時間：2022-04-03 14:39:48
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機輔助，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
本書是一部關(guān)于計算機輔助生物制造領(lǐng)域前沿技術(shù)和工藝的論文集，由WileyBlackwell出版的頂尖的雜志上精心挑選的論文組成。讀者通過該書能夠從本質(zhì)上理解當今的計算機輔助生物制造的技術(shù)和工藝。
計算機輔助生物制造，也稱為快速原型法、分層制造或自由形態(tài)固體制造，是一門新技術(shù)，包括三維可累加的逐層制造技術(shù)，結(jié)合添加劑材料的選擇，可制造出具有生物特性的結(jié)構(gòu)，這種技術(shù)充分運用了計算機輔助設計系統(tǒng)。計算機輔助生物制造誕生于20世紀后期，由幾個研究組獨立研究發(fā)展而來，包括三維系統(tǒng)公司、Stratsys公司、MIT和德州大學Austin分校。在計算機輔助生物制造中，計算機輔助設計的表面被轉(zhuǎn)化為一系列的多邊形逼近（稱為鑲嵌技術(shù)）并且切分成一系列的橫截面。計算機輔助生物制造分為直接型和間接型兩種。直接型方法包括固態(tài)、液態(tài)和粉末狀的輔助添加材料；間接型方法包括用計算機處理可用于計算機生物制造的模型或模具，例如計算機輔助生物制造方法可以用于創(chuàng)建用于熔模鑄造、砂型鑄造或注塑成型的結(jié)構(gòu)。間接型方法與直接型方法相比，優(yōu)勢在于在結(jié)構(gòu)最終成型之前可以節(jié)省具有某些化學的、腐蝕性的、生物的和機械的特性的材料，因為這些材料并不需要在計算機輔助生物制造中出現(xiàn)。本書旨在闡述最近由計算機輔助生物制造技術(shù)所制造的大量醫(yī)療設備所投入的技術(shù)，包括病人特制義肢，微型結(jié)構(gòu)醫(yī)療設備，人造組織等。計算機輔助生物制造在未來10年將在醫(yī)療護理方面發(fā)揮更大的作用，它將主導著生物和醫(yī)療設備的結(jié)構(gòu)設計制造。
本書內(nèi)容共有14章：1.計算機輔助生物制造：導論；2.多尺度骨頭診斷的計算機系統(tǒng)：二維微觀尺度的有限元分析系統(tǒng)；3.基于淀粉的分層纖維支架結(jié)構(gòu)在骨組織工程中的應用；4.快速原型法制作三維支架的細菌和應用白念珠菌粘附技術(shù)制造骨頭更替材料；5.生物黏合劑的噴墨式打印技術(shù)；6.羥基磷灰石造骨細胞復合的激光細微加工；7.雙光子聚會物與陶瓷混合材料在皮膚滲透型藥物研制中的應用；8.生物陶瓷藥物釋放體在三維粉末印刷期間的生物活性的同時穩(wěn)定性；9.選擇性激光熔化工藝制造鈦椎間融合器的拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化和機械進化過程；10.CT攝像機監(jiān)控電流刺激切除神經(jīng)的退化肌肉的生長情況和由電流刺激誘導的組織結(jié)構(gòu)改變及其立體平版的三維建模；11.燒蝕鼻子腫瘤手術(shù)后利用計算機輔助設計（CAD）-計算機輔助制造（CAM）技術(shù)構(gòu)造臨時假鼻體：一個試驗案例的報道；12.個人預制的重構(gòu)上顎骨假體；13.快速原型法教學模型在胎兒畸形研究中的應用；14.骨架材料通過CT掃描的非入侵性考古和三維結(jié)構(gòu)重建。
本書適合計算機生物輔助設計、生物醫(yī)療設備設計、醫(yī)療護理等領(lǐng)域相關(guān)研究人員閱讀。
陳濤，
博士生
（中國傳媒大學理學院）
Chen Tao，Doctoral Candidate
（School of Science，Communication University of China）
關(guān)鍵詞:CADCAMCAX應用
一．前言
隨著計算機技術(shù)的迅速普及，計算機的應用已滲透到人們生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)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(zhì)量管理統(tǒng)稱為CAX即計算機輔助技術(shù)，已為廣大工程技術(shù)人員所熟悉，CAX的應用水平不僅是衡量企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、設計、制造能力和技術(shù)先進性的重要標志，更進一步影響著企業(yè)在激烈的市場競爭中的生存空間和發(fā)展?jié)摿Α?/p>
對于許多企業(yè)和工程技術(shù)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(xiàn)的"甩圖板"固然是推動計算機輔助技術(shù)在工程技術(shù)開發(fā)領(lǐng)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(chǎn)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(shù)含量上，還是在預期經(jīng)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(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，乃至全系統(tǒng)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(guī)劃、軟件選型、人員培訓、應用推廣等問題．
二、企業(yè)級"CAX"應用整體規(guī)劃
凡事預則立，不預則廢。CAX應用亦然。首要重點就是企業(yè)級的整體規(guī)劃，具體而言，包括時間、空間兩個方面。
在時間范疇上，企業(yè)CAX的應用、深化作為一項系統(tǒng)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(chǎn)實際，結(jié)合企業(yè)發(fā)展大計，制定長期戰(zhàn)略，長計劃短安排，從CAD。CAM、PDM等系統(tǒng)的初步建立，逐步完善，到全面集成系統(tǒng)管理，步步為營，并依據(jù)各階段計劃落實情況和企業(yè)發(fā)展變化對計劃進行適當?shù)男拚?/p>
在空間范疇上，由于產(chǎn)品設計開發(fā)部門、工藝設計部門乃至車間級工藝人員都是CAX企業(yè)應用的主體，故整體規(guī)劃工作必須立足現(xiàn)實情況，針對不同層次的應用部門，人員定位作出不同規(guī)劃。例如：設計開發(fā)部門考慮配備高、中端CAD/CAM集成系統(tǒng)（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(tǒng)間數(shù)據(jù)、檔案應確定交換通暢，各系統(tǒng)無虛連接；
2.不論高、中、低端系統(tǒng)，也不論開發(fā)級規(guī)劃、車間級安排都應預先考慮對將來的入企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM的軌道是否會產(chǎn)生副面效應。
這里可舉軟件系統(tǒng)組合范例如下：
1、某模具廠，開發(fā)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(yè)長期使用AutoCAD，規(guī)劃設計部門以MDT為開發(fā)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(shù)的突飛猛進和CAX市場日益擴大，基于各種運行平臺、技術(shù)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(jīng)濟效益為核心的企業(yè)而言，只有最適合于自身產(chǎn)品開發(fā)的軟件才是最有價值的，因此，選型必須立足于自身產(chǎn)品，離開這一基本點，任軟件技術(shù)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(chǎn)品，需求定位
對軟件的選型應切合實際，根據(jù)自身產(chǎn)品的特點、復雜程度、企業(yè)內(nèi)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(chǎn)品廠而言，其CAX系統(tǒng)只要定位于產(chǎn)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(tǒng)，通常還應具備從頂向下的設計功能；對于產(chǎn)品呈系列化、改型頻繁的企業(yè)而言，對CAD系統(tǒng)的迫切要求則首先是具備強大參數(shù)化功能，甚至要求裝配的參數(shù)化，此外，造型（Modeling）--裝配（Assembly）--繪圖（Drafting）的全相關(guān)也是一個重點；對于注塑模生產(chǎn)廠家而言，模具型腔常有復雜曲面，且企業(yè)自行擁有數(shù)控銑床或加工中心，則在配備具有優(yōu)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(shù)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(tǒng)，當然，一個CAD/CAM/CAE一體的高端系統(tǒng)也可能是理想之選；又如某些企業(yè)產(chǎn)品在鈑金，管路上有所側(cè)重，他們對CAX的要求又迥然不同。
因而，任何一個CAD系統(tǒng)都不是全能的，針對不同產(chǎn)品和不同企業(yè)，不同單位要求不同，軟件選型考察側(cè)重點必然不同，因此，具體選型開始務必立足產(chǎn)品，明確：什么樣的系統(tǒng)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(diào)查，對軟件功能、技術(shù)優(yōu)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(yè)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(yè)院校、研究機構(gòu)、行業(yè)協(xié)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(zhàn)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(shù)人員現(xiàn)場介紹，都有助于對有關(guān)軟件的認識。除此外，咨詢專業(yè)人士、考察軟件用戶、參觀兄弟企業(yè)均對選型大有裨益。
由于選型之初已明確要求，經(jīng)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(shù)優(yōu)勢或運行環(huán)境上有所區(qū)別，但對企業(yè)需求均有可能較好滿足。
通常，許多企業(yè)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(tǒng)：ProEngineer、Unigraphics、I_DEAS等模塊化集成。
3.3.現(xiàn)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(yè)做現(xiàn)場測評，對各種方案的軟件功能進行詳細比較，以企業(yè)典型產(chǎn)品和復雜產(chǎn)品為案例，重點考慮以下因素：
a、技術(shù)功能指標：造型核心，組件技術(shù)，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(zhuǎn)換接口、二次開發(fā)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(shù)支持、版本更新、疑難解答，包含軟件商的發(fā)展能力。
通過綜合評價，軟件最終定型。
四、人員培訓
人才是企業(yè)的秘密武器，企業(yè)間的競爭，實質(zhì)上人才的競爭。同樣CAD/CAM系統(tǒng)的運用，人才是關(guān)鍵，只有具有高度事業(yè)心和相當技術(shù)素質(zhì)的人才，才能把CAX系統(tǒng)的性能充分發(fā)揮出來，為企業(yè)創(chuàng)造效益。
CAX技術(shù)是集計算機科學和工程學科相結(jié)合的綜合性學科，因此，該系統(tǒng)應用人員也應是具有計算機應用和工程專業(yè)知識相結(jié)合的綜合性人才，只有重視人才的培訓和知識更新，才能更好地適應日益發(fā)展的CAX技術(shù)的需要。人員培訓應由企業(yè)、軟件商、高等院校及科研院所等單位來承擔。
關(guān)鍵詞：計算機應用; 裝配規(guī)劃; 綜述; 虛擬現(xiàn)實; 軟計算; 協(xié)同裝配
裝配是產(chǎn)品生命周期的重要環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的主要過程。畢業(yè)論文 裝配成本占產(chǎn)品制造成本40%～50%，裝配自動化一直是制造自動化中的瓶頸問題。裝配規(guī)劃是在給定產(chǎn)品與相關(guān)制造資源的完整描述前提下，得到產(chǎn)品詳細的裝配方案的過程，對指導產(chǎn)品可裝配性設計、提高產(chǎn)品裝配質(zhì)量和降低裝配成本具有重要意義。產(chǎn)品的裝配規(guī)劃通常需要得到零部件的裝配序列、裝配路徑、使用的工裝夾具和裝配時間等內(nèi)容[1]~[3]。
較早的傳統(tǒng)裝配規(guī)劃采用人工方式，工藝人員根據(jù)設計圖紙和技術(shù)文檔，通過分析產(chǎn)品裝配圖中零件的幾何形狀和位置關(guān)系，必要時再和設計人員進行討論，進一步明確設計者的真正意圖，利用自己的經(jīng)驗和知識規(guī)劃出產(chǎn)品的裝配方案。這種方法工作量大、效率低，且難于保證裝配方案的經(jīng)濟性。
隨著計算機集成制造CIMS 和并行工程CE技術(shù)的發(fā)展和應用，一方面對裝配相關(guān)的設計技術(shù)提出了計算機化的要求，以提高和產(chǎn)品開發(fā)過程中其他環(huán)節(jié)的集成化程度。另一方面要求裝配方案的優(yōu)化以降低成本和縮短規(guī)劃時間以加快產(chǎn)品開發(fā)進程。受“需求牽引”和“技術(shù)推動”兩方面的影響，80 年代初，出現(xiàn)了對計算機輔助裝配規(guī)劃(Computer Aided Assembly Planning，CAAP)技術(shù)的研究。到目前為止，CAAP 經(jīng)歷了幾個不同的發(fā)展階段，出現(xiàn)了4 種代表性的方法，按照出現(xiàn)的時間順序及方法的特點，筆者將其歸結(jié)為經(jīng)典裝配規(guī)劃方法、虛擬裝配規(guī)劃方法、裝配規(guī)劃軟計算方法和協(xié)同裝配規(guī)劃方法。
1 經(jīng)典裝配規(guī)劃方法
早期CAAP 的研究側(cè)重于裝配序列的規(guī)劃，以產(chǎn)品CAD 裝配模型為基礎，碩士論文 一般采用幾何推理的方法，通過產(chǎn)品裝配建模、裝配序列推理和表達以及裝配序列評價和選擇為產(chǎn)品面向裝配的設計和裝配工藝規(guī)劃提供指導和支持，其過程通常如圖1 所示。
1.1產(chǎn)品裝配建模
產(chǎn)品裝配模型是裝配規(guī)劃的基礎，為裝配規(guī)劃提供裝配體和零部件的相關(guān)信息。常用的裝配信息表達模型可分為圖模型和矩陣模型。法國學者Bourjauct 提出了聯(lián)系圖模型[4]，將零件之間的物理接觸關(guān)系定義為聯(lián)系即裝配關(guān)系，圖中的節(jié)點對應零件，邊表示所連接的零件間至少有一種裝配關(guān)系。關(guān)系模型[5]進一步區(qū)分了零件之間的接觸關(guān)系和聯(lián)接關(guān)系，圖中包含3 種實體類型：零件、接觸和聯(lián)接，邊表達了實體間的關(guān)系。產(chǎn)品等級裝配模型[6]將裝配體看成具有層次結(jié)構(gòu)性，即裝配體可以分解為子裝配體，子裝配體又可分解為下級子裝配體和零件的集合，以此表達產(chǎn)品的裝配組成。
矩陣比圖易于計算機表達和實現(xiàn)。Dini 和Santochi[7]利用干涉矩陣、接觸矩陣和連接矩陣表達產(chǎn)品，干涉矩陣描述了零部件間沿坐標軸方向裝配時相互間的干涉情況，接觸矩陣描述了零部件間的物理接觸狀態(tài)，連接矩陣描述了零部件間的連接類型。為減少矩陣的數(shù)量，Huang[8]等把6個干涉矩陣合并為一個拆卸矩陣，集成的表達零部件間沿坐標軸方向的干涉情況。
1.2裝配序列推理和表達
基于聯(lián)系圖模型，Bourjauct 采用人機交互“問答式”方法獲取裝配優(yōu)先約束關(guān)系[4]，醫(yī)學論文 隨后De Fazio 和Whitney[9]，Baldwin[10]等人的工作進一步較少了需要由用戶回答問題的數(shù)量，然后通過對裝配優(yōu)約束關(guān)系進行推理得到聯(lián)絡建立優(yōu)先關(guān)系的層次模型表達產(chǎn)品的裝配序列。
“割集”法是基于拆卸策略的裝配規(guī)劃中通常采用的圖論算法。Homem de Mell 和Sanderson[5]通過對產(chǎn)品聯(lián)接圖進行縮并，利用“割集”算法對聯(lián)接圖進行循環(huán)分解，生成所有可能的子裝配體，直到不可再分。并提出了裝配序列的AND/OR 圖表達方法，圖中的節(jié)點對應裝配過程中的子裝配體或零件，超弧表達將子裝配體或零件聯(lián)接在一起形成更大子裝配體的裝配操作。因為“割集”算法的計算復雜性為O(3N) (N為零件個數(shù))，因此，對于復雜產(chǎn)品的裝配順序規(guī)劃存在指數(shù)爆炸問題，這是難以讓人接受的。
1.3裝配序列評價和選擇
裝配序列的選擇對裝配線設計、裝配成本、裝配設備選擇有很大影響，職稱論文 而評價是選擇的基礎。裝配序列的評價可分為定性和定量兩方面因素[11]~[13]，定性因素主要考慮的有裝配方向換向的頻度、子裝配體的穩(wěn)定性和安全性、裝配操作任務間的并行性、子裝配體的結(jié)合性和模塊性、緊固件的裝配、零件的聚合等。定量因素主要考慮的有整個裝配時間 (包括子裝配體的操作時間、運輸時間等 )、整個裝配成本 (包括勞動成本、夾緊和加工成本 )、產(chǎn)品在裝配中再定位的次數(shù)、夾具的數(shù)目、操作者的數(shù)目、機器人手爪的數(shù)目、工作臺的數(shù)目等。
更多的經(jīng)典裝配規(guī)劃方法研究文獻可以參見Texas A&M 大學Wolter 教授的“Assembly Planning Bibliography”[14]，其中收集了自1980年起近15 年經(jīng)典裝配規(guī)劃方法的相關(guān)研究。經(jīng)典方法一般表達出全部的序列解空間，這使它可能從中找出最優(yōu)的裝配序列，但隨著產(chǎn)品中零件數(shù)量的增加，解空間的組合爆炸給序列的存儲、選優(yōu)帶來極大困難；且序列的幾何推理方法不易融入人類的裝配知識，難免產(chǎn)生眾多幾何可行但工藝不可行的序列結(jié)果。
2虛擬裝配規(guī)劃方法
虛擬現(xiàn)實技術(shù)為裝配規(guī)劃的“人－機”協(xié)同工作提供了契機。虛擬裝配是指由操作者通過數(shù)據(jù)手套和三維立體顯示設備直接三維操作虛擬零部件來模擬裝配/拆卸過程，無需產(chǎn)品或支撐過程的物理實現(xiàn)，通過分析、先驗模型、可視化和數(shù)據(jù)表達等手段，利用計算機工具來安排或輔助與裝配有關(guān)的工程決策[15]。虛擬裝配過程中，人機可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，即人通過直覺/裝配經(jīng)驗和知識決定產(chǎn)品的裝配過程，但不能精確地判斷當前所有可能裝配的零件，也不太可能準確判定裝配某一零件后裝配體的穩(wěn)定性等因素，而通過一定算法和規(guī)則實現(xiàn)的機器智能剛好彌補人的不足。虛擬裝配方法得到的不僅僅是零件的順序，還可以包括零件路徑、裝配工具、夾具和工作臺等信息。圖2 為虛擬裝配規(guī)劃的工作步驟。
國外虛擬裝配規(guī)劃的研究以沉浸式虛擬裝配環(huán)境VADE[16]， [17](Virtual Assembly DesignEnvironment)為代表，英語論文 通過建立一個裝配規(guī)劃和評價的虛擬環(huán)境來探索運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行設計、制造的潛在技術(shù)可能性，為機械系統(tǒng)裝配體的規(guī)劃、評價和驗證提供支持。在虛擬環(huán)境中，利用提取并導入的CAD 系統(tǒng)產(chǎn)生的裝配約束信息引導裝配過程；通過引入了質(zhì)量、慣性和加速度等物理屬性，基于物理特性進行裝配建模，逼真地模擬真實裝配環(huán)境；支持雙手的靈活裝配和操作；記錄虛擬裝配過程中產(chǎn)生的掃體積和路徑信息并可進行編輯；建立了工具/零件/人相互作用模型，支持裝配工具在虛擬裝配環(huán)境中的運用。
國內(nèi)管強等[18]將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與面向裝配設計的理論相結(jié)合，建立了一個虛擬環(huán)境下的面
向裝配設計系統(tǒng)（VirDFA）。萬華根等[19]建立了一個具有多通道界面的虛擬設計與虛擬裝配系統(tǒng)（VDVAS），通過直接三維操作和語音命令方便地對零件進行交互拆裝以建立零件的裝配順序和裝配路徑等裝配信息。在面向過程與歷史的虛擬設計與裝配環(huán)境（VIRDAS）中，張樹有等[20]通過識別裝配關(guān)系進行裝配運動的導航，實現(xiàn)虛擬拆卸/裝配順序規(guī)劃、虛擬裝配分析。從集成的觀點出發(fā)，姚珺等[21]提出面向產(chǎn)品設計全過程的虛擬裝配體系結(jié)構(gòu)，從方案設計、結(jié)構(gòu)設計和裝配工藝設計3 個層次上分階段地對產(chǎn)品可裝配性進行分析與評價。田豐等[22]提出一個面向虛擬裝配的三維交互平臺（VAT），簡化了虛擬裝配應用系統(tǒng)的構(gòu)造，便于應用的快速生成。
應用虛擬現(xiàn)實環(huán)境開展裝配規(guī)劃，提供了一種新的思路和工具。但是，虛擬環(huán)境的構(gòu)建需要較大資金的軟硬件投入，另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)本身（如圖形的高速刷新）及其相關(guān)硬件技術(shù)（如力觸覺設備）的不成熟使得虛擬裝配的研究仍處于探索階段。
3 裝配規(guī)劃軟計算方法
1994 年，Zadeh 教授將模糊邏輯與智能技術(shù)結(jié)合起來，提出了軟計算方法（soft computing）[23]。軟計算以模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡和概率推理為基礎，不追求問題的精確解，以近似性和不確定性為主要特征，所得到的是精確或不精確問題的近似解。為避免組合爆炸同時又能得到較優(yōu)的裝配規(guī)劃方案，近來，基于建模、表達和尋優(yōu)一體化的裝配規(guī)劃軟計算方法得到廣泛關(guān)注。
3.1 裝配規(guī)劃神經(jīng)網(wǎng)絡方法
神經(jīng)網(wǎng)絡是模擬人類形象思維的一種人工智能方法，它是由大量神經(jīng)元廣泛互連而成的復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)，留學生論文 單一神經(jīng)元可以有許多輸入、輸出，神經(jīng)元之間的相互作用通過連接的權(quán)值體現(xiàn)，神經(jīng)元的輸出是其輸入的函數(shù)。若將優(yōu)化計算問題的目標函數(shù)與網(wǎng)絡某種狀態(tài)函數(shù)(通常稱網(wǎng)絡能量函數(shù))對應起來，網(wǎng)絡動態(tài)向能量函數(shù)極小值方向移動的過程就可視作優(yōu)化問題的求解過程，穩(wěn)態(tài)點則是優(yōu)化問題的局部或全局最優(yōu)解。
轉(zhuǎn)貼于 Hong 和Cho[24]用于機器人裝配順序優(yōu)化的Hopfiled 神經(jīng)網(wǎng)絡中，考慮裝配約束、子裝配體穩(wěn)定性和裝配方向改變等因素建立網(wǎng)絡的能量方程，基于優(yōu)先約束推理和專家系統(tǒng)提供的裝配成本驅(qū)動網(wǎng)絡的進化方程得到優(yōu)化的序列。但由于神經(jīng)網(wǎng)絡缺乏全局搜索能力，計算結(jié)果顯示，該方法容易產(chǎn)生不優(yōu)化的裝配順序，且常常只能得到一個局部最優(yōu)的裝配序列。另外，參數(shù)選擇和初始條件對網(wǎng)絡的靈敏度影響大；神經(jīng)網(wǎng)絡在應用前須進行訓練，而訓練時要由專家提供較多可行的順序作為樣本。而樣本可能是針對某種類型的產(chǎn)品，對其它類型的產(chǎn)品則不一定適用，該方法的應用范圍窄。
3.2 裝配規(guī)劃模擬退火算法
模擬退火算法源于固體退火思想，將一個優(yōu)化問題比擬成一個熱力學系統(tǒng)，將目標函數(shù)比擬為系統(tǒng)的能量，將優(yōu)化求解過程比擬成系統(tǒng)逐步降溫以達到最低能量狀態(tài)的退火過程，通過模擬固體的退火過程獲得優(yōu)化問題的全局最優(yōu)解。
Saeid 等[25]利用模擬退火算法進行裝配序列規(guī)劃時，根據(jù)產(chǎn)品裝配模型獲得裝配優(yōu)先關(guān)系，將裝配過程總裝配時間和重定向次數(shù)運用多屬性應用理論組合成單一目標函數(shù)，作為裝配序列優(yōu)化的評價函數(shù)。Hong 和Cho[26]將裝配約束和裝配過程的成本映射為裝配序列能量函數(shù)，利用模擬退火算法使裝配序列能量函數(shù)擾動地逐步減小，經(jīng)過多次迭代，直到能量函數(shù)不再變化為止，最后得到具有最小裝配成本的裝配序列。作者將該方法應用到一個電子繼電器裝配體上，并將其性能與利用神經(jīng)網(wǎng)絡[24]的裝配規(guī)劃方法進行了比較，結(jié)果顯示基于模擬退火的裝配序列優(yōu)化方法可以產(chǎn)生較好的裝配序列并且在運算時間上優(yōu)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法。
模擬退火算法具有較強的局部搜索能力，并能使搜索過程避免陷入局部最優(yōu)，但模擬退火算法對整個搜索空間的狀況了解不多，不能使搜索過程進入最有希望的搜索區(qū)域，從而使得算法的運算效率不高。
3.3 裝配規(guī)劃遺傳算法
在眾多軟計算方法中，遺傳算法得到了眾多研究者的重視。工作總結(jié) 遺傳算法是模仿生物自然選擇和遺傳機制的隨機搜索算法，它將問題的可能解組成種群，將每一個可能的解看作種群的個體，從一組隨機給定的初始種群開始，持續(xù)在整個種群空間內(nèi)隨機搜索，按照一定的評估策略即適應度函數(shù)對每一個體進行評價，不斷通過復制、交叉、變異等遺傳算子的作用，使種群在適應度函數(shù)的約束下不斷進化，算法終止時得到最優(yōu)/次最優(yōu)的問題解。圖3 為裝配規(guī)劃遺傳算法的一般流程。
裝配規(guī)劃遺傳算法的研究重點集中于設計裝配序列的基因編碼方式以包含更多的裝配過程信息、設計基因操作的形式和改進遺傳算法的局部搜索能力上。Lazzerini 等[27]的分段編碼遺傳算法中，將染色體分為3 段編碼，第1 段表示參與裝配的零件編號，第2 段表示零件的可行裝配方向，第3 段表示裝配工具，從而使染色體包含了部分工藝信息。為了提高算法的性能，文中將裝配體分解為子裝配體進行裝配，減少了參加裝配序列規(guī)劃的零件數(shù)目；Guan 等[28]采用基因團編碼方式，一個基因團表達一個零件的裝配操作，由被裝配零件號裝配元、裝配工具裝配元、裝配方向裝配元和裝配類型裝配元組成。在擴大采樣空間選擇下一代種群的基礎上，通過交叉和多層次變異實現(xiàn)裝配序列并行優(yōu)化。廖小云和陳湘鳳[29]在裝配序列規(guī)劃遺傳算法中設計了復制、交叉、變異、剪貼和斷連5 種遺傳算子尋找裝配序列優(yōu)化解。在Smith 等[30]的增強型遺傳算法中，選擇下一代個體并不完全依靠適應度，而是先把一定數(shù)量較優(yōu)的個體復制到下一代，將適應度低但幾何可行的序列用于繼續(xù)產(chǎn)生序列，直到滿足下一代種群中序列個數(shù)的需求，從而使算法能跳出局部最優(yōu)點，在全局范圍內(nèi)搜索最優(yōu)解。
理論上，找到全局最優(yōu)裝配序列要求參加演化計算的種群規(guī)模要足夠大，迭代次數(shù)要無限
多，但在計算資源和時間限制下是達不到要求的。因此，遺傳算法求解裝配規(guī)劃問題的效率和結(jié)果依賴于初始種群規(guī)模及其質(zhì)量、遺傳算子及其操作概率等因素。
4 協(xié)同裝配規(guī)劃方法
裝配體作為實現(xiàn)產(chǎn)品功能的載體，零部件可能由不同的企業(yè)設計，零部件和產(chǎn)品可能在不同的裝配工廠完成裝配過程，因此需要設計團隊的協(xié)同工作和決策以保證裝配質(zhì)量和降低裝配成本。計算機和網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展縮短了異地人員在時間和空間上的距離，為實時的“人－機－人”協(xié)同裝配工作提供了可能。
Wisconsin-Madison 大學[31]提出網(wǎng)絡環(huán)境下的電子化裝配（ e-Assembly ），探討在Internet/Intranet 上利用3D 模型進行協(xié)同虛擬裝配和拆卸的方法論和工具，擬實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)包括3D 交互可視化、協(xié)同裝配/拆卸/維護/回收等。目前已開發(fā)了Motive3D 系統(tǒng)，利用Synthesizer模塊可以交互/自動進行產(chǎn)品的裝配建模和規(guī)劃，Visualizer 模塊為用戶在Web 平臺上提供裝配序列規(guī)劃結(jié)果的可視化仿真，但缺少交互修改、調(diào)整功能。在ATS 項目[32]實施中，為了向異地的開發(fā)人員展示裝配設計和裝配規(guī)劃結(jié)果，嘗試利用VRML 作為可視化工具，一方面供設計團隊瀏覽零部件設計，另外將裝配模型用文本編輯軟件進行編輯，生成裝配序列的VRML 仿真文件，供異地的設計團隊實時進行評價和提出修改意見。但手工編輯文件不但花費的時間長達一周，而且每次設計修改后都必須重新編輯；同時，仿真文件僅具有瀏覽功能，不能進行交互修改。
Web 環(huán)境下的協(xié)同裝配規(guī)劃方法[33]采用協(xié)同工作環(huán)境下的裝配建模、裝配規(guī)劃任務分配和裝配序列合成等技術(shù)，通過對復雜產(chǎn)品裝配規(guī)劃問題的分解，即降低了單機規(guī)劃工作模式的復雜度，又便于集中不同地域多專家的裝配知識和經(jīng)驗進行裝配規(guī)劃方案的協(xié)同決策。面向協(xié)同廣義裝配[34]通過確定裝配子任務編碼方法、裝配人員評價指數(shù)和制定協(xié)同裝配協(xié)議，以VRML 為產(chǎn)品模型載體實現(xiàn)協(xié)同裝配系統(tǒng)。在裝配知識和規(guī)則的支撐下，支持局域網(wǎng)內(nèi)多用戶實施產(chǎn)品預裝配、驗證零部件可裝配性，相關(guān)的裝配人員能夠協(xié)同討論裝配方案。Web 環(huán)境下3D 交互裝配可視化仿真結(jié)構(gòu)是一個符合開放技術(shù)標準的可視化裝配系統(tǒng)[35]，它基于VRML-Java 實現(xiàn)裝配場景的動態(tài)生成、裝配控制、碰撞檢測以及裝配過程的動畫回放等功能，目前完成了基于“堆疊”思路的裝配驗證方式。但該系統(tǒng)屬于單用戶系統(tǒng)，不能支持多用戶的實時協(xié)同裝配工作。
5 結(jié)論與展望
CAAP 的研究在理論上取得了一定的成果，在工業(yè)界也得到了一定的應用，但相對而言還很少，這說明該技術(shù)距離工業(yè)實用還存在較大差距。裝配規(guī)劃是一個經(jīng)驗和知識密集型的工作，同時又與具體行業(yè)和產(chǎn)品有緊密的關(guān)系。經(jīng)典裝配規(guī)劃方法的精確推理在保證序列的幾何可行性方面具有優(yōu)勢，而軟計算技術(shù)能夠?qū)⑷说哪：R融入規(guī)劃過程中，使得結(jié)果具有更好的工藝可行性，兩者的適當結(jié)合將有利于模仿人類裝配專家的實際裝配規(guī)劃過程，從而得到合理的裝配方案。
跨地域、跨國家的網(wǎng)絡化、協(xié)同化產(chǎn)品設計和制造新模式的形成使產(chǎn)品裝配成為一個需要協(xié)同工作和決策的問題。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的進一步發(fā)展，建立基于網(wǎng)絡的協(xié)同裝配決策平臺和虛擬環(huán)境，支持異地多人員協(xié)同裝配方案決策將是新形勢下裝配規(guī)劃研究的新趨勢。 參考文獻
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關(guān)鍵詞：計算機輔助骨科手術(shù)；創(chuàng)傷骨科；應用
前言：計算機輔助骨科手術(shù)簡稱CAOS，是利用計算機系統(tǒng)對數(shù)字化醫(yī)學影像進行高效的處理，借助虛擬的手術(shù)環(huán)境為骨科主治醫(yī)生提供技術(shù)上的支持，從而提高手術(shù)的安全性、準確性以及微創(chuàng)性。近年來，計算機輔助骨科手術(shù)在提高手術(shù)定位精度，減少手術(shù)微創(chuàng)，提高手術(shù)成功率方面都有較大突破，雖然計算機輔助骨科手術(shù)技術(shù)開展時間不長，但其發(fā)展速度以及臨床的適應性受到了醫(yī)學界的關(guān)注。本研究從計算機輔助骨科手術(shù)在脊柱、關(guān)節(jié)、四肢等方面的應用闡述計算機輔助技術(shù)的發(fā)展及其發(fā)展戰(zhàn)略。
1計算機輔助技術(shù)的簡介
1.1工作原理及其結(jié)構(gòu)
計算機輔助骨科手術(shù)技術(shù)是在手術(shù)開始前到結(jié)束始終檢測著患者的身體狀況，并以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來，針對患者身體狀況出現(xiàn)的異常情況進行追蹤，查到異常部位，然后進行局部有針對的保護治療。計算機輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)中央處理系統(tǒng)、顯示報告系統(tǒng)、定位系統(tǒng)以及導航系統(tǒng)。
1.2計算機輔助技術(shù)的種類
由于計算機輔助技術(shù)的種類很多，所以不同的分類方法其類別也不同。首先，按照定位的方法，其分為光學定位、電磁定位、機械定位、超聲波定位；依據(jù)圖像類型來分，圖像依賴導航、非圖像依賴導航以及X透視圖像導航技術(shù)；而按照交互方式分，計算機輔助技術(shù)則有主動式、半主動式、被動式。不同的技術(shù)類別在應用上各有其局限性，其中光學定位、X線透視導航以及被動式用的范圍較廣。
2計算機輔助技術(shù)在骨科應用
2.1計算機輔助技術(shù)在脊柱方面應用
計算機輔助技術(shù)最先應用于醫(yī)學界就是在脊柱方面的應用，最先是由20世紀90年代，F(xiàn)oley和Nolte實施的計算機輔助的醫(yī)學實驗，通過對計算機輔助導航技術(shù)在脊柱方面的嘗試以及實施在計算機輔助的條件下進行椎弓根植入的手術(shù)實驗，證明了計算機輔助技術(shù)可以逐漸完善后應用于脊柱外科。隨著對CAOS在創(chuàng)傷骨科實驗的研究，實驗的成果也逐漸增多，技術(shù)也更加嫻熟。據(jù)相關(guān)資料記錄，利用計算機輔助導航技術(shù)將弓根螺絲植入患者胸椎中，其實驗結(jié)果植入結(jié)果不理想的只占總體6.3%，定位不準確的占總體11.5%，相較于傳統(tǒng)的弓根螺絲植入的方法，傳統(tǒng)方法不理想或者定位不準確的占10%-40%，明顯可以看出計算機導航技術(shù)的先進性。目前，國內(nèi)對弓根螺絲植入的手術(shù)研究較多，而針對醫(yī)學上椎骨損傷以及齒突骨折技術(shù)方案較少也不太成熟，隨著計算機輔助技術(shù)應用的廣泛性提高，其有待于進一步完善和全面。
2.2計算機輔助技術(shù)在關(guān)節(jié)方面應用
當下，計算機輔助技術(shù)在關(guān)節(jié)方面的應用主要還是在髖、膝關(guān)節(jié)的置換以及對膝關(guān)節(jié)交叉帶韌帶的重建等方面。然而需要髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)進行置換的患者主要是骨病患者，大多數(shù)人在關(guān)節(jié)受創(chuàng)后很少選擇置換手術(shù)，但這并不影響計算機輔助在關(guān)節(jié)方面突出成績。據(jù)相關(guān)文獻，美國人Taylor最早開發(fā)了Robodoc系統(tǒng)，隨著應用廣泛程度的提高，jenny對傳統(tǒng)方法置換關(guān)節(jié)和計算機輔助技術(shù)置換關(guān)節(jié)進行比較，實驗表明，傳統(tǒng)方法置換的成功率為15%左右，而計算機輔助技術(shù)試驗成功率在30%左右，成功率后者比前者高出一倍左右。另外還有實驗證明，計算機導航技術(shù)的應用在關(guān)節(jié)置換手術(shù)中將下肢力線偏差控制到3%以內(nèi)，而傳統(tǒng)的方法相差很大。在通過用計算機輔助圖像導航和傳統(tǒng)方法對患者進行髖臼周截骨，并進行兩年的臨床研究，發(fā)現(xiàn)計算機輔助圖像導航組無骨壞死和副損傷現(xiàn)象。計算機輔助技術(shù)在膝關(guān)節(jié)交叉韌帶重建的應用，實驗中，Dessenne最早將計算機輔助技術(shù)應用到對交叉韌帶的重建上，實驗結(jié)果令人滿意，在Klos介紹計算機輔助技術(shù)精確定位移植交叉韌帶時，計算機輔助技術(shù)相較于傳統(tǒng)方式更安全。
2.3計算機輔助技術(shù)在四肢方面應用
就我國國內(nèi)計算機輔助技術(shù)在四肢方面的應用而看，技術(shù)相對還不夠完善，相較于計算機輔助技術(shù)在其他領(lǐng)域的應用，其在四肢方面應用的成熟度也不夠。計算機輔助技術(shù)在四肢方面應用技術(shù)不夠成熟的主要原因，首先是四肢相較于其他部位，骨折情況更為復雜，其解決上必定會有一些影響。再有就是計算機輔助技術(shù)自身的局限性，導致其在四肢方面的應用有很大的缺陷。當然也有成功的案例，Viant利用計算機輔助技術(shù)在髓內(nèi)釘遠端鎖釘實驗就是成功的案列。實驗表明在計算機輔助技術(shù)的幫助下，其可以縮短手術(shù)的時間并且減少射線的照射，甚至可以說進行四肢骨折治療手術(shù)時，可以不用X線透視機透視。還有一個實驗是Mayman利用計算機輔助技術(shù)行髖部骨折螺釘植入治療，實驗結(jié)果表明計算機輔助組植入骨折螺釘具有更高的精密度和準確度，而且減少了手術(shù)的副損傷，增加了效率使得放射線暴露的時間也減少，免于患者有其他副作用。計算機輔助技術(shù)在四肢方面的應用有待于更多的實驗來證實。
3計算機輔助技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略
面對著計算機輔助技術(shù)操作麻煩，軟硬件不完善的情況，我們應當認識到計算機輔助技術(shù)在創(chuàng)傷骨科的應用的重要性，但我們不能過度的依賴它，只能把計算機輔助技術(shù)當做外科的助手，而不是手術(shù)的主導。另外，在上文中提到，計算機輔助技術(shù)在椎骨損傷以及齒突骨折技術(shù)不太成熟，隨著計算機輔助技術(shù)應用的廣泛性提高，其有待于進一步完善和全面。計算機輔助技術(shù)在四肢方面的應用由于自身的局限性和四肢的復雜性，導致計算機輔助技術(shù)在四肢方面的研究不夠成熟和完善，有待更多實驗證明其在四肢方面應用的先進性。
計算機輔助教學在美術(shù)科目教學中的應用，能夠幫助教師搭建自主性、互動性、探究性和應用性的信息化教學平臺，有助于學生美術(shù)鑒賞能力、藝術(shù)思維能力和美術(shù)創(chuàng)作能力的培養(yǎng)和提高。本文首先分析計算機輔助教學在美術(shù)教學中的應用優(yōu)勢，并對計算機輔助美術(shù)教學的相關(guān)理論展開探究，為計算機在美術(shù)教學中的應用提供資料參考。
關(guān)鍵詞：
計算機；輔助教學；美術(shù)；理論研究
信息時代的來臨，使人們的生產(chǎn)和生活方式發(fā)生了極大的改變。多媒體技術(shù)作為信息技術(shù)在教學領(lǐng)域的應用，更是為現(xiàn)代教學提供了新的教學方式和方法。美術(shù)作為基礎教學科目，在教學中應用計算機技術(shù)更是對提高教學質(zhì)量尤其重要。這是因為現(xiàn)代美術(shù)教學開放性、互動性和創(chuàng)新性的教學要求，利用計算機輔助教學技術(shù)能夠更好的完成。近年來，計算機輔助教學技術(shù)在美術(shù)科目教學中應用廣泛，計算機輔助技術(shù)在美術(shù)教學中的應用更是極大的推動了美術(shù)科目教學的發(fā)展。
一、計算機輔助美術(shù)教學優(yōu)勢
1、計算機輔助美術(shù)教學的信息資源優(yōu)勢
計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，帶領(lǐng)人們步入信息時代。在美術(shù)科目教學中應用信息技術(shù)，能夠發(fā)揮計算機網(wǎng)絡技術(shù)的信息資源整合優(yōu)勢。美術(shù)科目重點培養(yǎng)學生的美術(shù)鑒賞能力和創(chuàng)作能力，這要求學生首先要對美術(shù)作品有比較廣泛的了解。計算機輔助美術(shù)教學相比于傳統(tǒng)教學方式，拓寬和教師的教學資源獲取渠道，使教師能夠從互聯(lián)網(wǎng)中獲取最新的教學資源，并通過多媒體技術(shù)展示給學生。這有助于加深學生對美術(shù)知識的掌握，同時也有助于拓寬學生的美術(shù)視野。除此之外，利用計算機輔助美術(shù)教學軟件，還能夠滿足學生在線自學和在線資料查詢的需求，讓學生能夠通過計算機軟件在課下對最新的美術(shù)學科動向進行了解，從而讓學生緊跟時展，將信息資源的優(yōu)勢變成美術(shù)創(chuàng)作優(yōu)勢。
2、計算機輔助美術(shù)教學的平臺交流優(yōu)勢
計算機輔助教學技術(shù)子啊美術(shù)科目教學中的應用，為學生和老師提供了一個互動和交流的平臺。通過計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和美術(shù)教學平臺，教師能夠與本校教師開展互動交流，還能夠與其他院校的本專業(yè)教師展開教學研究和探討，這有助于教師掌握最新的教學方法和理念，有助于教學質(zhì)量的提高。利用計算機輔助美術(shù)教學平臺，教師還能夠和學生進行線上互動和交流，通過互動交流平臺的創(chuàng)建，能夠滿足一對一或一對多的互動交流需求，從而為教師和學生構(gòu)建線上美術(shù)學習交流渠道，讓學生能夠隨時、隨地的學習美術(shù)知識，并接受不同教師的指導。該平臺同時還是學生美術(shù)作品的展示空間，通過在平臺上展示作品，學生和教師能夠?qū)W生的作品進行點評和評析，在讓學生獲得創(chuàng)作成就感的同時，了解自己美術(shù)創(chuàng)作和鑒賞方面的問題和不足。
3、計算機輔助美術(shù)教育的公平對等優(yōu)勢
計算機輔助美術(shù)教學時一種基于互聯(lián)網(wǎng)激素的研究性學習模式，在學習平臺中，教師和學生可以選擇實名或匿名的參與方式。在計算機網(wǎng)絡平臺中，為教師和學生創(chuàng)建了更加公平的資源共享方式，在平臺上無論教師和學生都僅僅是參與者的身份，這保證了學生在平臺上學習、展示和鑒賞作品的主體性。計算機輔助美術(shù)教學平臺中，弱化了學習者和教育者的身份，使參與者能夠在教育者和學習者的身份間靈活互換，這不僅有益于提高學生的學習積極性，還能夠為教師打造學習進步的學習空間，最大化的激發(fā)個人潛能。
二、計算機輔助美術(shù)教學的理論探究
1、計算機輔助美術(shù)教學的構(gòu)建主義學習理論依據(jù)
瑞士學者讓.皮亞杰(J.Piaget)最早提出來的建構(gòu)主義(constructivism)也稱為結(jié)構(gòu)主義，后經(jīng)科爾伯格(L.J.Spiro)、斯騰伯格(J.Sternberg)，斯皮羅(R.J.Spiro)等人的研究而得到進一步的完善和發(fā)展。眾所周知建構(gòu)主義學習理論的特點，即教育者不是傳授知識途徑，是學習者借助其一定的情境條件下（即社會文化背景下），通過其他人(教育者和學習者伙伴)的輔助，現(xiàn)有學習資料的運用，采用意義建構(gòu)方式獲得來的。建構(gòu)主義的學習認知理論可作為計算機輔助美術(shù)教學模式的有力理論依據(jù)。首先，根據(jù)該理論，計算機輔助教學弱化了教師和學生的角色，能夠保證學生的學習主體地位。其次，計算機輔助美術(shù)教學通過多樣化學習環(huán)境的創(chuàng)建，有利于學習者信息資料的獲取和閱讀，符合隨機通達教學理論。最后，計算機輔助美術(shù)教學更加強調(diào)參與者在線上的互動，這符合構(gòu)建注意相互作用的理論要求，有助于提高學生分析問題和解決問題的能力。
2、計算機輔助美術(shù)教學的人本注意學習理論研究
人本理論重視學生感性和理性的進步與身體和心理的交融匯集，人本理論在美術(shù)教學中的應用有助于學生發(fā)揮個人潛能和個性化的人格。計算機輔助美術(shù)教學更加強調(diào)個人角色，學生在利用計算機輔助教學平臺時，是以個人的身份決定其作用和參與方式的。這意味著計算機輔助教學符合人本主義學習理論，并能夠?qū)⑷吮局髁x學習理論激發(fā)人個性化思維和創(chuàng)作靈感的作用發(fā)揮出來。人本主義理論在計算機輔助美術(shù)教學的多元學習模式中表現(xiàn)為高度的個人參與、激發(fā)學習者的內(nèi)在學習動力以及影響學習者學習習慣的養(yǎng)成和促進自我評價能力的形成等優(yōu)勢。有助于幫助學習者營造學習的心理氛圍，從而激發(fā)學習者在美術(shù)學習中的個性化優(yōu)勢。
3、計算機輔助美術(shù)教學的情境教學理論依據(jù)
自計算機信息科學技術(shù)蓬勃發(fā)展以來，美術(shù)的教學方式與教學形態(tài)正悄悄地發(fā)生變化，學習者獲知的途徑越來越多，知識來源不再是唯一從教育者獲得，教育者角色已轉(zhuǎn)化為學習者的鼓勵者、示范者、輔助者、指導者甚至是團隊隊友，多角度的協(xié)助學習者學習成長。情境教學理論觀點對基于計算機輔助美術(shù)教學的研究性學習模式的構(gòu)建提供了有力的理論支持。
綜上所述，計算機信息技術(shù)作為引領(lǐng)時展的關(guān)鍵技術(shù)，其在教學領(lǐng)域的應用極大的提高了教學質(zhì)量和水平。計算機輔助教學技術(shù)在美術(shù)科目教學中的應用，不僅是現(xiàn)代美術(shù)教學發(fā)展的必然方向，也是提高美術(shù)教學水平的有效途徑。想要發(fā)揮計算機信息技術(shù)在美術(shù)科目教學中的作用，就一定要把握好計算機輔助美術(shù)教學的理論基礎，并不斷創(chuàng)新教學理念和方法，最終實現(xiàn)學生藝術(shù)鑒賞能力和藝術(shù)創(chuàng)作能力的提高。
作者：王向華 單位：甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學院
參考文獻
關(guān)鍵詞：計算機；輔助翻譯；教學
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1671―1580（2014）03―0045―02
隨著我國對外開放的深入和科技日新月異的進步以及對外合作與交流的不斷發(fā)展，市場對翻譯的水平、速度與效率提出了更高要求。傳統(tǒng)的人工翻譯往往進行大量重復工作，耗時耗力，難以實現(xiàn)翻譯行為的高效率與高質(zhì)量。上世紀90年代以來，科技的進步推動著計算機輔助翻譯技術(shù)的長足發(fā)展。在市場競爭異常激烈的當今時代，便捷有效的計算機輔助翻譯工具（Computer Aided Translation，簡稱CAT）已經(jīng)成為翻譯市場的寵兒，發(fā)揮著越來越廣泛的作用。
然而，傳統(tǒng)的翻譯教學嚴重脫離了當前的翻譯市場需求，學生沒有機會了解和應用CAT技術(shù)并進行實踐訓練。為了實現(xiàn)準確高效的翻譯，學生應該熟練應用計算機輔助翻譯技術(shù)，由此，翻譯教學改革勢在必行。
一、計算機輔助翻譯技術(shù)的優(yōu)勢
計算機輔助翻譯主要通過術(shù)語管理系統(tǒng)來規(guī)范術(shù)語，建立譯員使用的術(shù)語庫、資料庫等，以避免重復勞動，減少勞動強度與翻譯時間，保持術(shù)語翻譯的一致性與規(guī)范性，顯著提高工作效率。同時輔助翻譯強調(diào)人機相輔相成，互為補充，即在計算機翻譯轉(zhuǎn)換過程中，遇到語言結(jié)構(gòu)歧義時，允許人的介入。譯員根據(jù)中英文語言差異進行后期編輯與語言潤色優(yōu)化，使譯文更為精準。
當前，翻譯公司更加重視計算機輔助翻譯技術(shù)（如Trados、Wordfast、雅信等主流翻譯軟件）的應用，要求譯員熟練掌握該技術(shù)的操作與工作流程，實現(xiàn)統(tǒng)一的翻譯協(xié)作，確保翻譯質(zhì)量與效率。
（一）節(jié)省時間與人力
翻譯記憶庫（Translation Memory）是計算機輔助翻譯發(fā)展中成效最為顯著的技術(shù)。隨著知識經(jīng)濟時代信息的累積爆炸式擴展，單薄的人力難以在極短時間限制之內(nèi)完成極為龐大的翻譯任務，此時翻譯記憶庫的作用就彰顯出來。翻譯記憶庫建立用戶自定義的語料庫，該語料庫可以自動存儲譯員翻譯后的內(nèi)容。當遇到重復或高度相似的短語、句型和篇章時，翻譯記憶庫則會搜索已保存的翻譯，然后根據(jù)計算機輔助匹配技術(shù)（Computer Aided Match）自動提示用戶循環(huán)使用記憶庫中最接近的譯法，給出相應的翻譯文本供譯者參考，譯者可以根據(jù)需要采納、編輯或舍棄計算機提供的參考譯文。
翻譯記憶庫不斷存儲新的翻譯內(nèi)容，重復利用已有的翻譯，節(jié)省了翻譯時間，避免了重復工作，極大地提升了翻譯效率與速度，為譯者提供了更為靈活的空間，也為譯員高效、準確、保質(zhì)保量地完成翻譯任務提供了堅實的技術(shù)保障。同時，計算機輔助翻譯技術(shù)使譯者利用網(wǎng)絡囊括無限資訊的優(yōu)勢，獲取最新最全面的信息，即時了解和把握各類學科術(shù)語的意義，找到相應的翻譯對等用詞，進而節(jié)省大量的時間與勞動。翻譯工作中重復性的機械勞動交由計算機處理，譯稿最終由譯員根據(jù)篇章整體要求進行取舍與定奪。
（二）實現(xiàn)翻譯協(xié)作
若想在規(guī)定時間內(nèi)，在擁有充足人力資源的條件下，對龐大的翻譯文本進行保質(zhì)保量的翻譯活動，必須依賴計算機輔助翻譯技術(shù)，對整個翻譯行為實施先進科學的分析整合。傳統(tǒng)人工的翻譯協(xié)作弊端不言而喻，其表現(xiàn)為翻譯過程很難做到量化分析，術(shù)語翻譯的統(tǒng)一性難以實現(xiàn)，翻譯質(zhì)量無法監(jiān)控，翻譯標準難以規(guī)范，使得翻譯協(xié)作中的譯稿整合耗時耗力，最終影響翻譯項目的時效性與質(zhì)量。
翻譯記憶技術(shù)能夠?qū)Ψg項目進行管理與分配，有利于多名譯者基于術(shù)語庫進行翻譯合作管理，實現(xiàn)多人術(shù)語翻譯標準的統(tǒng)一與規(guī)范，使翻譯協(xié)作達到理想效果。在計算機輔助翻譯協(xié)作模式下，翻譯輔助軟件設置的局域網(wǎng)為多名譯員提供共享記憶庫，對不同譯員的翻譯風格進行協(xié)調(diào)，并加強譯員間的資源共享與合作交流，確保術(shù)語的統(tǒng)一與標準化，進行高效的翻譯項目管理與合作翻譯。
現(xiàn)在的翻譯技術(shù)還處于輔助人工翻譯的階段，雖然很大程度上提高了翻譯效率與質(zhì)量，但在文體、風格、語言差異等方面，還存在局限性，難以達到人工翻譯細致入微的精準翻譯水平。因此，計算機技術(shù)僅僅提供翻譯記憶庫與術(shù)語庫共享，無法完全取代人工翻譯。但是，在科技日新月異的今天，計算機輔助翻譯瑕不掩瑜，有利于規(guī)范和統(tǒng)一譯文，自動監(jiān)控翻譯質(zhì)量，實現(xiàn)專業(yè)術(shù)語翻譯的準確與嚴謹性。隨著計算機翻譯軟件的不斷更新與完善，翻譯過程得到細化，翻譯標準得以規(guī)范，輔助翻譯技術(shù)將成為翻譯活動的重要組成部分，不斷提升譯員翻譯質(zhì)量與速度。
二、計算機輔助翻譯教學探索
計算機輔助翻譯技術(shù)早已受到翻譯市場的歡迎與應用，能否熟練操作翻譯軟件成為了翻譯專業(yè)畢業(yè)生成功步入翻譯行業(yè)的必要條件之一。然而，在實際翻譯教學中，由于教學理念的落后，教師要么重翻譯理論學習輕翻譯實踐，要么過于重視文學翻譯而使得翻譯教學內(nèi)容缺乏時效性。學生得不到正確的引導與實踐，畢業(yè)后無法滿足市場的要求，他們對于翻譯任務難以處理得當，雖然耗時耗力，但翻譯質(zhì)量卻不盡如人意。
翻譯市場的需求決定了翻譯人才的培養(yǎng)方法與評價標準。引入計算機輔助翻譯技術(shù)，要及時更新教學內(nèi)容，調(diào)整教學模式，建立更為完善的校企合作培養(yǎng)機制，提高學生的翻譯實踐應用能力和專業(yè)素質(zhì)，最終培養(yǎng)創(chuàng)新型翻譯人才，推動翻譯行業(yè)的繁榮發(fā)展。學校可以將計算機輔助翻譯教學納入翻譯專業(yè)人才培養(yǎng)過程，聘請資深翻譯技術(shù)人員對翻譯專業(yè)學生進行培訓，使其熟練掌握計算機輔助翻譯技術(shù)相關(guān)的術(shù)語管理和翻譯技術(shù)。同時，學校還可以通過校企合作模式實現(xiàn)資源互補，設立計算機輔助翻譯平臺體系和實訓基地，培養(yǎng)學生熟練操作翻譯技術(shù)的能力，提高翻譯實踐水平。學校應該制定詳細的合作方案，確保實訓基地的翻譯實踐活動以市場需求為導向，不斷調(diào)整完善校企合作模式，為學生向職業(yè)角色轉(zhuǎn)換提供必要的鍛煉環(huán)境。同時，應保證人才培養(yǎng)目標與行業(yè)需求相匹配，幫助學生進行職業(yè)規(guī)劃，為畢業(yè)后進入翻譯行業(yè)打下堅實的基礎。
翻譯應用型人才的培養(yǎng)可以根據(jù)本地經(jīng)濟發(fā)展的需要，結(jié)合翻譯行業(yè)市場運作模式，為學生創(chuàng)造真實的翻譯工作機會，使其在實踐中了解必須具備的素質(zhì)要求，感受計算機輔助翻譯技術(shù)在翻譯管理方面的卓越功效。在真實的工作環(huán)境中，學生不僅可以提高專業(yè)技能，而且在翻譯協(xié)作、組織應變能力、團隊意識、職業(yè)道德等方面會有更加深刻的認識，從而培養(yǎng)出過硬的譯員素質(zhì)與職業(yè)能力，在將來的翻譯工作崗位上發(fā)揮出良好的水平。
在校企聯(lián)合培養(yǎng)模式中，計算機輔助翻譯技術(shù)的應用有助于翻譯理論與實踐緊密結(jié)合，有利于學生拓展翻譯實踐能力，把握翻譯行業(yè)發(fā)展趨勢，在實踐中發(fā)現(xiàn)自身不足之處，不斷提高專業(yè)素質(zhì)。
社會經(jīng)濟的快速發(fā)展給翻譯行業(yè)提出了更大的挑戰(zhàn)，保質(zhì)保量、快捷有效的翻譯是當今社會的迫切需求，效率與質(zhì)量成為翻譯企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件。純粹的人工翻譯耗時耗力，難以協(xié)調(diào)統(tǒng)一協(xié)作翻譯行為，無法應對日益增長的翻譯需求，由此，計算機輔助翻譯技術(shù)成為不可替代的重要翻譯工具，減少了重復勞動，確保了翻譯的高效與質(zhì)量。為保證人才培養(yǎng)目標與行業(yè)需求相一致，本科院校在翻譯教學中應該重視計算機輔助翻譯技術(shù)，通過校企合作模式建立計算機輔助翻譯實訓基地，不斷推動翻譯教學的改革與發(fā)展。
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關(guān)鍵詞 機械制造；一體化；CAD
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）022-006-2
經(jīng)過二十世紀計算機科學技術(shù)的高速發(fā)展，機電一體化在機械制造行業(yè)內(nèi)開始廣泛應用，計算機輔助幾何設計（CAD）技術(shù)依靠強有力的計算速度和高效率的圖形處理能力，在工程界輔助機械設計和制造師進行高效率和極具創(chuàng)新性的工程和產(chǎn)品設計。可以說，在未來的幾十年來，一體化技術(shù)和計算機輔助幾何設計的水平會成為影響一個國家工業(yè)水平的關(guān)鍵因素。
1 CAD技術(shù)的發(fā)展
CAD技術(shù)在20世紀50年代興起，隨著計算機繪圖技術(shù)的進步而發(fā)展。傳統(tǒng)的CAD技術(shù)出發(fā)點是用通俗的三視圖技術(shù)（即我們熟知的前視圖，左視圖，俯視圖）來表達零件結(jié)構(gòu)，最初的二維計算機幾何設計技術(shù)就是通過二維圖紙來交流技術(shù)與產(chǎn)品，但還不能完全表達三維實體，主要是通過較簡單的線框造型來表示三維結(jié)構(gòu)，但是這種初期的造型技術(shù)只能表達基礎的結(jié)構(gòu)信息，無法清楚表達其幾何結(jié)構(gòu)之間的拓撲關(guān)系，更無法實現(xiàn)CAM（計算機輔助制造）與CAE（計算機輔助計算），如圖1。
隨著計算機圖形算法的進步，人們開始能夠在計算機上操作曲線與曲面問題，以表面造型為特點的自由曲面建模方法成為事實，并推出了著名的三維曲面造型系統(tǒng)CATIA。CATIA的出現(xiàn)帶來了CAD技術(shù)的一次革新，標志著計算機輔助設計技術(shù)已經(jīng)擺脫原始工程圖紙的三視圖模式，能夠?qū)崿F(xiàn)通過計算機來描述產(chǎn)品零件的主要信息，并為CAM技術(shù)的開發(fā)奠定了基礎。
為了進一步的探索計算機輔助設計與計算機輔助計算的一體化技術(shù)，在1979年SDRC公司開發(fā)了世界上第一全基于實體造型技術(shù)并集成計算機輔助設計與計算機輔助計算功能的軟件——I-DEAS。實體造型技術(shù)相比曲面造型系統(tǒng)能更加準確體現(xiàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息，終于在理論上實現(xiàn)了CAD、CAM、CAE的統(tǒng)一模型表達，很大程度提高了機械設計的工作效率。實體造型技術(shù)的發(fā)展與應用也為計算機輔助設計歷史翻開了新的一頁。但是由于實體造型技術(shù)需要耗用海量的計算機內(nèi)存來進行數(shù)據(jù)處理，受計算機硬件發(fā)展的限制，實體造型技術(shù)未能迅速在整個行業(yè)廣泛應用。
到了20世紀80年代中期，計算機輔助設計技術(shù)出現(xiàn)了參數(shù)化實體造型這一新的方向。其主要的特征在于：基于特征、全尺寸約束等。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機硬件成本大度下降，CAD技術(shù)也廣泛在中小企業(yè)內(nèi)應用，參數(shù)化技術(shù)進一步發(fā)展與完善，使得其在通用零部件設計上的特點得到了充分體現(xiàn)。
在參數(shù)化技術(shù)的基礎上，變量化技術(shù)在繼承其主要優(yōu)點的同時，進行了更進一步的優(yōu)化與創(chuàng)新。變量化技術(shù)的應用為CAD技術(shù)的發(fā)展帶來了更大空間和機遇。目前的CAD技術(shù)基礎理論主要是以PRO/E（即目前的CERO前身）為代表的參數(shù)化造型技術(shù)和SDRC公司的I-DEAS為代表的變量化造型理論，這兩大技術(shù)都是基于實體造型技術(shù)的計算機輔助幾何設計技術(shù)。
CAD技術(shù)的優(yōu)點在于：
1）能夠有效減少機械設計人員的繪圖工作量。
2）減少技術(shù)人員各工序間的協(xié)調(diào)與技術(shù)交流時間。
3）減少直接設計費用。
4）提高設計和制造精度。
5）便于企業(yè)的內(nèi)部管理和對外技術(shù)交流與聯(lián)系。
7）能夠更加廣泛應用標準和標準設計，建立標準庫。
2 CAD系統(tǒng)組成與常用CAD軟件
CAD系統(tǒng)是以計算機硬件上運行，主要由系統(tǒng)和支撐軟件組成，并以應用軟件為主的面向設計問題的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
CAD的基本功能包括快速數(shù)據(jù)運算與幾何建模功能、信息存儲和快速檢索及處理能力等。
系統(tǒng)軟件主要是用于計算機的正常運行、操作和計算機程序的翻譯與運行，包括windows 7，UNIX以及語言編譯系統(tǒng)VB、C++等，支撐軟件則是為CAD/CAE而開發(fā)的通用軟件，計算機分析軟件ANSYS/ABAQUS/MARC等，圖形支撐軟件AutoCAD/Catia等。
世界現(xiàn)在的主流CAD軟件如圖2。其中CATIA是美國達索公司開發(fā)的世界一流CAD/CAM軟件。其形成了產(chǎn)品生命周期的CAD/CAM/CAE/PDM的一體化體系，為數(shù)字化企業(yè)提供電子商務的完整工具，完成了產(chǎn)品從初步設計到售后服務的全過程仿真。能夠為機械設計制造及生物能源等各行各業(yè)提供各類完整的解決手段。
美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）的PRO/E的特點是面向?qū)ο蟮膮?shù)化建模方法，具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理功能，其集成了產(chǎn)品設計制造與裝配、模具設計與加工、逆向開發(fā)與鈑金模具制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息處理等模塊。且?guī)в卸喾N圖形文件接口。其主要是用于機械設計與制造加工企業(yè)。
Solidworks也是達索公司推出的針對機械設計與制造加工行業(yè)的圖形設計軟件，其具有操作簡單，界面使用方便，菜單可讀性強等特點，具有各類數(shù)據(jù)接口且各類格式通用轉(zhuǎn)換，裝配體設計技術(shù)采用自上而下的裝配方法。
此外，UG的CAM模塊，AutoCAD在二維CAD繪圖領(lǐng)域都各具特色。
3 結(jié)論
CAD技術(shù)是計算機信息科學與工程設計相結(jié)合形成的新興科技，作為工程中最有影響的技術(shù)之一，在航空航天，機械工程、車輛工程、船舶工程、土木建筑等各行業(yè)內(nèi)廣泛應用。在未來，計算機輔助幾何設計未來的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在智能化，集成化，標準化，協(xié)同化/網(wǎng)絡化這四個方面。
智能化：通過人工智能理論，將人工智能技術(shù)與CAD結(jié)合，使計算機學會人類的思考模式和智能決策行為。
協(xié)同化/網(wǎng)絡化：借助網(wǎng)絡技術(shù)，進行異地與異時的協(xié)同工作與交流，縮短產(chǎn)品設計周期。
集成化：系統(tǒng)內(nèi)部各模塊高度集成。
參考文獻
[關(guān)鍵字]計算機；輔助教學；組件
現(xiàn)代科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，使計算機在教育領(lǐng)域的應用越來越廣泛，并得到深入的應用。在教育領(lǐng)域中，計算機不但是一門課程，作為教學媒體、教育管理的有力工具正逐漸發(fā)揮重要的作用。它促使現(xiàn)在的教學手段、教學方法、教學理念與教學形式，課堂教學組織，以及教學思想與理念都發(fā)生了很大變化。由此產(chǎn)生了一門新的教學方式——計算機輔助教學，它綜合了教育學知識和計算機技術(shù)，為學生提供一個嶄新的學習環(huán)境，為學生提供了用計算機進行學習的一種新型的教學形式。然而計算機輔助教學作為教學中的一件新形式，在發(fā)展過程中必然會遇到一些問題。下面就我在教學和實踐中遇到的一些問題談談個人的看法：
一、計算機輔助教學的作用和地位
信息時代知識經(jīng)濟的不斷更新與崛起， 使計算機技術(shù)以及多媒體和網(wǎng)絡在教育中的運用越來越廣泛，它帶來教育教學的重大變革。這些計算機輔助教學的手段徹底改變了幾百年來的一支粉筆、一塊黑板的傳統(tǒng)教學手段。首先，計算機輔助教學不但能替代一些傳統(tǒng)的教學手段，而且它能夠達到傳統(tǒng)教學根本無法達到的教學效果。這種教學方式與手段以生動的畫面、形象的演示，給人以耳目一新的感覺。例如：多媒體教學。它是以計算機技術(shù)為核心，采用聲音、文字、幻燈、圖像、動畫、影視短片等多媒體技術(shù)，基于計算機多媒體的教學方式可以展示文本資料、插入各種圖片、播放動畫、影像等，可以一下子就抓住學生們的視線，將他們置身于輕松有趣的學習環(huán)境中，使學生學得更快且印象更深。
與傳統(tǒng)的教學模式相比較，多媒體教學手段有其獨特的優(yōu)勢。它的信息量大、速度快、范圍廣，教學形式以及表現(xiàn)手法多樣，改變了傳統(tǒng)教學單純地對于語言文字的描述；多媒體的使用大大節(jié)省了教師書寫板書的時間，特別是節(jié)省了繪制圖形的時間以及例題的書寫時間，使課堂時間得到了充分的利用，提高了教學效率。
另外，計算機輔助教學的應用，可以使教師根據(jù)學生的情況和教學進度自由調(diào)整和控制學習進程。因此，在因材施教方面也有它獨特的一面。計算機輔助教學是以計算機軟件為載體的教學，這種方式使它容易傳播，從而成為教學方法變革的巨大動力。我們有理由相信計算機輔助教學，作為信息化工程的一部分必將體現(xiàn)它獨特的魅力。
然而，作為一種現(xiàn)代化的教學手段，計算機輔助教學和傳統(tǒng)的教學手段和方法還是有關(guān)系的。傳統(tǒng)教學手段和模式是經(jīng)過多少代教育工作者的辛勤努力和智慧總結(jié)出來的，而且也是一套行之有效的方法，我們不能夠、也不應該全盤否定。計算機能夠用于改善、促進課堂教學，卻不可能全部取代其它手段，任何現(xiàn)代化的教學手段都不能替代教師的教學基本功和教學智慧。
二、妨礙計算機輔助教學發(fā)展的因素
1.教育、教學是以學生為中心的活動，在使用計算機輔助教學的過程中，更多考慮是學校的檢查和教師的感受，沒有把關(guān)注點放在學生身上，不能充分發(fā)揮學生的主動性、積極性、創(chuàng)造性。
2.計算機輔助教學在很多情況下不是為教學服務，成為一種真正的教學需要，而把它當成粉飾教師水平的花架子，成為一種時尚，違背了教學的宗旨。
3.課件質(zhì)量欠佳。由于教師對于計算機輔助教學的實質(zhì)和優(yōu)勢沒有真正領(lǐng)會，只是把傳統(tǒng)的教學以電子化呈現(xiàn)，在課件上羅列教材的章節(jié)，把板書搬上屏幕，這樣根本達不到計算機輔助教學應有的效果。
4.每個學科都有自己的特點，如果沒有注意學科的特殊性，在選擇多媒體的功能時沒有取舍，忽視多媒體與傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢互補，也不能達到良好的教學效果。
三、計算機輔助教學軟件開發(fā)與課件、組件的制作
各種多媒體教學課件已經(jīng)成為教師講課的重要手段和主要工具。目前，各類學校針對各種學科和學生的實際情況，自主開發(fā)了不少適應本學科的一些課件，解決了一些教學上的實際問題。但是，創(chuàng)作多媒體課件需要各學科的專業(yè)知識以及教育學、心理學和不同年令學生的接受能力等多方面的知識，以及計算機應用知識，包括：如何對圖形、圖像、動畫、聲音等多媒體的信息進行處理，而且，大家都是針對某一個學校的某個學科按章節(jié)設計課件，這樣，往往只考慮某學校的要求和特點，使得課件的通用性、可移植性不強。這是很常見的問題。計算機輔助教學靠的是運行教學軟件來開展相應的教學活動。多媒體課件、組件就是針對不同的教學目的設計的教學軟件。
課件是以老師為主要使用者，應用于課堂教學中，它完成的是完整的一堂課的教學任務，它具備完整的教學功能。例如：示范、講解、習題以及反饋等功能。教師是主體，既操作、使用課件，同時又組織課堂教學。由于上述課件的特性，如果使用不當，教師就如同電影院的放映員，學生則被動的成為觀眾。這樣就不能夠充分發(fā)揮教師、學生應有的作用。
組件是把學科當中有代表性的內(nèi)容做成“積木”式的軟件。它可以講解一個問題、演示一個實驗、模擬一個過程、回顧一段歷史、一個實際操作場面的展示、一個物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析等等。它獨立、有代表性，容積小，效果豐富，組件猶如一種動態(tài)的教具，它的可移植性使教師可以自由的選擇，以配合教學的需要。
綜上所述，課件、組件各有所長；各有其用途。教師應多開發(fā)一些通用的、應用廣泛的、規(guī)模較小的組件，以利于推廣使用，從而達到良好的教學效益。另外，開發(fā)的軟件要體現(xiàn)“不可替代”的原則。也就是在傳統(tǒng)教學手段中無法或很難做到，因此，選擇什么內(nèi)容來做就顯得猶為重要。
總而言之，計算機輔助教學還需要不斷的探索、不斷的嘗試、不斷的學習。對于如何看待計算機輔助教學的問題上還有各種不同的見解。面對各種不同的觀點，我們要集思廣益，摸索出一條適合實際情況的路子來，努力把對計算機輔助教學的工作推向更高的層次。
雖然計算機輔助教學具有很多優(yōu)越性，但是，這些優(yōu)越性的發(fā)揮，要受到教師、硬件、軟件這三個要素的影響，只有正確處理好這些要素的關(guān)系，計算機輔助教學才能取得良好的教學效果。本文將對這三個要素進行探討，以供同仁參考、指正。
教師要素
在教學活動中，教師起主導作用，對計算機輔助教學的成功與否起關(guān)鍵作用。教師要利用計算機輔助教學，就必須熟練掌握駕馭它的基本知識和技能，以及啟用計算機之后教師原已建構(gòu)的傳統(tǒng)教育理論和教育方法的應變與適應。具體來講教師要具備以下幾個方面的知識與技能才能順利開展計算機輔助教學。
1、計算機應用水平
教師應用計算機的最低要求是：掌握基本的計算機知識和操作技能，會利用多媒體課件制作工具如Authorware等編寫適用于教學的簡單課件。目前大多數(shù)學校，只有教計算機課的教師懂計算機，其他任課教師不僅對計算機知之甚微，而且存在普遍對計算機的恐懼感。認為計算機太復雜了，懷疑自己是否學會等等。這些都是一個初次接觸計算機的教師的正常心理。所以，對教師進行計算機培訓的第一步就是要消除教師對計算機的恐懼感，使他們認識到，只要粗通計算機知識和操作，了解一些常見的應用軟件，就可以在課堂上使用計算機了。
①拖“下水”
要克服教師們對計算機的恐懼感，就得讓他們?nèi)嵺`。我們利用對教師進行業(yè)務培訓的機會，編寫了一個調(diào)用CAI課件的步驟（例：1、打開主機電源開關(guān)；2、C:>cd3、C:>cai）給教師，讓他們依此執(zhí)行。他們只動手敲了幾下鍵，就把畫面清新的課件調(diào)出來了，通過按動方向鍵就可實施計算機輔助教學，而且教學效果比自己通過嘴講，要好過十倍，使他們樂不可支。多進行這樣的嘗試，使教師們逐漸對計算機產(chǎn)生了親近感，久之，就消除了對計算機的恐懼感。
②教會“游泳”
教師既然下了“水”，就得去學習“游泳”的技巧與技能，有了良好的心態(tài)，就會使自己的計算機操作水平上升很快。我們通過現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡教室，給教師們輔導了DOS、Windows操作系統(tǒng)，教會他們參考軟件說明書，利用軟件進行課堂教學。與此同時，我們還把學習計算機的積極分子，集中一起學習課件制作工具軟件Authorware，編寫簡單課件，使他們像“星星之火”一樣，帶動全校教師學習計算機，參與到CAI隊伍中去。
2、調(diào)整固有的教學思想和方法
計算機在課堂教學中所發(fā)揮的作用同教師的教學思想與教學方法密不可分。計算機輔助教學不僅僅要教師具有操作計算機的基本技能，更重要的是要改變以前固有的教學思想與方法。堅持正確的計算機輔助教學觀，把課堂中啟用計算機這一媒體所引起的課堂變化弄清楚，否則就會把計算機看成傳統(tǒng)教學的附屬物，把計算機當作錄像機、錄音機、投影儀，只用于演示傳統(tǒng)電教媒體均能做到的軟件，不能真正發(fā)揮計算機的作用，實際上是“新瓶裝舊酒”，會造成資源浪費，得不償失。因此，調(diào)整固有的教學思想和方法為重中之重。
硬件要素
“巧婦難為無米之炊”，具有了教師這一能動的第一要素，還不能使CAI正常進行，還必須具有計算機硬件。
1、建立多媒體計算機網(wǎng)絡教室
目前在學校資金普遍投入不足的情況下，如何利用有限的資金，實現(xiàn)最大價值，是擺在廣大計算機工作者面前的一個重大課題。建立多媒體計算機局域網(wǎng)絡教室，形成資源共享，實為明智之舉，一室多用，一室多能。
①多媒體計算機網(wǎng)絡的硬件構(gòu)成
A、工作站計算機。
在微機局域網(wǎng)上作為工作站的計算機基本上就是一臺單機。在這臺計算機上要加接聯(lián)網(wǎng)必須的硬件，并要運行網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的工作站部分，以便除了使用本機資源外，還可以使用網(wǎng)絡服務器的共享資源。工作站可以不安裝硬盤，建成無盤工作站，為了保證能運行多媒體CAI課件,內(nèi)存需4M以上,一般學校用局域網(wǎng)有40－60臺工作站就可以了。
B、服務器計算機。
作為網(wǎng)絡服務器的計算機主要功能是提供共享資源給工作站上的用戶使用，它的作用比工作站重要得多。工作站計算機如出現(xiàn)故障，只要不破壞網(wǎng)絡連接，網(wǎng)上其他計算機完全能正常工作，而服務器計算機如出現(xiàn)故障，所有共享該機資源的工作站都將無法獲得必須的共享程序或數(shù)據(jù)，不能繼續(xù)聯(lián)網(wǎng)操作。如果是無盤工作站，服務器故障將使其根本無法操作。所以，服務器必須選用性能穩(wěn)定，可靠性高的產(chǎn)品。同時磁盤的訪問速度也很重要，為了提高磁盤的讀取速度，一般采用磁盤高速緩沖的辦法來解決，所以對服務器的內(nèi)存提出更高的要求，一般應具有64M－128M或更高的內(nèi)存空間。
C、聯(lián)網(wǎng)硬件。
最基本的聯(lián)網(wǎng)硬件是插入個人計算機的網(wǎng)絡接口及把其連接起來的電纜系統(tǒng)。通過電纜系統(tǒng)的連接，可以建立起局域微機教學網(wǎng)，為了更加適應多媒體CAI教學需要，建議服務器要安裝光驅(qū)共享系統(tǒng)，工作站要加裝聲效卡和耳機。這樣，就可以把光盤中的CAI課件直接加載到服務器上，提供給工作站使用，對有聲的CAI課件，也能聽到聲音，使其更富吸引力，提高學生學習的興趣。
D、安裝多媒體網(wǎng)絡教學系統(tǒng)。
在已經(jīng)安裝的局域網(wǎng)上加裝多媒體網(wǎng)絡教學系統(tǒng)，能充分利用多媒體的優(yōu)勢，讓教師開展生動活潑的課堂教學。多媒體網(wǎng)絡教學系統(tǒng)具有下列的功能，實時屏幕和聲音廣播，實時屏幕和聲音監(jiān)聽、監(jiān)看，遠程用鍵盤和鼠標直接輔導學生，遠程復位或鎖定學生機，語音雙向?qū)χv，電子舉手等。
②計算機網(wǎng)絡教室的作用
網(wǎng)絡教室中的教學是一種十分理想的教學形式。通過網(wǎng)絡學生可隨時根據(jù)需要提取合適的學習材料進行學習，并直接在計算機上完成作業(yè)。每個學生的學習情況，如完成作業(yè)，練習，向計算機提出的問題，以及自己的學習體會，都可以由網(wǎng)絡傳送給教師和同學，所有的教師和同學在不同的時間內(nèi)，都可以就同一個學習內(nèi)容，開展討論，形成一種交互式的學習。這種教學形式既能使學生在學習的內(nèi)容、時間、地點和進度的安排方面都具有主動性，同時又給他們提供了與教師和同學共同學習的環(huán)境。將個別教學與課堂教學有機地結(jié)合起來，這是計算機輔助教學的發(fā)展方向。隨著信息高速公路的實施，這種先進的教學形式將會更加廣泛地使用。
2、建立計算機演示教室
沒條件和資金相對困難，不能建立計算機網(wǎng)絡的學校，可考慮建立計算機演示電化教室，此教室的硬件投入不大，一般配置一臺多媒體電腦，一臺大型投影儀，及擴音系統(tǒng)即可進行計算機課件演示教學，把那些難于理解的過程、抽象的概念，直觀地演示給學生。如果教室中安裝了閉路電視系統(tǒng)，可以直接利用系統(tǒng)中的電視機充當電腦顯示器進行CAI，具體做法如下：
選取便攜型機箱，在機箱中安裝上主板、CPU、帶視頻輸出接口的顯示卡（如麗臺S680）、聲效卡、光驅(qū)、硬磁盤、軟驅(qū)等配件，教師在上課時可以把主機與鍵盤拿到教室中，接駁到教室中的電視機上進行教學。方便、經(jīng)濟、可控性高，不失為最佳選擇。
多媒體計算機課堂演示，能給學生展示清晰的靜止圖像，也可以展示生動的運動畫面，還可以極為方便地配上必要的文字和聲音。能使學生獲得極為豐富、生動、形象的感性材料。這種演示教學是目前積極推廣的一種教學形式。
軟件要素
如果說硬件是計算機的軀體，軟件則是計算機的靈魂，我們在這里探討的不是計算機的系統(tǒng)軟件，而是計算機輔助教學的軟件。
目前，國內(nèi)市面上流行的計算機輔助教學軟件，主要有兩種，一種是題庫，另一種是個別輔導軟件。這些課件，有些是整個教材做成不可分割的一個整體，有些繪圖太小不利于演示，鑒于此種種原因，目前，市面上的大多數(shù)軟件不利課堂教學，只適用于家庭用。由于目前輔助教學軟件的現(xiàn)狀，制約著學校計算機輔助教學的發(fā)展。如何解決這對矛盾呢？有許多專家進行了這方面的探討，我們也對這方面進行了嘗試，收到了很好的效果。
1、收集教學素材，建立軟件資料庫
目前，市場上的電子圖書和設計素材光盤很多，素材中如一自然現(xiàn)象的景觀，某一動物的生活習性或者某一例題的真實情境，一段適合教學的音樂、談話、文字以及一張利于教學的圖片，通過教師根據(jù)教學需要，稍加整理即可形成自己的課件，運用于教學中，發(fā)揮計算機的作用。也可以利用Windows系統(tǒng)中的畫筆和寫字板創(chuàng)作教學的素材，或者利用視頻捕獲卡、掃描儀來獲取圖像資料，通過收集、整理、創(chuàng)作素材，把自己的資料庫建立起來，這是實施計算機輔助教學成功的第一步。
2、編寫適合課堂教學的軟件
關(guān)鍵詞：建筑設計；計算機輔助設計；CAD
Abstract: computer aided architectural design software will be divided into three categories: design class, the performance of software and the analysis of software, this paper probes into three kinds of computer aided architectural design software development and application, and combining with the current green building design, at the request of using a computer aided design software is discussed, and to the computer aided design software application trend is pointed out.
Keywords: architectural design; Computer aided design; cad
中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：
計算機輔助設計是建筑設計技術(shù)與計算機計算的完美融合，是隨著計算機技術(shù)不斷發(fā)展而必然出現(xiàn)的產(chǎn)物。從二十世紀計算機在建筑設計中的應用開始，計算機技術(shù)已經(jīng)滲透到了建筑設計的各個層面，包括建筑前期設計、后續(xù)的具體表現(xiàn)以及后期的具體環(huán)境分析等，對建筑設計的方式，甚至是建筑的具體形式都產(chǎn)生了重要的影響，有效的拓展了建筑設計領(lǐng)域，對建筑設計的持續(xù)發(fā)展具有重要的貢獻。
1、計算機輔助設計類軟件
（一） 以SketchUP為代表的建筑前期設計軟件
當前國內(nèi)使用較多的建筑前期方案設計的主要軟件是SketchUP，同時也是當前的主流設計軟件之一。該建筑軟件給設計設計師提供了一個直觀的可視化開發(fā)界面，尤其是在輔助工程進行構(gòu)思和表現(xiàn)過程中提供了方便的操作方式，提高了建筑創(chuàng)作設計的效率。因此，很多人又將該軟件稱作“草圖設計大師”。
該軟件與其他的三維圖形軟件相比具有更高的適應性，能夠很好的適應建筑設計的前期工作。其一，他能夠很好的跟蹤設計師的設計思維，激發(fā)他們的創(chuàng)作靈感，能夠快速的將設計師的思維轉(zhuǎn)化成為具體的三維模型；其二，通過對角度的任意變化來對所設計建造的外觀，內(nèi)層空間以及建造的各個細節(jié)部分進行詳細觀察，而且還能夠方便的生成各種剖面圖，并實現(xiàn)尺寸標注；其三，SketchUP還帶有建造需要的大量門、窗、柱等建筑結(jié)構(gòu)件和材質(zhì)庫，能夠方便的進行建筑設計效果的渲染。
（二） CAD參數(shù)化設計軟件
國內(nèi)建筑行業(yè)所使用到的CAD軟件，諸如天正、中望等CAD軟件大部分都是以AutoCAD為基礎，通過有效的二次開發(fā)來獲得適合自身使用情況以及使用需求的軟件。而AutoCAD是二十世紀八十年代由Autodesk公司在計算機上采用CAD技術(shù)開發(fā)出的一款計算機繪圖軟件包。由于它具有開放的二次開發(fā)平臺和基礎，因此在使用的過程中得到了不斷的完善和升級，逐步發(fā)展成為了國內(nèi)以及國外最為常用的CAD軟件之一，對CAD技術(shù)在建筑以及其他工程領(lǐng)域中得到了廣泛的應用起到了推動作用。
CAD軟件在繪圖的過程中是使用最為基本的圖形元素作為繪圖以及建模的基本要素，能夠很好的使用建筑設計師的使用要求。同時，其交互式的使用菜單也極大的方便了軟件的使用者，具有強大的設計功能。再次，其參數(shù)化的設計方式也給圖形的精確表達提供了基礎，能夠高效的進行施工圖的繪制。
2、建筑設計的表現(xiàn)類軟件
3DSMAX軟件被廣泛的應用到建筑、影視特效制作以及歷史遺跡的恢復等多個領(lǐng)域。它又被稱作3D Studio Max，屬于一種制作和渲染類操作的專業(yè)軟件。在進行建筑模型的創(chuàng)建、材質(zhì)的設計，光影的渲染以及動畫的模擬等過程中都可以用到3DSMAX軟件。它在建模方面具有多邊形建模、放樣建模以及NURBS建模等多種建模方式，同時還兼具強大的編輯與修改能力，可以很好的完成復雜模型的創(chuàng)建及分析工作。同時，該軟件還具有較強的兼容能力，通過豐富的插件體系來實現(xiàn)與其他軟件的兼容，拓展了該軟件的使用范圍。
3、建筑分析類設計軟件
（一） 建筑設計中聲環(huán)境分析軟件
當前，國內(nèi)自主開發(fā)的聲環(huán)境分析軟件還處于初期研發(fā)階段，主要是采用國際主流的聲環(huán)境分析軟件，諸如ODEON、EASE和RAYNOISE等。這些軟件主要是用于對建筑空間的聲學進行模擬，通過給建筑空間的模型進行輸入定位，然后再利用對應的操作獲得空間直觀的聲學效果，用作建筑設計的參考。
（二） 建筑設計中采光和日照分析軟件
當前國內(nèi)所采用的采光與日照分析軟件主要是Radiance、Lightscape以及LumenMicro等，他們可以很好的在虛擬環(huán)境中模擬可見光的效果，同時還能夠獲得亮度與輻射率的變化情況，并通過計算機來進行渲染，獲得良好的視覺效果。用以提高建筑的舒適度以及美學程度。
4、利用計算機輔助建筑設計軟件進行綠色建筑設計
基于模擬輔助設計的原則 ，清華大學 DEST 開發(fā)組將設計過程中設計人員和計算機模擬程序的工作進行了區(qū)分 ，提出了實現(xiàn)模擬輔助設計的具體流程 ，如圖 1 所示。開發(fā)組將設計過程中設計人員和計算機模擬程序的工作進行計的具體流程，如圖1所示。
圖1 設計人員計算機模擬分工
通過模擬計算可以對多種備選方案進行可行性分析與進；另一方面，建筑師可與設備工程師和結(jié)構(gòu)工程師進行共同的綠色功能模擬計算，最終形成一個信息的反饋優(yōu)化功能。從根本上來講，利用計算機輔助軟件進行綠色設計實現(xiàn)的是一個逐層深入的過程，通過逐步的細化各個綠色指標來完成整個指標系統(tǒng)的達成。而在各個細化指標的達成和設計都是通過循環(huán)設計、信息反饋的方式實現(xiàn)的。
結(jié)語
本文從設計類、表現(xiàn)類軟件以及分析類三個方面，分別探討了計算機輔助建筑設計軟件的發(fā)展及其應用情況，同時結(jié)合當前綠色建筑設計的要求，對利用計算機輔助軟件進行設計進行了論述，給計算機輔助設計軟件的應用趨勢指明了方向。
參考文獻：
[1] 周劍，徐倩. 數(shù)字建筑應用軟件初探. 蘭州教育學院學報, 2011,27(6):285-286.
關(guān)鍵詞:計算機;輔助教學
Computer Aided Istruction Initial Exploration
Zhang Jian
(Shijiazhuang Science&Information College,Shijiazhuang050000,China)
Abstract:Computer aided instruction,CAI in short,which is the key point and the breach for conducting system reformation of education and teaching.Meanwhile,it is also the necessary way to achieve the modernization of education.It is an important task in the research of edicational pattern to command the CAI mode well.
Keywords:Computer;Adied instruction
隨著科學的進步與時代的發(fā)展,計算機輔助教學已被大部分教師認可。計算機輔助教學手段的應用,以其軟件多方位、立體化的開發(fā)和利用,以及儲存信息量大、畫面豐富、多種媒體綜合運用等特點,在教學過程中能為學生建立一個動態(tài)教學環(huán)境,開闊學生的視野,豐富學生的想象力,調(diào)動學生的學習興趣,從而大大提高課堂教學效率。
計算機輔助教學是一種新型的現(xiàn)代化教學方式,它有許多傳統(tǒng)教學方法不具備的優(yōu)勢,但在運用計算機進行輔助教學時,應認識到它只是一種教學手段,必須服從和服務于教學目的、教學內(nèi)容等的需要。
然而,在計算機輔助教學的推廣實踐過程中卻出現(xiàn)了一些誤區(qū)。計算機在課堂教學中是一種教學工具,其應用于輔助教學的形式是靈活多樣的,而CAI課件的演示僅僅是一個方面;由于教學課件固有的某些缺陷,使很多課件不能滿足計算機輔助教學的需要。
雖然CAI有著許多突出的特點,并在教育實踐中證明是有效的。但是作為新生事物必然存在不足和缺陷,不難發(fā)現(xiàn):如果老師把大量的時間和精力都投入到軟件開發(fā)上,就不能將主要精力放在如何利用計算機技術(shù)組織教學上來,甚至不能將主要精力放在教學研究上來。從而出現(xiàn)了計算機輔助教學只在這種公開課、觀摩課來進行教學,裝點一下門面的這類情況。其實,我們認為教師最主要的任務不在于開發(fā)軟件,而是如何應用現(xiàn)有的軟件把計算機的優(yōu)勢發(fā)揮出來。需要指出的是這里所說的“軟件”并不是指一個具體的課件,而應是面向?qū)W科的工具型軟件,包括帶有學科特色的平臺和多媒體資料庫。
計算機和教師究竟誰處于核心位置?答案誰都應該清楚。我們首先要明確計算機輔助教學強調(diào)的是計算機在教學中的輔助功能,處于主導地位的仍是教師,因此充分發(fā)揮教師在整個教學中的能動作用才是計算機輔助教學的核心思想。作為一種教學媒體,計算機與其它教學媒體(如黑板、投影儀、電視機)沒有什么不同,只是一個輔助工具。作為一種工具,首先應具有易用性和可選性。計算機作為一種工具能夠幫助教師更好地完成教學過程,任何教育工具都只能作為知識的載體,而知識的傳承只能由人來完成。如果不認識到這一點,CAI就無從發(fā)展,甚至可能被扼殺,CAI的生命力在于能延伸教師表達能力,充分發(fā)揮教師的作用,也只有把注意力放在如何更好地發(fā)揮教師在教學中的主導作用,這才是CAI的發(fā)展方向。
由于,計算機輔助教學在我國剛起步,問題在所難免。但是我們不能只看他的缺點,在看到它的弱勢的同時,還要發(fā)現(xiàn)其積極的方面,這樣,我們才能有效地去運用計算機來幫助我們真正的實現(xiàn)現(xiàn)代化課堂教學。那么,計算機輔助教學到底有什么優(yōu)點呢?我們怎樣才能開展好計算機輔助教學工作呢?
1.計算機輔助教學的運用,補充了傳統(tǒng)教學中受時間、空間的限制和語言表達能力的不足。
2.計算機輔助教學能化靜為動,增強動感,誘發(fā)學生的學習興趣。
3.計算機輔助教學卻能做到實用化、系統(tǒng)化,靈活而多變。
4.能實現(xiàn)教與學的有機結(jié)合
計算機輔助教學可以利用電腦的交互性特點,實行雙向教學和個別輔導,通過人機交互,及時發(fā)現(xiàn)教學過程當中出現(xiàn)的問題,及時采取補救措施,使教與學這兩個環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來,從而有效地解決傳統(tǒng)模式下教與學脫節(jié)的問題。
計算機輔助教學已經(jīng)成為教育改革的重要切入點,也是當今教育技術(shù)的熱點問題,這項工作的開展將豐富教育的技術(shù)手段,給現(xiàn)代教育思想的實現(xiàn)提供更加有力地支持。所以我們應該積極主動的從正面去發(fā)展和推進計算機輔助教學的發(fā)展。
首要任務就是提高教師自身的業(yè)務學習水平。教師只有在不斷提高自身業(yè)務素質(zhì)的基礎上,才能更好地去教書育人,才能更好地做一名合格的人民教師,才能在知識經(jīng)濟時代立于不敗之地。
其次教師需要通過種種途徑廣泛搜集各類新式教學軟件。社會在不斷地變化,技術(shù)在不斷地更新,計算機硬件與軟件都在不斷地升級換代,陳舊的教學軟件已經(jīng)無法滿足不斷變化的教學工作的需要。當然更提倡有條件和有能力的教師根據(jù)自己的實際,制作適合自己品味的教學軟件,以滿足教學的需要。
總之,CAI教學,可把枯燥乏味的教學內(nèi)容,借助于多媒體的優(yōu)化組合,使課堂教學形象化、趣味化、交際化和生活化,提高了教學質(zhì)量。計算機輔助教學方興未艾,充分利用現(xiàn)有條件下網(wǎng)絡所提供的信息資源從而徹底改變教學軟件在設計、開發(fā)和使用上的相互割裂的局面,使CAI在課堂上的運用走出低谷,朝著更為廣闊的方向發(fā)展是我們當代教育使者的主要任務。
參考文獻:
[1]鄭夫揚.《恰當應用多媒體,提高課堂教學效率》江蘇
[2]陳志銀.《計算機輔助教學的誤區(qū)》江蘇
摘要：教育現(xiàn)代化是人類社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素和必要條件，也是教育發(fā)展的最終目標，對教育教學現(xiàn)代化的研究已成為全球普遍關(guān)注的熱點。計算機輔助教學是近年發(fā)展起來的一種嶄新技術(shù)，是進行教育教學體制改革的制高點和突破口，也是實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的必要之路。本文從計算機輔助教學的優(yōu)點出發(fā)，分析了利用計算機進行輔助教學的效果。
關(guān)鍵詞：知識經(jīng)濟 計算機輔助教學 素質(zhì)教育
隨著現(xiàn)代化教學手段的不斷發(fā)展和全面實施素質(zhì)教育政策的推行，傳統(tǒng)的教育教學模式已不適應于當前形勢，為彌補傳統(tǒng)教學模式的不足，提高課堂教學效率。必須變革傳統(tǒng)教學的信息傳遞方式，打破原有教學體制的限制，擴大課堂教學的容量和密度，提高個別化教學能力，計算機輔助教學正是在這種背景下產(chǎn)生并且正逐漸取代傳統(tǒng)的教育教學模式。那么計算機輔助教學到底有什么優(yōu)點呢?
一、計算機輔助教學效果好
在傳統(tǒng)的教學過程中，一般是通過演示與講解來體現(xiàn)教學的直觀性，而這種方法往往缺乏生動性，調(diào)動不起學生學習的積極性，對于那些難以理解的關(guān)系、公式。復雜的變化過程等，傳統(tǒng)的教學方式更是力不從心。而計算機輔助教學卻能做到實用化、系統(tǒng)化，靈活而多變，以聲音和屏幕圖象合理組織形象生動的畫面及畫面點數(shù)，不但可以傳播大量教學信息，給學生以清晰明快的感受，讓學生輕松愉快地學習，而且可以從不同角度刺激學生不同的器官，調(diào)動學生的所有感官共同參與到輕松愉快的學習環(huán)境中，使學生在不知不覺中激發(fā)學習的熱情與積極性、主動性，加深理解，增強記憶效果，牢固掌握知識點，從而達到良好的教學效果。提高課堂教學效率，彌補傳統(tǒng)教學中直觀性不足的缺陷。
二、能實現(xiàn)教與學的有機結(jié)合
在傳統(tǒng)教學模式下，體現(xiàn)個別性教學的主要途徑是提問與輔導，但每堂課的計劃內(nèi)容一般都比較滿，這在一定程度上限制了課堂提問和個別輔導的進行，教與學不能進行經(jīng)常性地相互交流，教師不能及時掌握每位學生的學習情況，學生對學習內(nèi)容的深度和廣度也缺乏必要的了解，往往使教與學脫節(jié)，即使教師講得口干舌燥而學生卻聽得稀里糊涂。
與傳統(tǒng)教學模式相比，計算機輔助教學可以利用電腦的交互性特點，實行雙向教學和個別輔導，通過人機交互，及時發(fā)現(xiàn)教學過程當中出現(xiàn)的問題，及時采取補救措施，使教與學這兩個環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來，從而有效地解決傳統(tǒng)模式下教與學脫節(jié)的問題。
三、真正做到輕松教學、寓教于樂
