第一篇：三維設計軟件在課堂教學中的應用探討

BIM三維動畫演示技術在高職高專建筑專業課堂教學中的應用 孫煜

摘要：通過BIM建筑信息模型技術，使用Autodesk revit軟件進行建筑真實場景模擬操作。在建筑專業的相關課程上，使學生直接看到在電腦中虛擬的實際場景，將會是課程教學模式的一種變革。

關鍵詞：BIM revit 教學模式

高職高專

一、BIM簡介

BIM建筑信息模型(Building Information Modeling)，是一種全新的建筑設計、施工、管理的方法，以三維數字技術為基礎，將規劃、設計、建造、營運等各階段的數據資料，全部包含在3D模型之中，讓建筑物整個生命周期中任何階段的工作人員在使用該模型時，都能擁有精確完整的數據，是一種虛擬現實技術。目前BIM核心建模軟件主要有Autodesk公司的Revit系列(廣泛應用于民用建筑領域)。

二、revit系列軟件簡介。

Revit是Autodesk公司一套系列軟件的名稱。Revit系列軟件是專為建筑信息模型(BIM)構建的。主要分為以下幾個模塊：

（一）revit的Architecture模塊。

主要用于建筑外形方面的設計，包括體量模型，地形場地構建，建筑墻體、門、窗、樓板、樓梯、屋頂等基本構件的三維設計，支持渲染及動畫展示。

（二）revit的Structure模塊。

主要用于建筑結構方面的設計，包括基礎、柱、梁、板、鋼筋等基本構件的三維設計及動畫展示。

（三）revit的MEP模塊。主要用于建筑設備方面的設計，包括暖通空調設備，電氣設備及給排水設備的三維設計及動畫展示。

revit不僅是三維設計軟件，同樣也支持平面圖紙的出圖要求，可以完成平面圖紙上的標注、大樣等功能。目前已升級到2014版本。

三、在課堂教學中revit系列軟件的優缺點

（一）revit系列軟件展示上的優勢

1.三維動畫演示比傳統課堂教學的優勢

在傳統的建筑專業課堂教學中，大部分還是通過板書及圖片PPT進行演示的形式。學生通過文字和簡單靜態圖片的描述很難形成印象。通過revit系列軟件，對整個建筑進行虛擬模擬，全方位展示建筑的虛擬畫面。使學生有身臨其境的感覺，加深對建筑的認識。

2.可以用revit進行展示的建筑專業課程。

（1）《建筑制圖》課程，包括土建、電氣、給排水等的制圖課程。通過對三維模型和平面圖紙上的一一對應，使學生更加明確在平面圖紙上的各種符號及圖例的意義。

（2）《工程預算》課程，包括土建、設備安裝的預算課程。通過三維模型的展示，使學生明確工程量計算的實物及工程量計算規則的對應關系。

（3）《建筑設計》課程，包括建筑學，結構設計，電氣、給排水、暖通空調的專業課程，通過形象的三維全方位演示，使學生有空間上的認識。

（4）《工程施工管理》課程。revit軟件和AutodeskNavisworks軟件搭配，進行建筑構件的四維模擬，形成施工過程的動畫演示，使學生對于施工順序，操作工藝等方面更加深入了解。（5）其他相關CAD實訓課程。在高校的建筑CAD實訓課程中，傳統是進行AutoCAD軟件的平面繪制，可以增加三維設計的軟件實訓操作。

3.revit在課堂的應用實例

在學校建筑電氣專業開設的《建筑概論》課程，通過revit軟件進行建筑的三維模擬演示，使學生更好的理解建筑的外形、功能及相關技術要求。在講解建筑的平面及剖面設計方面，可以進行動態的設計及三維演示觀察。相關的案例圖片如下：

圖1 建筑概論課程演示建筑整體效果

圖2 建筑概論課程演示樓梯部分

（二）目前存在的問題及發展方向

1.在學校多媒體演示硬件上的不足。

目前多數學校均已配置電腦和投影儀進行多媒體教學，但三維設計軟件對硬件的要求比較高，如果電腦配置過低，則會出現運行緩慢等問題，但隨著電腦行業的快速發展，會逐漸解決這個問題。

2.在學校多媒體演示其他相關問題

目前學校師資力量有所不足，大部分的教師屬于專業教學，對這一款偏向設計方向的軟件沒有掌握，需要進行長時間的培訓，這對一部分電腦操作不熟悉的教師來說是個問題。

目前使用revit繪制的模型設計院視為知識產權，不會輕易拿出。所以課程的案例來源及素材也比較緊缺。

小結

在設計領域，三維設計軟件逐漸成為一種趨勢。BIM同樣影響著傳統的教學模式，通過虛擬現實技術使在現實生活或者現場實訓才能看到的東西，直接虛擬顯示講解。使學生脫離無法把紙面與實際一一對應的傳統課堂教學。這將會是教學模式的一種巨大的變化。

參考文獻：

【１】 秦軍.Autodesk Revit Architecture 201x 建筑設計全攻略[M].北京;中國水利電力出版社, 2010..[英文題目]application of revit series in the phase of classroom teaching [作者拼音名]sunyu

第二篇：三維目標在,課堂教學中,的有效設計

三維目標在課堂教學中的有效設計

認真觀看了王老師的講解，頗有感觸，在以后教學中要好好學習應用。一、三維目標、新課改

1、新課改就是要改變

課堂的特質是“變”，課堂的使命就是“應變” 應對——思想的變、言語的變、情感的變、行為的變 應對——內容的變、方法的變、情境的變、時間的變

課堂是教師應對學生的變，是學生應對教師的變。“以學定教”就是變與應變的過程！

2、三維目標的落實應該重點關注什么 思考要點：行為——操作——檢測——層次（1）清晰教學目標：靈魂、方向

（2）清晰“三維目標”的概念：維度不是目標

知識和能力目標，是對學生學習結果的描述，即結果性目標。這種目標一般有三個層次的要求：學懂、學會、能應用。

過程與方法目標，是學生在教師的指導下，如何獲取知識和技能的程序和具體做法，是過程中的目標，又叫程序性目標。這種目標強調三個過程：做中學、學中做、反思。情感態度與價值觀目標，是學生對過程或結果的體驗后的傾向和感受，是對學習過程和結果的主觀經驗，又叫體驗性目標。這種目標的層次有認同、體會、內化三個層次。

重點是知識與能力 難點是過程與方法

二、知識與能力（課堂目標、細化行為動詞）

1、課標目標≠課堂目標，課堂目標一定要用行為動詞來對課標目標加以細化：用可以觀察到的“行為動詞”細化認知水平“識記——默寫”，“理解——用自己的話解釋公式內涵”，“掌握——歸納、概括公式結構特征”，讓“理解”能夠看到！

貫徹課標是國家的意志，“行為動詞”讓我們更加清晰教學設計中應該如何關注學生的學習方法與學習能力。教師要在理論的指導下細心研究一個個教學細節，密切關注學生的發展。

2、課程標準是國家制定的某一學段共同的、統一的基本要求，既不是最高也不是最低要求。教學設計要在課標目標的基礎上，依據學生的實際情況進行二次加工。它隱含著教師不是教科書的執行者，而是教學方案的開發者。即教師是“用教科書教，而不是教教科書”。

3、知識與能力的概要

課堂的知識與能力目標應該是一種近在眼前的當下目標，其表述的是基本的、共同的、可達到的教學標準，再不是無法實現的、理想的最高要求。只有每節課真正落實當下目標，形成學生的長久能力才有可能。

4、知識與能力目標的設計原則：指向性、可觀察性、可檢測性、層次性。其實，探索知識與能力目標設計原則，不是為了做些文字游戲，而是想通過交流引發思考。思考目標設計如何能夠真實有效，而不是浮擱在備課本上的一組文字。

5、知識與能力目標的設計：給學生定目標，而不是給老師定。

6、《規劃綱要》所提倡的是——注重知行統一。注重因材施教。

7、“理解”既是“學會”的基礎，也是“思想”的依據。學生是否理解，要看學生的行動。不僅要有心動、腦動，還得有行動，顯性的動，這樣我們才能檢測學習有沒有真正的發生。始于心動，成于行動。

三、過程與方法

1、教案就是思想，教案的核心是什么？ 目標——學習形式——核心設為——行為動詞

2、過程與方法的設計沒有統一的格式要求，但思路一定要清晰

3、說課說什么最重要：過程與方法是實施教學的關鍵。說清楚含有行為動詞的目標，說詳細教師如何讓這些行為動詞在教學過程中真正落實。

四、情感態度與價值觀

1、情商與逆商高比智商高更重要。關注非智力因素。

2、這一維目標的目標設計的連帶特點：

（1）知識連帶：與本節課所學知識或能力直接關聯（2）環節連帶：與本節課教學環節或方法直接關聯（3）期望連帶：與本學科長遠期望目標內容有關聯 與學生生活實際貼近些，會更實際有效

3、情感態度價值觀的設計原則：現實性、體驗性、指向性

4、三維目標一體化設計

（1）三個維度的目標相互依存、互為聯系、融為一體。（2）過程與方法支撐著知識與能力的學習與提高

（3）知識與能力的學習受控并影響著情感態度與價值觀的形成與發展 知識與能力、過程與方法、情感態度與價值觀是一個分不開的整合體，你中有我，我中有你。

五、總結

1、靜下心來深入研究教學，綜合設計，細心落實。在課下靠加重學生負擔提高教學質量，似葉上施肥；在備課中多花點時間一促進課堂有效，如根上澆水。

2、著眼在課程，細化在三維，實現在課題。既要仰望天空，更要腳踏實地。關注常態教育中的細節問題及問題的有效解決，就必須關注一步一個腳印的推進研究。一點一滴的落實素質教育目標。每一個目標的有效設計都會變成一個個促進學生發展的助力器，也會成為教學不竭的動力資源！

行動去了，做好每一個今天。實現未來，關注當下

3、付出與收獲：

當付出遠遠高于收獲時，那叫做悲劇。當付出與收獲達到平衡時，就可成為優雅。讓每一次的付出都能留下優雅的痕跡。

4、優秀素養 智慧教師

教師的職業是平凡的職業；但教師的職業絕不是平庸人的職業；教師的職業有其特有的趣味，而這種趣味只有在實施教師智慧的職業活動中才能體驗。

始于思路——寓于深究——終于發展

第三篇：基于Inventor三維設計在教學中的應用

基于Inventor三維設計在教學中的應用

摘 要：基于Inventor三維設計的教學應用，可以提高教師的教學水平和學生的主動學習能力，使學校能夠培養更多適合現代生產方式和科學技術發展的技能型創新人才。

關鍵詞：Inventor三維設計；教學；應用

一、Inventor

Inventor是美國AutoDesk公司研發的三維可視化實體模擬軟件，目前主要有基于AutoCAD的二維制圖軟件；三維設計軟件；另外還包括束線和纜線設計、PCBIDF文件輸入、管道設計、基于ANSYS技術的FEA功能模塊。Inventor是基于裝配和工程制圖以及三維參數化零件制作的計算機輔助設計軟件，其與AutoCAD相互兼容，具有草繪功能，快速智能的2D自適應布局，能夠簡便地從三維向二維轉換，且自動尺寸標注能夠對全部關鍵尺寸標注進行自動標注，包括機械零件庫。Inventor具有掃掠特征、拉伸與旋轉、螺旋體成型等方法，具有金屬盒多種機械零件、工程圖與零件表、生成組合與展示的功能。

二、Inventor的特征

特征是裝配模型和三維零件模型的基礎單元，Inventor的特征主要分為：零件特征、基礎特征、放置特征、草圖特征、定位特征。零件特征是指零件幾何數據和幾何造型的表達；定位特征是創建和坐標系相關聯的內容，例如：工作點、工作軸、工作面，分別對應幾何概念中的坐標原點，坐標軸、標平面；草圖特征是指首先創建草圖，再使用相關聯的特征建立功能，從而根據草圖生成實體。

三、在教學中的應用

Inventor三維設計在教學中的應用，可以有效加強學生實際工程的設計能力，可以強力促進機械制造專業的發展，可以大力培養高技能的創新型應用人才。以某學院基于三維設計實踐教學的模式為例。

1.AutoCAD和Inventor的無縫過渡。利用AutoCAD的兼容快捷功能、Inventor的可識別圖標、光標提示和設計環境，在基于三維設計的實踐能力培養中，可以實現AutoCAD和Inventor三維設計的無縫過渡。

2.Inventor以視覺語集加快建模速度。通過Inventor界面的視覺語集和設計要求對減速器三維模型進行創建，這樣可以有效促進學生完成課程設計，可以加快建模速度和節省建模時間，從而使學生有更多精力專注于創新設計。

3.通過動態模擬對工作原理進行體驗。學生在設計初期難以預先了解設計思維是否合理，而Inventor的運動約束功能可以通過對動態模擬的演示，使學生快速明白減速器的工作原理；利用Inventor的分析裝配約束，可以識別剛體和轉換仿真運動連接；利用Inventor草圖修改工具和草圖繪制中幾何約束的功能，可以使學生在裝配模型和創建零件之前，評估設計方案，并根據材質顏色完整表達設計思想。

4.提供全方位數字樣機的方案。利用Inventor Professional提供的設計工具，可以使學生創建精確度較高的三維數字樣機，同時對設計初期的設計裝配、外型、功能等進行驗證。另外，Inventor的應力分析和運動仿真功能可以幫助學生驗證和優化設計。由此可見，Inventor給學生提供良好的三維設計學習環境，可以有效加速學生設計思想的實踐過程，和提高學生創新設計的學習能力和課程設計的學習效率。

四、歐特克應用

學校通過歐特克技術產品與先進理念的展示與整合，教學和科研項目的實施，加強了老師技術研發、技術應用、技術咨詢、服務推廣等方面的能力；通過“歐特克應用開發實驗室”加強了學生實際的設計能力和促進了學院工程建筑與機械制造專業的發展。為了提升學生的設計能力和拓展學院的建筑教學，學院在歐特克應用實驗室下開發了“設計創意教學中心”和“建筑工程設計中心”。通過“設計創意教學中心”的實踐，學院的學習環境和企業文化都得到了有效改善。例如：歐特克技術的應用使學生可以對設計進行數字視覺化的渲染，這樣不僅節約了設計實踐的投入，還提高了課程設計教學的專業性。而學生的設計成果大大激發了學生的學習興趣和學習激情，使學生在技術服務、機械設計、營銷管理等內容學習上更有激情。另外，教學團隊也獲得了大量的科研成果，并在國家自然科學基金的項目方面發表了很多高品質和高質量的學術論文。

利用Inventor平臺實行信息化的教學設計，可以形成交互式的教學氛圍和數字化的教學資源，從而實現教育資源的共享和對教學設計具有針對性教學方法與信息化建設的教學理念，這樣不僅可以變革教學模式，還能加強教師的信息化素養和學生的主動學習能力。Inventor課程的教學中使用模塊化教學，教學內容主要有學生練習、課堂筆記、數據庫，建筑信息模型、數字原型樣機技術。通過Inventor的教學，為設計方法和設計工具的探索提供了研究平臺，為學生設計能力和思維能力的提升提供了鍛煉平臺。

“設計創意教學中心”匯集了多領域的專家和跨學科的教學方法探討機械，并在課程設計教學中全面使用Inventor三維設計的教學方案。目前，3D技術已經逐漸成為課程開發和學生學習的主要內容。每位學生要在規定的時間內完成項目設計，而歐特克方案可以使學生通過3D建模有效展示設計模型，并對模型進行視覺化渲染和零件變化的模擬分析，另外，通過歐特克3D設計課件和設計工具，學生可以在設計方案的探索中預測設計可行度。由此可見，3D技術不僅豐富了教學經驗還貼近了行業要求。由于歐特克實驗室提供了創新環境，而在基于創新環境下的課程設計教學中，老師可以模擬真實案例，學生可以進行小組合作，因此學生的制圖水平逐漸提高，制圖細節更加清晰，思想能力和評價能力更有科學性。

參考文獻：

[1]張憲立.基于Inventor三維設計在教學中的應用[J].機電產品開發與創新，2013，26（3）：174-175.[2]楊崇英，楊宏濤.基于Inventor的工程制圖教學方法的探索和研究[J].北京電力高等專科學校學報：自然科學版，2012，29.[3]王侃.用Inventor進行三維設計[J].計算機輔助設計與制造，2000，12.[4]唐明晰，鄭繼昌.Inventor在計算機輔助工業設計教學及科研中的應用[J].計算機應用，2000，S1.[5]邢艷秋.淺談三維CAD技術在機械設計中的應用[J].中國科技信息，2013（13）：102.DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2013.13.052.（作者單位：蘇州高等職業技術學校）

第四篇：在課堂教學中如何實現三維目標

在課堂教學中如何實現三維目標

用戶名：okjxf 作者：姜曉峰

現代課程理論和改革的基本理念是：能力發展是核心，知識、文化積累是基礎，情感態度養成是靈魂，是保證能力發展和知識、文化積累的必要條件。三者相互依存，相互促進。課程目標，都是從知識和能力，過程和方法，情感態度和價值觀這三個維度提出來的，三個維度相互滲透，融為一體，具有很強的整體性和立體感。那么，在課堂教學中如何實現三維目標，是當今教師必須研究的話題。

一、在學習的過程中實現三維目標。

當今的課堂教學應當成為學生自主、合作、探究學習的天地。“自主學習”是指學生在學習的過程中有較強的主體作用，能夠自我定向，自我選題，自我激勵，自我監控和自我評價。“合作學習”是指學生在學習的過程中，借助小組和團隊的力量，共同完成學習任務，更加有效地進行學習。“探究學習”是指學生在學習的過程中采用探究的方式，是一種在設定的情境下的探究，學生通過自主、獨立地選題、調查、收集資料，處理信息，交流材料，表達與交流等探索活動，獲得知識技能，發展情感與態度，培養探索精神和創新能力的學習方法和學習過程。自主、合作、探究三者相輔相成，水乳交融，有機結合。自主、合作、探究的學習方式都是以學生為中心，使學生成為學習和發展的主體。學生采取這樣的學習方式，在學習的過程中有情感的投入，能獲得有效的情感體驗，有利于學生良好的價值觀的形成。同時也發展了學生的能力，使知識、文化得到積累。

二、在指導的過程中實現三維目標。

新課程標準都是以學生的學為基礎提出來的，淡化了教師的主導地位。但是，在課堂教學的過程中，教師的指導仍然起著至關重要的作用，這種作用是通過學生的主體地位的確立和學生自主、合作、探究學習的效果體現出來的。布魯納認為：“學生是一個積極的探究者。教師的作用是創設一種能夠使學生獨立探索的情境，而不是提供現成的知識，學生不是被動的、消極的知識接受者，而是主動、積極的探索者。”課堂教學雖然應當成為學生自主、合作、探究學習的天地，但教師絕不是袖手的旁觀者。教師應當積極地指導學生的學習過程，采取適當的學習方法。并且教師應當成為學生學習的合作者，主動積極的參與學生的學習過程，在參與的基礎上指導。教師第一要利用有利于學生學習的因素，激發學生學習的內動力，讓每個學生都能體會到學習的樂趣。第二要千方百計拓展學生自主、合作、探究學習的空間。第三，適當組織專題性探究活動。

教師要注意在學生的能力和知識的基礎上，指導學生選擇適合自身發展需要的學習方法，在指導的過程中和指導的基礎上，激發學生的情感體驗，豐富學生的知識，發展學生的能力。

三、在實踐的過程中實現三維目標 課堂教學過程，不僅是學生學習的過程和教師生組織教學的過程，而且是學生實踐的過程。因此，教師要注意學生實踐能力的培養，并且在培養學生實踐能力的過程中，使三維目標得以實現。學生的實踐過程包括識字寫字、閱讀、寫作、口語交際、收集和處理信息、繪圖、計算、測量、制作等實踐活動。教師要注意重視學生的實踐活動，在實踐活動中培養實踐能力。由于學生的實踐活動都是自主、合作學習的過程，是掌握知識，培養能力的有效途徑，并且在實踐活動中學生的情感得到體驗和升華。

四、利用課程資源實現三維目標。

課程資源包括課堂教學資源和非課堂教學資源。課堂教學資源都是按照新課程標準、按照三維目標的要求設置的學習目標和學習任務。非課堂教學資源包括圖書、報紙、刊物、電視、電影、網絡環境、校園文化、社區風俗、文物古跡、自然景觀、人文精神、國際國內大事、學生的家庭生活和日常生活都是可供利用的課外學習資源。教師在引導學生開發和利用這些資源的時候，要指導學生采取適當的學習方式，注意個人的情感體驗，獲取知識和能力的發展。

五、在教學的過程中實現三維目標。

1、主體參與的有效化。在教學的過程中，教師要尊重學生的人格，尊重學生的個性差異。要學會贊賞學生，幫助學生樹立學習的興趣。培養學生選擇的能力和履行職責的能力，使學生有能力選擇學習的內容和學習方法，能夠勝任獨立學習以及合作學習中的自己的任務。教學要與學生的生活世界相聯系，激活學生的生活經驗，撥動學生的心弦，使學生的學習主體有效地參與學習的過程。

2、情感態度的個性化。學生是千差萬別的學習地主體，在具體的學習內容、學習過程、學習場景、學習范疇中，在個人的情感體驗上，也會是各不相同。教師要充分尊重學生的這種差異，并注意保護和開發學生獨特的個人情感體驗，讓個性化的情感體驗在學生的學習過程中，在教師的指導過程中得到豐富和發展。讓學生能夠對學習內容的思想感情傾向，能夠聯系文化背景作出自己的評價。對學習內容中感人的情境和人物形象，能夠說出自己的體驗。

3、目標任務的多樣化。對每個學生來講，他們各自的知識結構，人生經歷，生活閱歷，情感傾向，個性特色，學習習慣和學習方法等都存在差異，這些差異都直接或間接影響到學生學習的效果。所以，教師要能夠使課堂教學中要求學生所達到的目標任務多樣化。讓個人基礎不同的學生達到適合自己發展需要的目標要求。這樣，學生在達到自己的目標任務的前提下，也都能夠享受到學習成功的快樂，才會對學習充滿信心，才能更順利的進行更高層次的學習。

三維目標是相互聯系，相互滲透的整體，是一個完整的人在學習活動中實現素質建構的三個側面。因此，課堂教學應該全面關注三維目標，并將它整合于統一的教學活動過程之中。

教學案例分析

一、課程設計

在上勻速圓周運動第1節勻速圓周運動快慢的描述。這是一節概念課，內容多且抽象，不好上。如果按照傳統的上法，將是一節乏味的概念課。新課程將這一節課的內容作了一些整合，首先在導入過程運用在南極附近通過慢速暴光得到的星空照片和游樂場的過山車，說明了身邊的圓周運動，接著通過運用較多的實驗器材配合概念教學，既增強了學生對概念的理解，又增加了課堂的情趣。我在處理這一節內容時，除了根據教材要求，運用“過山車模型”替代游樂場的過山車導入外，還視實驗室的具體情況采用其他的替代實驗進行演示。但我認為采用教材的導入還不夠，若能增加“水流星”的實驗導入將會引起學生更大的興趣。如果真是這樣的話，那么這節課將成功一半。基于這樣的想法，我在設計時就將“水流星”的實驗增加到導入過程里了。

二、教學過程

上課時，我按照設計好的順序，首先引導學生觀看在南極附近通過慢速暴光得到的星空照片，體會地球的圓周運動，接著通過 “過山車模型”說明了游樂場過山車的圓周運動。我發現學生的好奇心開始被激發起來，但還沒有達到高潮。這時我拿出了自制的“水流星”裝置問：“哪位同學上來表演水流星？”，在大家的推舉下，湯新奇同學大膽地走上講臺，在沒有任何指點的情況下表演了“水流星”。由于缺乏經驗，湯新奇同學在收回“水流星”裝置時，不小心將“水流星”中的水灑了一半到地上，引起了同學們的一陣笑聲。湯新奇同學有些不好意思，有退縮的表現。這時我鼓勵湯新奇同學要大膽表現自己，要勇于克服困難。在我的指導下，湯新奇同學將“水流星”裝置重新裝滿水，再次進行了表演。這次表演“水流星”中的水灑了一點點到地上，只引起同學們輕微的嘆息聲。接著，我將“水流星”從湯新奇同學的手中接過來親自表演，并將有關方法向同學們闡述清楚。當表演即將結束時，我照著“水流星”的慣性順勢一帶，“水流星”便穩穩當當地停了下來，一滴水都沒掉出來。表演獲得了圓滿成功，全體同學報以熱烈的掌聲，課堂氣氛達到了高潮，同學們的注意力完全被吸引到課程內容上。接下來可想而知，整堂課上得非常活。

三、反思與評價

我對這一堂課有兩個想不到，第一個想不到的是我在導入過程增設 “水流星”的實驗，原本是要增加一些課堂氣氛，沒想到課堂氣氛會那么熱烈。第二個想不到的是原本很枯燥的概念課會上得那么活。

新課程提出 “知識與技能”，即學習物理的概念、定律、模型、理論及實驗技能等，認識物理科學對社會的影響；“過程與方法”，即經歷科學探究的過程，動手實驗，學習科學方法，體會科學思想，形成自主學習的能力；“情感態度與價值觀”，即培養學習物理的興趣與激情，感受自然的和諧與奇妙，領悟其中的意義，養成科學精神與科學態度的“三維目標”，在“三維目標”中必須以“知識與技能”為載體，重視“過程與方法”的體驗，關注“情感態度與價值觀”的熏陶。

為了在課堂教學中順利地實現三維目標，必須首先要創設問題情境，為教學問題創造良好的教學氛圍，這樣可以引起學生對教學內容的興趣，激發學生的求知欲望，為達成課程目標打下基礎，為教學活動的順利開展創造條件。從本次公開課的導入所產生的效應可以看出新課程理念下創設問題情境的重要性。

第五篇：淺談三維CAD技術在教學和設計中的應用

淺談三維CAD技術在教學和設計中的應用

湖南省勞動人事學校張志明

摘要：CAD技術是先進制造技術的重要組成部分，是計算機技術在工程設計、機械制造等領域中最有影響的一項高新應用技術。CAD系統的發展和應用使傳統的產品設計方法與生產模式發生了深刻的變化，已經產生、必然繼續產生巨大的社會經濟效益。

關鍵詞：三維CAD技術；設計和生產的一體化；教學與設計

現代化教學和技術創新是21世紀職業學校和企業競爭的焦點之所在，而產品創新既是技術創新的主要組成部分，也是技術創新的物化成果和集中體現，同時現代設計技術是實現產品創新的關鍵。

一、CAD技術的發展趨勢

了解CAD技術的發展趨勢對推廣應用技術是十分重要的，有利于CAD方案設計、選型適應技術發展的需要。總的來說，CAD技術的發展趨勢有以下幾方面：

(1)基于32/64位微機的Windows操作系統平臺的CAD系統倍受歡迎，象Pro/E、I-DEAS等運行于工作站的軟件也紛紛推出微機版。

(2)二維繪圖與三維實體建模一體化，基于特征的參數化設計軟件應當是CAD系統的主要功能要求。同時要求CAD與CAPP、CAM、CAE信息集成，提供符合IGES、STEP標準的產品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技術解決方案是當前CAD軟件的一個重要特點，也就是要求CAD軟件能在網絡環境下支持協同設計、異地設計和信息共享。

(4)支持并行設計的產品數字管理(PDM)一體化集成。

(5)CAD系統的智能化、可視化和標準化。

二、現代化教學已充分認識到多媒體教學的優勢，并使之廣泛應用，而三維CAD技術對教學也有很大的幫助

1、在教學很多課程需要實物模型幫助學生理解教學內容，而傳統的教學方式是利用實物或者教師自制簡單模型。存在的問題是實物攜帶困難，根據教學需要更改模型的可操作性也不大，自制模型簡單，缺少變化，并且要花費教師的很多時間，沒有經驗的年輕教師完成這項工作也有困難。如果沒有模型，僅僅依靠講解，這樣要想把一個立體結構講清楚又是很困難的事情，對于缺少對實物感官認識的學生理解沒有模型的講解不是一個簡單的事情，這個過程很容易出現偏差。

2、教學中存在的另一個問題是傳統的教學模型更新換代的速度慢，而幾十年不變的教學模型已不能滿足教學和科技時代不斷進步的需要，傳統教學模型基本上不能夠修改，更換時的問題是新模型或實物成本高，舊模型基本沒有再利用的價值。

3、三維CAD技術在教學中的應用完全可以避免傳統教具的缺點，它在具有實物教具直觀，容易理解的優點的同時，克服了傳統教具的不足，避免了攜帶困難，模型修改方便，添加新模型的成本低（計算機建模），學生根據自己的理解也可自己和建立新模型，達到降低教學成本，提高教學質量的目的。另一方面，使學生在學習階段就能不斷了解新技術，也為之將來走向社會打下良好的基礎。

三、三維CAD設計的技術基礎

1、設計手段的計算機化。現代設計技術已離不開計算機的參與和支持，計算機已成為現代設計技術的必備工具，這一點已經被現代企業、學校在計算機應用的實際情況所證實。三維CAD技術正是充分發揮計算機優勢的有力工具。

2、設計范疇的擴大化。現代產品設計概念已不僅是產品本身結構、性能、工藝等的設計，還應包括與之相關的一切過程。而三維CAD技術是現代設計的基礎，能夠為后續的CAE（計算機輔助分析系統）；CAM（計算機輔助制造系統）；NCP（數控編程系統）；PDM（產品數據管理系統）等提供完整統一的產品數據信息，大大地簡化后續工作，優化整個設計過程。

3、設計過程的并行化和智能化。局域網和INTERNET的普及，已使絕大多數人認識到，網絡將是二十一世紀發展的首選工具。一個大中

型產品的設計不是一個人或少數幾個人就能夠完成的，而網絡將這種設計任務的并行性的可能性大大提高。三維CAD技術使得設計人員之間的交流更容易，減少了交流過程中的不必要錯誤，網絡交流更直觀。

（1）設計和生產的一體化。計算機技術在設計中的應用已從以往的計算、繪圖和制造發展到當今的三維建模、虛擬制造、智能設計及CAD／CAE／CAM集成階段。三維參數化設計軟件作為當今最先進的CAD軟件，在發達國家與工程設計有關的各個領域中得到廣泛應用。比如：美國福特公司為迎接21世紀而制定的革命性的技術發展計劃《FORD2000》，應用三維CAD技術后將新型汽車開發周期從18個月壓縮到12個月，減少了90％的實物模型，減少新產品的設計更改50％以上，減少新汽車試制成本50％，提高投資收益30％。波音公司新一代777客機生產中實現了“無圖紙設計”，其先進的CAD／CAM技術，走在了全世界的前面。

（2）強調顧客參與化。新世紀需求的產品內涵是一組能滿足消費需求的理解，需求是產品存在和發展的先決條件。那么一個優秀的產品設計應充分考慮消費者的意見，應盡力讓消費者參與到設計中來，這樣就必須讓消費者充分理解設計者的設計意圖，而一個消費者大多數不具備理解產品圖紙的專業知識，這時設計的直觀性就顯得非常重要。

（3）追求產品的精神功能和環保性。這一點是在設計者思想重視的同時，依靠設計能力的和設計質量的提高來保證的。

（4）分行業進行基礎件、標準通用件的二維和三維建庫工作。目前，二維建庫的工作已較成熟，三維實體設計是發展方向，二維與三維相互結合應是國內企業應用CAD的一種模式。

四、對CAD應用人才的培養

CAD技術成功應用的關鍵在于人才。企業應首先注意加強CAD技術應用人才的培養。企業人才培養的重點是應用好軟件，解決實際問題。高等院校和科研單位的人才重點是開發。一般來說，中小型企業自己培養CAD技術的開發人才是不適宜的。應走合作開發應用的道路。

現代三維CAD技術正逐步走向成熟，微機平臺技術也已開始在實踐中發揮作用，并且以其對硬件要求不高，操作簡便，容易上手，價格較

低（國產“金銀花“MDA系統價格已低于￥5000）等優點，已被學校和中小型企業接受，希望這種技術能夠為學校和企業帶來效益，提高學校和企業的整體設計能力，在二十一世紀的技術創新中發揮作用。

[參考文獻]

[1] 路清獻AUTOCAD2004教程電子工業出版社，2006.[2] 張小寧深化推廣應用CAD技術存在的問題郵電出版社，2003.作者簡介：張志明、執教于湖南省勞動人事學校（湖南技師學院），中專高講、省級專業帶頭人、國家級骨干教師、赴德進修教師。研究方向：機械制造、設計、模具及數控。