科學地指導數學課件的修正與開發,合理地指導數學課件的選擇和使用,進一步推進數學CAI的發展。
CAI是計算機在教學上的一個重要用途,這個詞意味著為了教學而應用計算機,正確認識CAI在數學教學中的輔,是對數學CAI課件評價的前提。一個好的數學課件必須能滿足數學教學的各項要求,達到相應的教學目標。我們知道,行為主義和認知理論對于數學課件的設計起著重要的作用,它決定著教學過程的編排和進行,教學內容的呈現順序和時機。因此,在數學課件的評價過程中,以行為主義和認知理論等中學數學學習理論和教學理論為指導理論,將有助于正確地評價數學課件教學內容呈現的合理性,教學過程的科學性,科學地評價數學課件。
最初CAD被解釋為“計算機輔助繪圖”,由于當時計算機在設計上的作用是替代傳統手工繪圖的一種新工具,但隨著后來信息技術的飛速發展,計算機技術在各領域的廣泛應用,CAD的含義也在不斷變化擴展,隨著20世紀70年代像素的產生、80年代三維曲面造型系統的開發等,使電腦繪圖從只能用“線”這一基本繪制元素發展到可以用點、面、體進行繪制計算機圖形,從而使CAD的含義也發展成現在人們比較熟知的計算機輔助設計這個概念了。1970年的威尼斯雙年展首次接納了計算機繪畫作品,這也標志著新的視覺藝術形式的誕生得到了社會的承認。
我國的計算機輔助設計起源于20世紀70年代。與國外計算機輔助設計發展的軌跡相似,國內計算機輔助設計的研究與應用基本上是從各高等院校發展起來的。20世紀90年代初,隨著我國現代化進程的迅速發展以及計算機的進一步普及,在環境藝術設計和創作領域,計算機技術應用的價值,逐漸得到人們的重視。
二、我國計算機輔助環境藝術設計的現狀
計算機作為信息時代重要的技術工具,在環境藝術設計領域得到普遍應用。在20世紀90年代前,國內對環境藝術設計效果的表現是使用手工繪制的方法,到了20世紀90年代初期,計算機輔助設計技術開始在我國建筑業應用。計算機輔助設計技術在建筑設計表現領域以不可逆轉的潮流迅速發展。尤其是到了20世紀末,計算機輔助設計逐漸成為建筑效果表現的主流。起初,設計師主要運用AutoCAD軟件進行施工圖的繪制,在方案階段還以手繪為主。但隨著相關專業軟硬件的更新和進步,它自身的強大優勢得以顯示,同時對傳統手繪表現產生了越來越大的沖擊。
隨著近十幾年來我國計算機輔助環境藝術設計的發展,計算機建筑效果表現的類型己經有了很細致的劃分,可以分為:計算機建筑效果圖、計算機建筑漫游動畫和計算機建筑效果虛擬現實。計算機建筑效果圖主要是通過3DSMAX,Lightscape,Photoshop等計算機軟件制作的靜態的效果圖。通過計算機三維軟件從平面、立面數據中得到透視圖,透視點位置及視點角度均可變換,然后再渲染出二維圖像,這種方式是目前社會上應用最廣泛的。計算機漫游動畫是利用3DSMAX軟件的三維動畫功能,在建筑物的室內或室外的設計階段就能以可視的、動態的方式全方位展示建筑物所處的地理環境、建筑物外貌和各種附屬設施以及建筑物內部空間的效果,使人們能夠在未來的建筑物中漫游,因而成為建筑設計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。
三、計算機輔助環境藝術設計的發展趨勢
當前,隨著計算機軟硬件技術的迅猛發展,計算機輔助設計在環境藝術設計領域受到了廣泛的重視和應用,比如各種方案的匯報、投標以及招商廣告中隨處可見,從而出現了大量的繪圖軟件的教程以及在教學上更加重視計算機繪圖軟件的教學課程。人們更多的關注計算機技術,想方設法掌握各種繪圖軟件,在模型、材質、燈光以及各種渲染技法上花費大量的時間,而忽略了最終的效果圖的藝術性。計算機輔助設計是科學與藝術以及計算機與藝術設計相結合的邊緣學科。計算機輔助設計在視覺藝術創造規律、形式法則和審美方法與傳統的藝術設計是相同的。所謂視覺藝術,是通過人的視覺感受而將客觀內容納入主觀心靈并予以對象化呈現的藝術形態。一些美學研究者認為,從審美主體的角度來看,藝術離不開創造者和欣賞者兩個方面,而這兩個方面都要通過一定的感官和相應的感性物質媒介,前者創造出審美對象,后者達到審美愉悅。所以說,作為視覺藝術的計算機輔助設計作品既要真實的描繪場景,又要使欣賞者達到審美偷悅。不可否認,人們的欣賞水平在不斷提高,求新、求異的視覺口味也越來越高。這源于技術的發展、審美的進步,計算機技術的發展對于社會和藝術創造產生了重大的推動作用。
在計算機輔助環境藝術設計發展的初級階段,設計師的目標是使效果圖具有真實感,能夠模擬未來場景的真實效果,具有一定的實用性。目前的計算機建筑效果圖的風格單一,已經不能滿足大眾的不斷提高的視覺口味。計算機建筑效果圖既是表現的技術同時它又是視覺藝術。設計師創造出審美對象,筑物內部空間的效果,使人們能夠在未來的建筑物中漫游,因而成為建筑設計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。使用的軟件有Creator系列三維建模工具及Vega場景管理軟件。計算機建筑效果虛擬現實技術強調的是一種身臨其境的感覺,采用的是人與人之間自然的交互方式。它可以實現逼真的、純三維的場景,可以全方位、多角度、完全由用戶自由控制在場景中漫游。作為建筑師可以從多個角度觀察建筑方案,所以說虛擬現實技術不僅可以使用于建筑表現,而且也是一種推敲方案的有利手段。VR技術在我國的環境藝術設計領域中有著廣泛的應用前景,將給環境藝術設計帶來革命性的改變。
設計師創造出審美對象,要使欣賞者達到審美愉悅而不是審美疲勞。為此,根據目前我國計算機輔助環境藝術的發展情況,未來計算機建筑效果圖應呈現藝術化、人情化和多樣化趨勢。
參考文獻:
[1]鄧慶堯.環境藝術設計[M].濟南:山東美術出版社.
[2]張綺曼.中央工藝美術學院環境藝術設計系—室內設計的風格樣式與流派[M].北京:中國建筑工業出版社.
[3]張綺受.中央工藝美術學院一環境藝術設計與理論[M].北京:中國建筑工業出版社.
[4]李小藝.環境藝術設計的新視界閱.北京:中國人民大學出版社.
2高職計算機輔助設計課程采用案例教學的必要性
在傳統的計算機輔助設計課程中,教師將課堂的重心放在計算機輔助設計軟件的講解上面,包括計算機輔助設計軟件的工具條講解、用法講解以及實際操作過程講解等。在使學生了解了各工具的用途以及用法之后,教師一般都采用自己邊講解邊演示的方法來開展計算機及輔助設計教學,在這樣的課堂之中,學生只能夠被動地聽講和對教師的演示進行模仿,主動性較差。同時,由于計算機輔助設計軟件工具內容較多,用法較為復雜,所以學生很難通過模仿教師的行為實現教學目的。而由于高職學生自身的文化課基礎較差等原因,其在課堂上只單純地通過教師的講解難以吸收消化復雜的計算機輔助設計軟件內容,更不用提進行創造性的應用了,因此,我們很有必要在高職計算機輔助設計課程中采用案例教學法來進行教學。在案例教學法中,教師可以將代表性強,操作性強的案例引進課堂,讓學生在明白了計算機輔助設計軟件各項功能之后實際地進行操作。這樣,學生的軟件應用能力就能夠得到充分地鍛煉和加強,并且能夠在此基礎上不斷地增強自己的設計能力,最終實現計算機輔助設計課程教學的目的。
3案例教學的實施過程
3.1案例教學的目的
我們在高職學校培養學生的目的就是為了給社會培養職業化的人才,就是為了縮短人才從學校進入到社會的適應時間,使培養出來的人才能夠直接進入到企業中從事相關行業的工作。因此,我們按照這個目標培養出來的高職人才必須有很強的動手操作能力以及豐富的實踐經驗。雖然現在很多高職學校都提出了對提高學生實踐能力的策略,但是由于計算機輔助設計課程本身的特殊性,很多學生都難以真正地掌握計算機輔助設計軟件的性能,更別提真正地利用計算機輔助設計軟件進行設計了。對于這種狀況,我們試圖通過進行案例教學,通過學生在課上課下對案例的實際操作和總結分析,來提高自己對計算機輔助設計軟件的操作能力,并且最終在此基礎上開展符合社會要求的設計。
3.2案例的擇選
3.2.1案例的選擇要選擇有代表性的案例
計算機輔助設計課程案例的選擇應該選擇有代表性的案例。首先,應該根據課程教學的內容選擇案例。例如,在計算機輔助設計軟件中各種工具的功能時,應該選擇囊括這些功能使用方法的案例,這樣,學生就能夠在對案例操作的過程中實現對工具功能的了解和熟悉,最終做到熟練掌握。其次,案例的選擇應該有所側重。并非所有的計算機輔助設計案例都能夠拿來當作課程案例,在計算機輔助設計課堂上,如果案例選擇缺乏針對性,涉及的知識點過多或者涉及的知識超過學生的理解范圍,就會造成學生在實際操作的過程中新知識點過多,難以真正掌握課程所需知識的狀況。
3.2.2要選擇能夠調動學生設計能力和設計積極性的案例
很多教師在案例選擇的過程中由于選擇的案例不符合學生發展的要求,要么過于簡單,學生在案例操作的過程中缺乏積極性,起不到提高學生設計能力的目的,要么案例的選擇過難,學生在案例操作的過程中不知道該如何下手。這都不利于學生計算機輔助設計能力的提高,因此,我們應該選擇難度適中的計算機輔助設計案例,即案例的選擇要在學生掌握的知識范圍之內,同時,又在此基礎上增加了一定的難度,學生需要通過自己的思考以及認真查詢資料才能夠進行解決的案例。只有如此,才能夠在計算機輔助設計課程上既充滿積極性又充滿自信心。
3.2.3要選擇可操作性強的案例
在高職計算機輔助設計課程上進行案例選擇,應該選擇可操作性強的案例。首先,案例內容要符合學生的認知,學生能夠在對案例理解的基礎上進行實際操作。其次,案例內容要能夠讓學生進行實際操作。即選擇的案例要在案例提出之后,學生能夠按照其要求來根據其知識狀況開展實際操作,而非是只對案例的操作過程進行分析和解讀,或者是對案例的操作進行單純地假設或者推理。[3]
3.3案例教學的實施方式
⑴在計算機輔助課程的案例教學開展之前讓學生對課程內容進行預習。讓學生對課程內容進行能夠提高學生學習的主動性,并且能夠讓學生對于課程所學的內容有一個大致的了解,能夠讓學生對通過自己閱讀就懂的內容實現初步理解和掌握。如此,在案例教學進行的過程中教師就可以只對計算機輔助設計的重難點內容進行講解,既縮短了自身講解時間,由提高了計算機輔助設計課堂的教學效率,使學生能夠將學習鐘點放在對案例的學習上。⑵在計算機輔助設計課程的案例教學過程中,教師要重點向學生講解計算機輔助設計軟件中的各種工具的功能。計算機輔助設計軟件中各種工具的功能是計算機輔助設計課程教學的重點,只有掌握了這些工具的功能學生才能夠在此基礎上開展計算機輔助設計。因此,教師一定要在案例教學的過程中或者案例教學開展之前向學生講解清楚這些計算機輔助設計軟件中各項工具的功能,并且在實際教學的過程中通過不斷地強化增強學生對著這些工具功能的認識和理解,提高學生的對這些工具的運用能力,從而使其在案例教學的過程中能夠自主地運用這些功能,進而在此基礎上開展計算機輔助設計。⑶在計算機輔助設計課程中要以學生的實際操作訓練為主。我們在高職計算機輔助設計課程中開展案例教學的目的就是為了提高學生的實際操作能力,因此,在計算機輔助設計課程中,一定要以學生的實際操作訓練為主,讓學生在實際操作訓練的過程中不斷地獲得自身能力和水平的提高。首先,按照學生的人數以及教學案例的實際狀況將學生分為5-8人的學習小組,小組內部通過分工合作的方式開展計算機輔助設計課程中操作訓練。其次,讓學習小組成員對案例的內容以及設計過程等進行討論。通過讓小組成員對案例進行討論,每個成員能夠獲得對案例的進一步認識,了解案例的設計原則、設計方法以及設計步驟等,并且明白案例的完成需要使用的工具條以及需要調用的各種命令等,進而在其實際的操作過程中能夠做到胸有成竹。再次,讓小組成員通過分工合作的方式按照案例的要求進行設計操作,完成設計的要求。最后,讓小組成員對自己設計的過程中進行分析討論,說出自己的新的,總結出進行實際操作的經驗,以為下次開展計算機輔助設計體統思路。⑷在計算機輔助設計課程案例缺乏或者是現有的計算機輔助設計案例不符合課程教學要求的情況下,教師可以自主設計案例來供學生進行學習和實際操作。根據計算機輔助設計課程的具體要求,教師可以設計出簡單的、囊括并突出課程教學重難點的、能夠對學生進行拓展訓練的計算機輔助設計課程教學案例來共學生學習,提高案例的針對性,并且最終提高學生的學習效率。
(2)輔助窗界面設計
輔助窗界面的主要作用是幫助設計人員在設計工作過程中對輔助設計系統中工具條中的各個工具進行更加精確和細膩地修飾,具體包括筆型、選項、選色、分層、備用燈幾個方面的內容。如針對工具窗里的畫筆工具,設計人員就可以根據實際設計工作的需要在輔助窗界面上非常方便地選擇畫筆的類型、粗細、色彩冷暖傾向等要素,進而使平面廣告設計作品滿足設計人員的要求。這樣通過輔助窗的作用下才能更好的確保設計人員設計出的平面廣告作品獲得最佳的質量和效果。
(3)圖庫窗界面設計
圖庫窗界面是平面廣告計算機輔助設計系統中關于平面廣告資料庫的管理模塊,也是整個平面廣告計算機輔助設計系統中一個非常重要的功能模塊,其主要作用是用于幫助設計人員根據自己工作的需要對系統內平面廣告主題資料庫進行分類管理,或向輔助設計系統中添加或刪除平面廣告設計主題資料,以方便設計人員在工作過程中進行查找和調用,這樣遇到相似的平面廣告設計工作時,設計人員就不需要再進行類似的工作,進而減少設計人員的工作量,縮短設計工作周期,大大提高了設計工作的效率和質量。此外,資料庫中的內容還應該要隨著設計人員的不斷使用過程中而逐漸變得更加豐富和完善,進而使其真正能夠更好地滿足平面廣告設計工作的要求,這也平面廣告計算機輔助設計系統圖庫窗必須要具備的一個功能,只有這樣平面廣告輔助設計系統自身的優勢也才能夠得到最大程度的發揮。
近幾年的實踐中,CAI在課堂教學方面充分顯示出積極作用:
1.有利于發展學生智力,培養學生能力。在計算機輔助教學的環境中,需要學生手腦并用,通過各種輸入設備與計算機“對話”,利用各種途徑學習所需知識,解決學習中的重點、難點。
2.可以提供形象化的教學信息。計算機能以多種方式向學生提供學習材料,屏幕顯示的內容可以隨意重復和迅速更換,可以表現事物的動態變化,還可以隨畫面變化產生相應的聲音,利用多媒體技術使某些抽象的、難以表現的教學過程得以實現。
3.可在有限的時間內增大課容量,提高課堂教學效率和效益。利用計算機的大容量存儲和快速顯示功能,對大量教學信息進行優化處理。還可通過課件向學生提供一些與課文內容相關的自然、人文等資料,擴充學生的視野,幫助學生更好地理解課本內容。
4.通過圖文并茂、生動有趣的多媒體界面展示學習內容,提高學生的學習興趣。
5.便于學生自學和個別訓練。學生的學習速度(如閱讀、答題時間)可由自身掌握,也可由電腦控制,因而可提高學生的學習效率。
計算機之所以能在教學中起這樣的積極作用,一方面是計算機設備本身具有的能力,另一方面,也是最重要的方面,就是教師事先編制好了具有各種功能的CAI課件,計算機只是執行這些課件。
二、CAI課件的設計與制作策略
1.稿本設計
編寫課件稿本是CAI課件設計的重要環節,它是CAI課件制作的依據。所以CAI課件稿本的編寫質量,直接影響課件的制作和使用效果。稿本設計需重視幾個方面:
(1)動態性。用計算機制作動畫,表現事物的動態變化過程,是輔助教學最重要的優勢之一。歷史學科的動態性,包括影視動畫效果、圖表動畫效果、圖片及文字的動畫效果等。如課件《秦始皇統一六國》,用計算機動畫配上聲音,模擬秦王陸續滅掉東方六國的過程,很好地解決了用語言和掛圖難于表述大規模統一戰爭的問題。然后讓一幅秦始皇畫像徐徐移入屏幕,恰到好處地表現了“秦王掃六合,虎視何雄哉”的神韻和氣勢。
(2)實用性。CAI課件的設計,應以突出重點、難點為中心,以實現教學目的為宗旨。如課件《帝國主義之間的矛盾和第一次世界大戰》,在揭示帝國主義之間矛盾的根源和實質,以及突出帝國主義之間最主要的矛盾──英德矛盾的過程中,采用宏觀動畫和表格對比的方法,形象地表達了“帝國主義之間經濟政治發展不平衡”,出現“實力與擁有殖民地倒掛的狀況”,引起帝國主義對殖民地的爭奪。這樣的軟件,能做到教有所用,學有所用,真正實現了CAI的價值。
(3)直觀性。直觀性既是教學原則,也是CAI課件設計中不可缺少的要素。在歷史教學中,可以用電影、電視再現歷史情境,也可以通過模型達到直觀教學的目的。但揭示歷史規律或本質時,也需要借助計算機技術來達到直觀教學的目的。如揭示“中國社會半殖民地化一步步加深的進程”,采用計算機技術,在空白的中國地圖上,陸續加上《》、《》、《》的主要內容,可以看到割地的面積越來越大,賠款的數額越來越多,被迫開放的港口越來越多、越來越深入到內陸,甚至一些
重要城市如天津等。
(4)可操作性。在CAI稿本設計中,應考慮到CAI課件在制作完成之后易于操作。課件內容應突出重點、難點,以解決教學中存在問題為中心;課件結構合理,方便教師在教學過程中合理運行課件輔助教學;操作簡便,并配有簡要操作說明,方便師生使用。避免出現教師講課時忙于操作媒體或學生進行人機會話時無所適從的情況,易于操作的軟件才易于廣泛應用。
(5)創新性。在CAI稿本設計過程中,應以建構主義學習理論為指導,以學生為中心,充分利用各種信息資源,來支持學生的自主學習和協作式探索,完成對新知識的意義建構。在教學中,由傳統的知識呈現、知識表征,向高層次知識建構發展。
2.課件使用
CAI課件制作的最終目的,就是為教學服務。但并不是任何情況下都適合使用CAI課件輔助教學,在實際使用中應注意如下幾個特點:
(1)最佳效果特點。在教學中,不應為用CAI而用,應精心挑選那些非CAI不能或只有CAI效果最佳的知識內容,進行設計使用,充分發揮CAI的優勢。如上文提到的用動畫模擬“秦滅六國”的過程和用CAI揭示“帝國主義之間矛盾的根源和實質”。
(2)最佳效益特點。在教學中,計算機作為最先進的媒體,同時也是成本最高的媒體。它應和其它媒體優化組合,產生最佳教學效果,才有最佳效益。如果利用CAI課件教學所產生的效果,其它媒體也能達到,則雖有最佳效果,卻無最佳效益。因此我們利用CAI課件教學時,應注意計算機與普通媒體的優化組合,以期產生最佳教學效益。
(3)主動學習特點。為了更好地深化教育、教學改革,將素質教育的目標落實到課堂教學中,課件制作也要在體現學生主動學習、主動探究、主動解決問題這一方面多加考慮,因此,在這種新的教學理念指導下,制作的課件應系統、全面,并針對學生個別需求,在建構主義學習理論指導下設計制作,要做有意義的建構,真正體現計算機個別教學。
三、合理開展CAI工作的步驟
發展CAI涉及范圍廣泛,它的研究領域包括教育學、計算機科學、心理學、美學及專業學科。它的開發涉及教學管理人員、任課教師、計算機工程師。它的應用還需要教師和學生參加。這是一個非常復雜的系統工程。
最初的CAI制作常常是由一個“全能的”教師來完成,他既懂專業、懂教育,還精通計算機,課件開發完畢,他還是用戶。課件是照著他的需求訂做的。實際上這種“全能的”教師是很少的。這樣做最大的問題是限制了課件的水平;開發出的課件不能滿足大范圍應用的要求,從而限制了開發高質量課件的積極性;開發周期長,難于維護,不能滿足教學改革的需要。
CAI的開發必然發展到有組織的工程方法,朝著優質標準的目標開發水平較高、較為通用的大型的課件。課件開發過程大體需要如下幾個步驟:
1.做好充分的需求調查。組織有教學經驗的教師、教育管理者、學生、計算機專家等,分析教材的教學目標,研究教材的教學過程、教學要求,結合計算機輔助教學的特點,確定課件開發的需求說明。課件開發還要花費大量的時間與勞動,因而確定開發課件計劃時要注意從量大、面廣的基礎課和專業基礎課入手,盡量配合教學的改革與教材建設同步。
歷史學科具有豐富的制作CAI課件的素材,如音像資料、圖片和地圖等,這與計算機輔助教學,集圖、文、聲、像于一體,有效激發學生的學習興趣,提高學生的理解能力和學習效率的功能相吻合。也就是說,歷史學科與計算機輔助教學具有很好的結合點,許多教學內容都適合于制作CAI課件,利用計算機輔助教學。如“和民族危機的加深”、“蔣家王朝的覆滅”、“三國鼎立”、“隋唐文學和藝術”、“新航路的開辟”,包括
政治、軍事、文學、藝術、航海、外交等內容。
以“隋唐文學和藝術”為例,采用計算機輔助教學,以生動活潑的畫面,加上美術背景、配樂詩朗誦等,直觀形象地展示了隋唐豐富多彩的文學、繪畫、書法、石窟藝術和舞蹈音樂,其效果遠遠勝于教師的講述和板書。
2.做好稿本的編寫和審查。稿本是保證課件質量的至關重要一步。稿本的編寫和審查應組織有教學專長的教師和專家參與,以現有較好的教材為主編寫,并嚴格組織稿本審查。稿本的要求是充分發揮計算機的特長,補充傳統教學手段的不足,而不是簡單地重復展示教材的內容。
3.鼓勵教師參與課件制作。也可在一定的基礎上建立課件制作的專門機構,利用現成的開發工具,組織有經驗的課件開發人員,高效地制作出質量高的課件。完整的課件應包括:選定課題、概念和技巧;高質量、界面友好的課件;帶有評價的練習功能;學生學習情況的數據記錄、統計評價系統。
4.鼓勵教師將優秀課件廣泛應用于教學。目前,教學中研制出的一些CAI課件,大致可分為以下幾種類型:
(1)演示教學過程。采用計算機技術對教學內容中的重點、難點進行輔助教學,并發展為集動畫效果、視頻影像、聲音等為一體,演示完整的教學過程。這類課件的序列是變化的、多分支的,既能適應班級集體教學的需要,又能適應個別教學的需要。如上文提到的課件《秦始皇統一六國》,根據主菜單的內容,既可按順序進行集體教學,也可針對個別需要隨意選擇學習內容或重復同一內容。整個課件除主要采用動畫效果、配音外,穿插“長平之戰”、“萬里長城”、“靈渠”三段視頻影像,并設計如“秦國為何能成為‘戰國七雄’中實力最強的國家”等思考題。
(2)高密度知識傳授、大信息量的優化處理和靈活的文字板書應用。利用計算機的大容量存儲和快速顯示功能,在專題課和綜合復習課中,集中出現多項知識的集合、排列、對比。如專題課件《中國歷代貨幣簡介》,按時間先后的順序,以貝幣金屬幣(包括銅幣、銀幣和金幣等)紙幣為主要線索,從古到今,把歷朝歷代各個時期的主要貨幣,制成幻燈片展示出來,具有圖文并茂、資料詳實、容量大、脈絡清楚、知識點明確等特點。
在歷史綜合復習課中采用計算機技術,以靈活多變的文字板書,能把歷史知識化繁為簡,歸納線索,突出重點、難點。如課件《(世界近代現代史)綱要》,采用計算機靈活多變的文字板書,歸納出三條主要線索:資本主義的興起和發展(14、15世紀到20世紀初)、列強的殖民擴張及被壓迫民族的反抗斗爭、國際工運及馬列主義,并把分散于各章各節的歷史知識進行梳理、系統化。
(3)提供信息情境,讓學生主動完成意義建構。利用計算機向學生提供一個教師預先創設好的信息情境和獲取信息的規則表,由學生主動提取所需信息,并按思考題進行思考和小組討論、協商,完成對當前所學知識的意義建構。
在開展計算機輔助教學和CAI課件開發與應用的工作中,我們摸索到一些成功的經驗,也吸取了教訓。
第一,計算機這種教學媒體,是現代化教學所必備的。要培養21世紀人才,就必須有適應高容量、高密度、高效益的教學,就必須有現代化的教學方式,它解決了傳統教學手段難以解決的問題。
第二,計算機能用于改善課堂教學卻不可能全部取代其它手段。任何現代化的教學手段都不能替代教師的教學基本功。