计算机辅助论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇计算机辅助论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

在计算机的辅助下，机械模型可以通过三维视频展现出来，成为一种更加立体而全面的建筑物展现形式。学生可以根据这种3D画面的展示，在头脑中形成良好的印象，从而形成一定的设计思维能力。

（二）有利于增强学生的比例掌握水平

在机械设计中，对机械成品比例的把握能力十分关键。计算机辅助设计应用于机械设计教学中，能够利用计算机，通过建模，将不同比例的物体搭配或者融合，从而清晰机械设计中，各个部分的比例关系和整体与部分之间的联系，通过长时间的学习，使学生形成一定的比例掌握能水平。

（三）有利于丰富学生的资料收集内容

多方面的比较的观察能够使机械设计更加的完善、全面，从而在各个细节中，展现机械设计的独到之处。计算机辅助设计应用于机械设计中，有利于丰富学生的资料收集内容，学生可以借助计算机收集更多他们所需要的各类材料和图像、数据等等，为学生机械设计的学习奠定良好的基础。

二、计算机辅助设计应用于机械设计教学中的方式

计算机辅助设计应用于机械设计教学中，可以通过计算机辅助设计和传统教学方式的融合，结合计算机软件特点引导课程教学活动等方式来开展。

（一）计算机辅助设计和传统教学方式的融合

传统的教学方式经过长时间的教学实践，已经形成了一定的模式和教学结构，对于学生机械设计知识的学习具有一定的积极影响。但是多数教师在机械设计教学的过程中，会利用草图等指导学生进行机械结构的设计和规划，这种方式对学生机械设计知识的学习和机械设计能力的培养会带来一定的阻碍性因素。新时代背景下，在机械设计教学的过程中，教师可以采用传统教学方式和计算机辅助设计相融合的方式，继承传统教学方式的优势之处，同时也利用计算机辅助设计的独特价值，深入开展机械设计教学活动。计算机辅助机械设计能够使机械设计更加的完整而全面，提升学生的机械设计知识灵活运用水平。但是在学生利用计算机辅助机械设计的过程中，教师要注意适当控制学生利用计算机辅助进行机械设计的时间，不能够使学生过分依赖于计算机，而忽视了自身设计功底的练习和学习。教师要注意将计算机辅助设计和传统的教学模式有机结合，真正展现计算机辅助设计应用于机械设计教学的价值和作用。

（二）结合计算机软件特点引导课程教学活动

计算机辅助设计应用于机械设计教学中，可以结合计算机软件的特点，引导机械设计课程教学活动，展现计算机辅助设计的价值和特点。例如在指导学生对机械设计进行构思期间，可以借助sketchUp草图设计软件，指导学生细致分析各类机械中的体量关系，打开学生的思维空间，展现学生的初步设计理念。在此基础上，学生可以利用3dmax等计算机软件进行实际的3D设计，将学生的初步想法和设计理念通过3dmax软件展现出来，明确具体的方向。接下来，在学生明确机械设计的方向和大体形式的前提下，可以借助计算机的渲染软件，对所设计机械的细节进行渲染和深入加工，形成一个明确而完整的机械设计图像，展现每一位学生的设计想法和设计后的大体形态。在学生设计完成之后，教师可以组织学生通过互动的方式，借助计算机的多媒体技术，观看每一位学生的机械设计图像，互相分享设计理念，学习他人的优点和创新理念，提升每一位学生的机械设计水平，展现机械设计教学的价值和意义。

篇（2）

新媒体时代，人人都是设计师。作为设计类的专业基础课程，倘若还是传统的软件教学将不符合实际的社会需求，越来越多的企事业单位对毕业生的就业能力考察主要放在实际做的设计案例和具体的设计作品上，考虑到学生将来的核心竞争力如何体现？我们将实际的一些设计项目引入课程，希望学生在学习设计软件的同时掌握到真实的设计案例，面对一个个真实的设计实例，将“软件”和“设计”衔接在一起，真正让学生通过教学模块的知识点学以致用。作为设计师兼教育者，深刻体会到学生在学生软件时的热爱与畏难情绪，在课程教学的过程中，通过将设计案例结合课程知识点相互贯通来增强课程模块的趣味性。拿本门课程为例，AI设计软件教学开始前，首先明确给学生该课程的一个课题任务——要求每位同学用AI软件来设计自己的名片。考虑到学生之前没有任何专业设计的基础，“设计”对大一新生来说既好奇又陌生，我们在教学改革中尝试了用实际的设计作品案例带入课堂进行演示，将50张设计风格迥异、行业不同的名片混合在一起，让学生发挥自己设计的观察力与感受力，让学生先分组选出你认为“好的名片设计”与“差的名片设计”，并从中找到你认为最好的名片设计是哪个并说明自己的理由。学生在完成该课程实际任务时有许多的闪关点可以发掘，他们都在大胆尝试用“设计师”的眼光在审视设计作品，并具备一定的设计眼光，通过自己在看、触、听等各个感官一起运用起来开始自己的独立鉴赏能力的锻炼。通过分析优秀的名片设计，这一个小的设计项目能够让学生在课程中能够体验到用AI这个设计软件能够实现他们眼前可以看见的名片作品，在实际的感受到50多张名片之后，学生心里已经有了跃跃欲试的感觉，在之后的AI软件设计教学中，不仅能让学生有积极性来掌握设计软件的相关功能，还能在实际的软件操作中学以致用，让“设计”与“软件”合二为一，使原本枯燥的软件课程的学习充满趣味与互动体验。AI软件教学模块结束之后学生不仅要提交设计软件的源文件，还需要提交最终设计的设计作品——“个性名片”。该课程的创新之处不仅仅教会学生如何通过计算机来辅助设计，还要求在最后提交设计作品的过程中，又学习到印前与印后的相关设计问题：字体的大小是否恰当、特种纸张的肌理选择、色彩的保真还原、打印的分辨率等许多准设计师们要遇见的问题，看似一个小小的实际课题却可以带给学生丰富的设计感受，让学生在充满成就感的同时体会到设计软件可以帮助你实现设计创意的魅力。这是其中一个我在本门课程模块设计中的案例，在授课的过程中给学生一个很好的互动体验，“计算机辅助设计”课程软件涉及的功能之多，为了提升课堂的学生的互动体验与课程的趣味性，课程教学在完成传道授业解惑的过程中也需要与时俱进。因此，教学过程中可以引用一些实际的设计案例，从基础开始逐渐培养学生作为“准设计师”的感受来训练与提升设计能力，不单单为了学习“软件”而学习软件，要将“设计”与“软件”活化衔接，为之后的专业设计夯实基础。

2“手绘”与“软件”融合发展

设计是一个紧跟时展的行业，稍不留神就有可能被时代淘汰,在各种软件自身功能不断完善成熟的大环境下，艺术设计类学生“手绘”能力的锻炼、课程价值和意义如何有效的体现呢？《装饰》杂志中曾经对手绘能力的回归做了一个系列的专题报道，由中国美术学院王雪青教授提出的《关于“手工”与“动手”的对话》中谈及在今天的社会中，电子计算机技术发展得非常快，应该承认这种技术的发展对今天的艺术设计与艺术表现起到了很好的辅助作用，从某种程度来说，这已经成为一种新的动力。但不少同学在学习的过程中，如果没有一个全面的认识，往往会因为对这种机器与技术的迷恋与依赖，而忽视在艺术表现方式上其他的各种可能性，比如说，徒手表现就是其中的一种能力。在设计的教育学界越来越重视学生“手绘”能力的培养。因此，在本门课程创新中，我们也有意识地强化学生“手绘”与“软件”的共通发展：PS课程改革中会有针对性地结合艺术设计类学生的手绘或速写本的基础来一起探讨PS数字图形的设计魅力。传统的PS软件教学更多是在教学生如何使用设计软件的相关功能，对于之前完全没有软件基础的学生来说，几乎不能很好的体验到PS设计软件的魅力所在。鼓励学生用多种表现形式的手绘方法来积累创意的过程，在计算机辅助设计课堂上反对“满堂灌”的授课方法，采取互动的教学方法，提供师生之间良好的沟通平台，让学生发挥创意思维灵活的授课形式，学生手绘素养的培养是很多软件教学课堂所欠缺的，因此，在课程的改革与创新实践上，强调“手绘”与“软件”相辅相成、共通发展。学生可以将自己平时手绘的速写本或设计草图扫描或者是翻拍成图片导入到PS中来艺术处理，教学中适当安排学生自己动手在速写本上记录表现创意的的环节，包括对手绘的多种形式如水彩、拼贴、涂鸦、水墨等，可以训练学生对艺术设计良好的领悟力与表现力，通过积累“手绘”的素材而非直接从网上下载结合计算机的设计软件进行艺术的完善，设计师的能力已经不仅仅是指绘画技能、软件技术的掌握，应该以一种触类旁通地在设计与艺术的领域里拓展跨界，设计能力不断更新与提高。课程中还结合设计竞赛也是艺术设计类专业教学上新的发展趋势：有机整合软件课程的理论知识与实践课程的相关性，融合贯通与其他学科如插画艺术、设计色彩、设计素描等课程的知识交集，包容不同艺术门类的创作表现形式，培养学生“手绘”结合“软件”处理设计问题，培养学生综合设计的能力，对知识点的掌握多元互动。

3“软件”与“软件”联合——更新设计的综合运用能力

3.1软件的更新迭代——“云”端同步分享计算机辅助设计课程涉及几大软件，软件与软件之间有重合的地方，其中Coredraw与AdobeIllustrator矢量软件其功能重合，由于软件版本更新换代很快，许多软件例如coredraw这个基础软件已经不符合市场岗位需求;许多大型的广告公司及企业在岗位中渐渐淡出，建议强化AdobeIllusrtaor这个矢量软件来完成相关设计任务，它与Adobe系列的兼容性好且在软件间的协同操作更有利。随着Adobe新版本的推出，“云”时代背景下的更新换代已初见端倪。Adobe软件版本已经从CS（creativesuite）的版本甚至到CC（creativecloud），这不仅是名称的改变，更是一种理念的根本性变化，AdobeCC套装软件就顺利了云时代的趋势，CC套装的推出将改变用户的使用体验，现代设计办公也逐渐从桌面延生到云端，用户可以注册账号将自己的作品上传到云端，帮助你可以享用云端同步及快速分享你的设计！未来在AppleAPPStore里可以下载到免费的PhotoshopMix等相关针对移动端的应用，这些将会改变未来设计的面貌。

3.2潜能开发——综合设计训练艺术设计的综合性趋势是全方位的，Adobe系列的设计软件是本门课程的重心，倘若课程按照常规以PS、AI、ID软件安排先后学习的进度，会让学生在学习的过程中会产生断层感。因此，课程的改革中要强化“软件”与“软件”之间的联合运用，在课程的期末作业安排上要求学生至少结合两个软件一起来完成课题。课程以一个“web专题页面视觉设计”为期末课题作业，带动学生学发挥自身的创造力，专题设计的内容可以很广泛：服装、建筑、品牌、美食、品牌、艺术家、节日、电影等都是网站专题可以表现的内容，让学生根据自己独特的思维方式和视觉形式语言来激发学生思维的活跃度及扩展能力。课程的引导过程中，特别强调对收集和整理项目所需素材,根据教学设置的课题名称,也顺势导入相近的案例项目进行分析梳理，帮助学生了解web专题设计的关键点，根据课程设置知识点的前后的连贯性，将ai软件用来设计logo等矢量图形，用PS软件来完成整个专题界面综合设计运用。这不仅对学生提出了设计软件要掌握熟练，有利于软件之间的协同操作，具有十分明显的综合设计素养的提升。

篇（3）

对于许多企业和工程技术人员而言，CAX早已不是"旧时玉谢堂前燕",CG---计算机辅助绘图的应用已深入人心，CG所实现的"甩图板"固然是推动计算机辅助技术在工程技术开发领域应用所迈出的一步，但同时应当看到相对于真正意义上的产品CAD--CAD/CAE/CAM全面集成，AM--敏捷制造和CE---并行工程而言，无论在技术含量上，还是在预期经济效益上这都只是第一步。因而，三维建模，智能化CAD以及PDMS---产品数据管理系统，乃至全系统集成等CAD的推进深入工作又站在一个全新的起跑线上，重新面临着整体规划、软件选型、人员培训、应用推广等问题．

二、企业级"CAX"应用整体规划

凡事预则立，不预则废。CAX应用亦然。首要重点就是企业级的整体规划，具体而言，包括时间、空间两个方面。

在时间范畴上，企业CAX的应用、深化作为一项系统工程，决不能一哄而上、一蹴而就的，所以从实施之初就应当立足生产实际，结合企业发展大计，制定长期战略，长计划短安排，从CAD。CAM、PDM等系统的初步建立，逐步完善，到全面集成系统管理，步步为营，并依据各阶段计划落实情况和企业发展变化对计划进行适当的修正。

在空间范畴上，由于产品设计开发部门、工艺设计部门乃至车间级工艺人员都是CAX企业应用的主体，故整体规划工作必须立足现实情况，针对不同层次的应用部门，人员定位作出不同规划。例如：设计开发部门考虑配备高、中端CAD/CAM集成系统（三维造型、有限元分析）；工艺部门、车间级CAD/CAM则可配备完整2D功能，简单3D功能（装配、自动编程）；若只允许检索、查阅，甚至可以只配备模型图档浏览工具，但应当特别指出两点：

1.各部门系统间数据、档案应确定交换通畅，各系统无虚连接；

2.不论高、中、低端系统，也不论开发级规划、车间级安排都应预先考虑对将来的入企业产品数据管理系统PDM的轨道是否会产生副面效应。

这里可举软件系统组合范例如下：

1、某模具厂，开发部门采用UG为CAD、CAM高端、SolidEdge为CAD中端；工艺部门以SolidEdgeOrigin3D为CAX平台，MasterCAM为CAM中端；车间级人员仅允许查阅，故采用SolidEdgeOrigin+Viewer；

2、企业长期使用AutoCAD，规划设计部门以MDT为开发平台，工艺部门则采用AutoCAD/AutoCADLT，车间工艺员采用AutoCADLT/Viewer。

三、软件选型

随着计算机软硬件技术的突飞猛进和CAX市场日益扩大，基于各种运行平台、技术核心，定位于不同性能价位的CAD、CAM软件百花齐放，性能及易用性更是长江后浪推前浪，令人眼花缭乱。对于以经济效益为核心的企业而言，只有最适合于自身产品开发的软件才是最有价值的，因此，选型必须立足于自身产品，离开这一基本点，任软件技术先进，功能强大，终将沦为"鸡肋"。

通常，CAD、CAM软件的选型分以下几个步骤：

1.立足产品，需求定位

对软件的选型应切合实际，根据自身产品的特点、复杂程度、企业内部设备来明确需求定位，才不至于迷失于众多CAD/CAM厂商的宣扬中。例如对于一家电产品厂而言，其CAX系统只要定位于产品设计，则它需要的是一个较强造型能力、装配功能完善，工程出图快捷的CAD系统，通常还应具备从顶向下的设计功能；对于产品呈系列化、改型频繁的企业而言，对CAD系统的迫切要求则首先是具备强大参数化功能，甚至要求装配的参数化，此外，造型（Modeling）--装配（Assembly）--绘图（Drafting）的全相关也是一个重点；对于注塑模生产厂家而言，模具型腔常有复杂曲面，且企业自行拥有数控铣床或加工中心，则在配备具有优良曲面操作能力和模具增强功能的三维CAD的同时，还须引入较强NC（数控）编程能力的CAD软件，对于复杂注塑件，模具设计中流动分析常不可避免，这就要考虑Moldflow或C-Mold等CAE系统，当然，一个CAD/CAM/CAE一体的高端系统也可能是理想之选；又如某些企业产品在钣金，管路上有所侧重，他们对CAX的要求又迥然不同。

因而，任何一个CAD系统都不是全能的，针对不同产品和不同企业，不同单位要求不同，软件选型考察侧重点必然不同，因此，具体选型开始务必立足产品，明确：什么样的系统才是本单位所期待的--即需求定位。

2.广泛考察，多方研究

确定需求后，应对整个CAX市场做一全面调查，对软件功能、技术优势、厂商资历等进行广泛了解，在今天这样一个信息时代，Internet盛极一时，这项工作不过是举手之劳，可以查询CAX软件供应商、商站点来了解软件资料、厂商概况、下载Demo演示信息，也可以上中立专业测试公司站点，查询软件评价报告，比较测评表，还可以登录专业院校、研究机构、行业协会CAD方面BBS、聊天室,看看天南海北的用户对各种CAX软件的正面推崇、反面批驳，乃至唇枪舌战的辩论，虽有可能失之偏颇，却往往一针见血，切中要害，让你了解到厂商提供资料以外的另外一面。当然，正面接触软件商以获取书面资料、软件演示版或技术人员现场介绍，都有助于对有关软件的认识。除此外，咨询专业人士、考察软件用户、参观兄弟企业均对选型大有裨益。

由于选型之初已明确要求，经广泛考察、多方研究后，即可初步拟订几种基本方案，通常这些方案在价位、技术优势或运行环境上有所区别，但对企业需求均有可能较好满足。

通常，许多企业倾向的主流软件有：

流动分析CAE：Moldflow、C-mold等；

低端CAD：AutoCADKMCADCAXA电子图板等；

中端CAD：MasterCAM、Cimatron、Powermill、SurfCAM等；

中端三维CAD：SolidEdge、Solidworks、AutodeskMechanicalDesktop等；

CAX集成化系统：ProEngineer、Unigraphics、I_DEAS等模块化集成。

3.现场测试最终定型

针对基本方案的进一步筛选，不仅应大处着眼，更应细处着手。典型的做法是邀请软件商到企业做现场测评，对各种方案的软件功能进行详细比较，以企业典型产品和复杂产品为案例，重点考虑以下因素：

a、技术功能指标：造型核心，组件技术，二维功能，三维功能，装配功能等；

b、用户界面指标：任何软件的考评中，用户界面都是一个重要指标，因为所有软件的使用主体均为人，所以易用性不言而喻不可或缺；

c、开放扩展功能：文件转换接口、二次开发能力、本地化国标化程度，此外丰富的三方支援常对软件后继扩展有重要影响；

d、价格定位--性能价格比；

e、服务水平：培训、技术支持、版本更新、疑难解答，包含软件商的发展能力。

通过综合评价，软件最终定型。

四、人员培训

人才是企业的秘密武器，企业间的竞争，实质上人才的竞争。同样CAD/CAM系统的运用，人才是关键，只有具有高度事业心和相当技术素质的人才，才能把CAX系统的性能充分发挥出来，为企业创造效益。

CAX技术是集计算机科学和工程学科相结合的综合性学科，因此，该系统应用人员也应是具有计算机应用和工程专业知识相结合的综合性人才，只有重视人才的培训和知识更新，才能更好地适应日益发展的CAX技术的需要。人员培训应由企业、软件商、高等院校及科研院所等单位来承担。

五、应用推广

随着CAD/CAM技术的应用日益广泛，它在工程上的应用也越来越深入，它从根本上改变了传统的手工设计以及用图纸为介质驱动生产全过程技术管理模式，CAD技术把真实世界的物体转变为数字化模型，以统一的数字化产品模型驱动产品生命全过程。

CAD/CAM系统的深入应用有以下几方面：

1、并行工程

提倡群体的协同工作，采用并行方式处理产品及其相关过程，有效地缩短了生产周期，不受地区和国界的限制，借PED-电子化产品建模技术和PED--产品信息管理系统和网络通讯等技术，实现国内外协作生产。

2、虚拟新产品开发

为新产品开发创造一个虚拟的环境，借助CAD的三维造型技术设计新产品，利用CAD可视化技术在屏幕上显示出拟生产的新产品外型、色彩、结构。利用有限元分析对产品受力等情况进行分析。利用RPT--迅速成型技术绘出实物模型。

3、实现CIMS

CIMS--计算机集成制造技术，是用计算机通过信息实现现代化的生产制造，以求得企业的整体效益，是未来工厂的模式，它是在CAD/CAM技术、网络、电子通讯、数据库技术、车间自动化技术和现代化管理技术充分发展的基础上实施的，它的实现可以为企业带来极大的市场竞争能力和巨大的经济效益。

六、结束语

CAX技术应用环境中，人员是关键，硬件是基础，软件是核心。

CAD/CAM就是产品从设计到制造全过程的信息集成和信息流自动化，CAX技术的应用将计算机的快速性、准确性及信息高度集成性和工程技术人员的创造思维、结合分析能力充分结合，从而大大缩短产品的设计、制造周期，提高产品的质量，增加企业的竞争能力，从根本上提高企业人员的技术素质，促使企业生产技术管理全面革新。

摘要:CAD/CAE/CAM技术的迅速发展正推动着制造业从产品设计制造到技术管理一系列深刻、全面、具有深远意义的变革。CAD不仅仅是"甩图板"已渐渐为人们所认识。本文从实用的角度讨论了计算机辅助技术（CAX）深化应用中的诸如企业规划，软件选型、人员培训、应用推广等问题，对CAD／CAM软件选型的方法和步骤作了重点介绍，力求具有实用性、先进性、科学性。

关键词:CADCAMCAX应用

参考文献

1、许超、汤文成等.计算机辅助机械设计.南京：东南大学出版社，1997.

2、葛巧琴、许超.机械CAD/CAM..南京:东南大学出版社,1998

篇（4）

[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

随着计算机技术的迅速普及，计算机的应用已渗透到人们生产、生活的各个领域，CAD--计算机辅助设计、CAPP--计算机辅助工艺过程管理、CAM--计算机辅助制造、CAQ--计算机辅助质量管理统称为CAX即计算机辅助技术，已为广大工程技术人员所熟悉，CAX的应用水平不仅是衡量企业产品开发、设计、制造能力和技术先进性的重要标志，更进一步影响着企业在激烈的市场竞争中的生存空间和发展潜力。

对于许多企业和工程技术人员而言，CAX早已不是"旧时玉谢堂前燕",CG---计算机辅助绘图的应用已深入人心，CG所实现的"甩图板"固然是推动计算机辅助技术在工程技术开发领域应用所迈出的一步，但同时应当看到相对于真正意义上的产品CAD--CAD/CAE/CAM全面集成，AM--敏捷制造和CE---并行工程而言，无论在技术含量上，还是在预期经济效益上这都只是第一步。因而，三维建模，智能化CAD以及PDMS---产品数据管理系统，乃至全系统集成等CAD的推进深入工作又站在一个全新的起跑线上，重新面临着整体规划、软件选型、人员培训、应用推广等问题．

二、企业级"CAX"应用整体规划

凡事预则立，不预则废。CAX应用亦然。首要重点就是企业级的整体规划，具体而言，包括时间、空间两个方面。

在时间范畴上，企业CAX的应用、深化作为一项系统工程，决不能一哄而上、一蹴而就的，所以从实施之初就应当立足生产实际，结合企业发展大计，制定长期战略，长计划短安排，从CAD。CAM、PDM等系统的初步建立，逐步完善，到全面集成系统管理，步步为营，并依据各阶段计划落实情况和企业发展变化对计划进行适当的修正。

在空间范畴上，由于产品设计开发部门、工艺设计部门乃至车间级工艺人员都是CAX企业应用的主体，故整体规划工作必须立足现实情况，针对不同层次的应用部门，人员定位作出不同规划。例如：设计开发部门考虑配备高、中端CAD/CAM集成系统（三维造型、有限元分析）；工艺部门、车间级CAD/CAM则可配备完整2D功能，简单3D功能（装配、自动编程）；若只允许检索、查阅，甚至可以只配备模型图档浏览工具，但应当特别指出两点：

1.各部门系统间数据、档案应确定交换通畅，各系统无虚连接；

2.不论高、中、低端系统，也不论开发级规划、车间级安排都应预先考虑对将来的入企业产品数据管理系统PDM的轨道是否会产生副面效应。

这里可举软件系统组合范例如下：

1、某模具厂，开发部门采用UG为CAD、CAM高端、SolidEdge为CAD中端；工艺部门以SolidEdgeOrigin3D为CAX平台，MasterCAM为CAM中端；车间级人员仅允许查阅，故采用SolidEdgeOrigin+Viewer；

2、企业长期使用AutoCAD，规划设计部门以MDT为开发平台，工艺部门则采用AutoCAD/AutoCADLT，车间工艺员采用AutoCADLT/Viewer。

三、软件选型

随着计算机软硬件技术的突飞猛进和CAX市场日益扩大，基于各种运行平台、技术核心，定位于不同性能价位的CAD、CAM软件百花齐放，性能及易用性更是长江后浪推前浪，令人眼花缭乱。对于以经济效益为核心的企业而言，只有最适合于自身产品开发的软件才是最有价值的，因此，选型必须立足于自身产品，离开这一基本点，任软件技术先进，功能强大，终将沦为"鸡肋"。

通常，CAD、CAM软件的选型分以下几个步骤：

3.1.立足产品，需求定位

对软件的选型应切合实际，根据自身产品的特点、复杂程度、企业内部设备来明确需求定位，才不至于迷失于众多CAD/CAM厂商的宣扬中。例如对于一家电产品厂而言，其CAX系统只要定位于产品设计，则它需要的是一个较强造型能力、装配功能完善，工程出图快捷的CAD系统，通常还应具备从顶向下的设计功能；对于产品呈系列化、改型频繁的企业而言，对CAD系统的迫切要求则首先是具备强大参数化功能，甚至要求装配的参数化，此外，造型（Modeling）--装配（Assembly）--绘图（Drafting）的全相关也是一个重点；对于注塑模生产厂家而言，模具型腔常有复杂曲面，且企业自行拥有数控铣床或加工中心，则在配备具有优良曲面操作能力和模具增强功能的三维CAD的同时，还须引入较强NC（数控）编程能力的CAD软件，对于复杂注塑件，模具设计中流动分析常不可避免，这就要考虑Moldflow或C-Mold等CAE系统，当然，一个CAD/CAM/CAE一体的高端系统也可能是理想之选；又如某些企业产品在钣金，管路上有所侧重，他们对CAX的要求又迥然不同。

因而，任何一个CAD系统都不是全能的，针对不同产品和不同企业，不同单位要求不同，软件选型考察侧重点必然不同，因此，具体选型开始务必立足产品，明确：什么样的系统才是本单位所期待的--即需求定位。

3..2广泛考察，多方研究

确定需求后，应对整个CAX市场做一全面调查，对软件功能、技术优势、厂商资历等进行广泛了解，在今天这样一个信息时代，Internet盛极一时，这项工作不过是举手之劳，可以查询CAX软件供应商、商站点来了解软件资料、厂商概况、下载Demo演示信息，也可以上中立专业测试公司站点，查询软件评价报告，比较测评表，还可以登录专业院校、研究机构、行业协会CAD方面BBS、聊天室,看看天南海北的用户对各种CAX软件的正面推崇、反面批驳，乃至唇枪舌战的辩论，虽有可能失之偏颇，却往往一针见血，切中要害，让你了解到厂商提供资料以外的另外一面。当然，正面接触软件商以获取书面资料、软件演示版或技术人员现场介绍，都有助于对有关软件的认识。除此外，咨询专业人士、考察软件用户、参观兄弟企业均对选型大有裨益。

由于选型之初已明确要求，经广泛考察、多方研究后，即可初步拟订几种基本方案，通常这些方案在价位、技术优势或运行环境上有所区别，但对企业需求均有可能较好满足。

通常，许多企业倾向的主流软件有：

流动分析CAE：Moldflow、C-mold等；

低端CAD：AutoCADKMCADCAXA电子图板等；

中端CAD：MasterCAM、Cimatron、Powermill、SurfCAM等；

中端三维CAD：SolidEdge、Solidworks、AutodeskMechanicalDesktop等；

CAX集成化系统：ProEngineer、Unigraphics、I_DEAS等模块化集成。

3.3.现场测试最终定型

针对基本方案的进一步筛选，不仅应大处着眼，更应细处着手。典型的做法是邀请软件商到企业做现场测评，对各种方案的软件功能进行详细比较，以企业典型产品和复杂产品为案例，重点考虑以下因素：

a、技术功能指标：造型核心，组件技术，二维功能，三维功能，装配功能等；

b、用户界面指标：任何软件的考评中，用户界面都是一个重要指标，因为所有软件的使用主体均为人，所以易用性不言而喻不可或缺；

c、开放扩展功能：文件转换接口、二次开发能力、本地化国标化程度，此外丰富的三方支援常对软件后继扩展有重要影响；

d、价格定位--性能价格比；

e、服务水平：培训、技术支持、版本更新、疑难解答，包含软件商的发展能力。

通过综合评价，软件最终定型。

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本文将根据数学CAI的优势及它与数学教育现代化的关系谈谈我对数学CAI的几点看法。

一、更新教育观念，把数学CAI作为数学教改的重要内容

1．数学教育观念的更新

自计算机进入课堂之日起人们就存在着种种猜测：教师不讲，学生能用计算机学会数学吗？计算机是否会削弱学生的能力？

学校的数学教育是以已有的逻辑为基础，这样就有可能忽略如直觉、美感和乐趣等非逻辑的因素。学生学习数学只不过是学习一组逻辑规则，没有机会体验到自然的数学经验。这导致学校的要求与学生的认识之间出现鸿沟。而计算机可以在数学与学生的认识之间架起一座桥梁，大大增强学生学习的动力，变厌学为主动学习。

关于在CAI中教师的主导作用，这也是人们所普遍关心的问题。在CAI过程中，教师的主导作用并非表现为在课堂上自始至终地讲课，而在于启发引导学生，让他们真正学到数学知识，培养数学能力。因此，教师的主导作用，并未被削弱，反而更加强了。

首先，教学软件的设计使教师有可能更好地发挥主导作用。在设计教学软件时，教师要时时设身处地地为学生着想。在先进的教学思想指导下，用最佳的教学策略把自己的教学经验和计算机技术结合起来,为学生创设一个更富启发性的教学情境，发动学生参与，让他们自己去思考、发现、探索，从而达到理解和掌握知识的目的。

其次，教师可充分利用计算机，扬长避短，创设最优化的教学环境。教师应把主要精力放在如何计划教学，把CAI溶入整个教学计划之中；如何开发教学材料；如何组织好CAI课堂教学，启发学生去克服困难等。这样，数学教师将在更高的层次上发挥主导作用。

2．教学内容的改革

计算机科学知识与数学学科知识之间是“相互辅助”的关系，二者相辅相成、共同发展。几十年来与计算机同步发展的计算数学包括数值计算，符号演算，计算机图形学已有巨大进展，这些进展反过来又促进了计算机技术的发展。随着计算机日益走入人们的生活，社会对人的数学素质的要求已经从依靠纸笔运算转换到有效地、恰当的使用技术，能帮助学生深入思考数学地问题、简化概括过程，提高学生解决问题以及在几何与代数、代数与统计和真实问题情景与相关数学模型之间建立联系的能力。数学教育应用更多的时间让学生去思考和理解更本质的方面，学会提出问题和抽象概括，从而达到帮助学生更深入地思考数学，应用数学。学校的数学教学应更重视培养学生对数学思想、方法及其应用的理解和掌握，重视现实问题的解决。

数学课程应当尽可能地使用计算器和计算机，这应当作为制定新数学课程的原则。目前许多发达国家都已这样去做。全美数学教师协会(NCTM)早在1980年就建议：在所有年级中，都应充分发挥计算机的作用，并注重将计算机与数学课程结合为一体。1989年，NCTM又出版了一份《学校数学课程标准与评估标准》，明确提出了“利用计算器和计算机作为学、做数学的工具”的要求。在美国，全国各地的学校都正在把计算机编程结合到数学课中去，新出的每一套教材都有BASIC编程的内容，相当于代数课程的8%。我国在这方面起步较晚，如何将传统内容进行现代处理，将计算机与数学课程结合为一体，是教材改革的一个重要问题。

二、如何开发出一批高质量的数学CAI课件

CAI是以教学软件的运行来展开相应的教学过程的。在CAI中，我们称具有一定教学功能的教学软件为课件。课件质量的好坏，直接关系着数学CAI的开展。

好的数学课件既要充分利用计算机的优点，又要结合教学实践。只有懂教学理论、经验丰富的数学教师才能处理好教学材料，对于如何编制程序、用计算机实现，则是软件专家才能回答的问题。因此，课件的设计和制作应当是各方面人才的综合参与，这其中包括数学教育研究人员，数学教师，软件工程师，美术设计人员等等。只有这些人员共同协作，充分实验、反复修改，最终才能制作出满意的数学CAI课件。

从课件质量的衡量标准考虑，一个优良的课件应能较好地发挥计算机的特点，应能较好地满足学生学习心理上的要求，应能较多地完成传统教学所不能完成的事情。优良的课件取决于优良的设计，课件设计方法的优劣，不仅影响课件开发的效率，也将直接影响课件开发的质量和水平。只有融合了先进的教学理论、学习理论和丰富的教学经验的课件，才是高质量的课件。而这一目标的实现，恰恰有赖于课件的设计。因此，提高课件质量，首先要在课件设计上下功夫，在学习理论和教学理论的指导下进行设计，才能构成有效的教学系统。

早期的CAI课件设计基本上是依照程序教学和行为主义理论的指导思想进行的。行为主义学习理论强调刺激和强化的作用，将其应用于CAI上，就是要把学习内容作为一种刺激源，利用文本、图象、动画、声音等方式，对学生产生刺激，达到记忆效果。练习也不过是重复演示教学内容，所以关键在于强化。这对于那些“记忆型”的知识（如定义、无规则的数据、图象等与学生原有认知结构很难建立联系的知识），通过大量重复练习，加强刺激，能够有效地达到记忆的要求。但是，对于学习逻辑性强的知识，这种方式就显得力不从心。在大多数数学CAI课件中，要“理解”的知识占绝大多数，简单地应用行为主义、程序教学思想就不奏效了，这也是近几年来认知理论在CAI发展中独占鳌头的原因。

认知心理学的出现为CAI的发展注入了新的活力，也从根本上改变了人们对CAI中计算机所起的作用的看法。计算机不仅是一种提供刺激，进行强化的工具，而且也可以创设一种以学生为中心，使学生主动学习的环境。随着年龄的增长，学生有了一定的知识基础，有了自己的兴趣，形成了学习动机，便产生了认知学习的可能，认知型的学习也就成为学生的主要学习模式。因此，在课件设计中，应充分考虑学生的认知特点，发挥认知心理学的指导作用。

根据认知学派的学习理论，在CAI课件设计中，应当改变过去只重视教材的知识结构的偏向，把重心放在如何促进学生已有的认知结构的发展和优化，以及新的认知结构的建构和优化上。课件设计应面向学生的学习过程，而不是学习的结果。在课件设计时，首先要设法使学生产生认知失调，产生好奇；其次要设法帮助学生理解知识。心理学实验表明，单纯的外部强化会降低内在的动机和兴趣。因此，课件设计应当面向学生学习的内在动机而不是外部奖励。乐学，方能学有所得，学而无厌。

三、逐步开设数学CAI课程

认知心理学认为，人的认识不是由外界刺激直接给予的，而是外界刺激与认知主体内部的心理过程相互作用的结果。因而学习必须由学生自己主动完成。弗赖登塔尔指出：最令我沮丧的是参加公开课的教师，他们显然认为这样一个过程是教学法的模式，并且赞赏执教者的高质量的表现，他们没有意识到这就是曾有人夸张描述过的教学：“每个人都在睡觉而仅有一个人在讲，这种状态就是教学”。在以教师自我为中心的班级教学模式中，学生仅限于被动听讲、机械练习，主动性难以发挥。实践表明：这种“讲、练、考、评”的教学模式是行不通的，只能使学生越来越感到失望。利用CAI恰恰可以弥补这一点。

计算机技术有巨大的潜力改变我们的教学方法。计算机技术对于增强学生的形式运算能力及借助图象帮助学生理解新的概念或课题是十分有效的。它可以作为数学教学中的工具去解方程、解不等式和验证代数解法的答案。同时，它可以在数字表达式、算法、代数式与几何图象之间建立广泛的联系。这些变化必然会导致数学教学方法论的改变。

目前，随着计算机的发展和教学软件数量的增加，数学CAI也在逐步开展，许多地区、学校都在进行CAI实验。但是，总的来说，利用CAI的数学课还是比较少，大多也只是讲一讲公开课，而缺乏大范围的、系统的实验。在数学CAI课中，教师该如何组织课堂教学，如何发挥主导作用，学生在CAI课堂上的认知过程如何等等，都只有通过实验才能回答。另外，通过实验，寻找数学CAI的切入点，也是发展数学CAI所必须的。因此，在今后的数学课中，有条件的地方应尽可能多地使用计算机，解决传统教学做不好的事情，这应作为教学改革的重要内容。

计算机为学生的主动参与提供了理想的条件，而数学CAI课的组织也是获得优化教学效果的必要条件。数学课不能再满足于单一的粉笔加黑板的教学模式，随着CAI的发展，今后数学课的模式应是多种多⒌摹S写车慕步饪巍⑾疤饪危淌步馕鞑⒁约扑慊ㄖ菔镜氖Э危肅AI课件的数学实验课，利用CAI课件进行复习测验课等。引入计算机之后，数学课堂的结构会发生变化，从传统的教师—学生转变为教师—计算机—学生，这也对未来的数学教师提出更高的要求。在数学CAI课前，教师要选择合适的课件并熟悉其内容，了解其设计思想，并考虑如何指导学生使用。对于新知识的教学，在课上由教师演示或由学生自己演示，通过简洁的操作，在屏幕上显示出所探求问题包含的各种情况，以协助学生思考他们对新知识的猜想或解题思路的估计。但不能代替学生的思考而直接给出新知识的结论或解题思路；在数学实验课中，可考虑把学生分成小组，跟着屏幕出现的问题认真思考、讨论、动手演算，教师要深入每一个小组中参加讨论，观察其进程，了解遇到的问题并及时解答，对有共性的问题组织全班讨论或讲解，努力在全班创设一种研究探索的学术气氛，这将根本改变沉闷的数学课的现状。

四、关于数学CAI课件的评价

从提高课件质量的角度来看，CAI课件的评价也是一个重要因素。通过评价，可以发现软件的不足，进行改进；通过评价，可以为教师、学生等提供选择和使用的依据；通过评价，可以指导课件的修正和开发。

对于我国数学CAI课件评价的现状，亟待解决的问题是建立一套适合于数学CAI的评价标准。目前，对于一般课件，国内、国外已有了一些评价标准，像“美国行业协会CAI课件评测表”，“美国MircoSIFT课评价表”，1992年我国的“教学软件评审表”等。对于数学CAI课件，一般的评价标准对它们也是适用的，但数学学科有它本身的特点，有其特殊性，若只用一般标准来衡量，就如同用一双大鞋去量每一个人的脚，结果肯定不能都是正确的。只有数学CAI课件的专门的评价标准，才能公正、客观、全面地评价数学课件，科学地指导数学课件的修正与开发，合理地指导数学课件的选择和使用，进一步推进数学CAI的发展。

CAI是计算机在教学上的一个重要用途，这个词意味着为了教学而应用计算机，正确认识CAI在数学教学中的辅，是对数学CAI课件评价的前提。一个好的数学课件必须能满足数学教学的各项要求，达到相应的教学目标。我们知道，行为主义和认知理论对于数学课件的设计起着重要的作用，它决定着教学过程的编排和进行，教学内容的呈现顺序和时机。因此，在数学课件的评价过程中，以行为主义和认知理论等中学数学学习理论和教学理论为指导理论，将有助于正确地评价数学课件教学内容呈现的合理性，教学过程的科学性，科学地评价数学课件。

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音乐喷泉作为将听觉艺术与视觉艺术相结合的艺术形式，已经得到了广泛的关注。目前，国内外虽然已建有很多音乐喷泉，但大多数音乐喷泉都存在着两方面不足：首先、音乐喷泉表演程序的设计需要音乐、舞美、电脑、自控、喷泉等专业专家的合作；其次，为了了解音乐喷泉表演程序的喷射效果，只有在硬件上进行仿真实验。因此，对于一般的音乐喷泉系统，其表演程序的设计非常费时费力，也正是由于这个原因，既便是美国Lasvegas这样著名的喷泉也只能表演几首曲目。

基于上述问题，笔者设计开发了一个音乐喷泉的计算机辅助设计系统，简称CAD-MF。在该系统中，首先提取音乐的基本特征，然后在此基础上分析音尔的曲式特征并将整首乐曲分成若干乐段，并分析出每一段音乐所表达的基本感彩；第二步，根据音乐的曲式和情感特片，为每个乐段匹配相应的音乐喷泉基本表演程序，从而生成最初的音乐喷泉表演程序。该表演程序可以用三维动画进行仿真，并可以通过友好的人机界面进行修改，直至满意。最终的表演程序经过自动编译，可以控制音乐喷泉按照设计的动作进行喷射，实现音乐与喷泉的同步。

1音乐喷泉实验装置

该音乐喷泉实验装置的草图如图1所示。该喷泉由13个喷头、4组彩灯组成。其中，喷头1～6为第一组，可以沿圆圈的切向径向进行自由摆动；7～9为第二组，10～12为第三组，可以左右随意摇摆；13为第三组，不能转动。此外，这13个喷头的喷射高度还可以有3个级别的变化。同时，该装置中还配有4组（1～4）彩灯，由于每一组由3个不同颜色的灯泡组成，因此可以营造出多彩的光照效果。

2系统概述

该系统由七个部分组成，如图2。

（1）音乐特征的识别

在本系统中，选择MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）文件作为输入的音源。MIDI是音乐信号在电子乐器之间传输的标准，包括硬件接口标准以及电子音乐信号在不同硬件之间的异步串行传输协议[1]。MIDI格式的音乐文件记录了音乐的全部乐谱和演奏的全过程，很多基本的音乐特征都可以从中直接获得。在此基础上，又可以进一步提取旋律、和声、节奏等复杂特片。根据音乐基本特征和复杂特征在内的音乐信息，最终能够按照乐曲的结构将其分为若干乐段，并且利用模糊分类器识别出每一个乐段所带有的感彩。

（2）音乐特征与喷射动作的匹配

这一部分主要是通过模糊专家系统将音乐特征与喷射动作进行两个层次的匹配——段匹配和音符匹配。段匹配是指根据感彩为各个乐段找到合适的基本表演程序，即用于表现某一特定情感的典型动作序列。音符匹配则是为特定的音符安排特定的喷射动作。这两个层次的匹配过程也就是音乐喷泉表演程序的最终设计过程，它记录了音乐喷泉随着音乐舞动的全部状态。

（3）动画仿真

当表演程序被设计出来后，如果直接在喷泉装置上进行仿真，将是一个非常费时费力的过程。因此，设计了动画仿真了系统。动画的参数全部按照实际的喷泉实验装置来设计，通过动画可以实现对实际喷射效果的仿真。为了做出与实际喷射相似的喷射效果，采用粒子系统[2]。

（4）手动修改

在观看动画仿真结果后，用户可能需要对原表演程序进行修改。为了使用户能够在不需要了解内部代码的情况下对表演程序进行任意的修改，笔者开发了一个很有好的人机界面。该界面不仅可以实现单点修改、多点修改，还可以为整段音乐选择另一套表演动作。

（5）打印喷泉表演流程总谱

该总谱既包括了所有音符，又包括了与音乐对应的所有喷射动作，可以对整个表演程序一目了然。

（6）编译成控制程序

用一台PentiumIII866MHz的PC机作为控制器，它能够自动地把表演程序编译成功放输出的控制程序，从而控制音乐喷泉硬件装置的喷射，实现音乐与喷泉的同步。

（7）同步播放

为了保证喷射与音乐的同步，笔者开发了同步播放程序，主要用于防止喷射相对于控制的延时。

音乐特征识别和匹配是该系统的核心。下面，将对这两个子系统进行重点介绍。

3音乐特征的识别

由于不同风格的音乐有着各自不同的特点，这里，选择节奏相对稳定、曲式相对固定的约翰·施特劳斯（JohannStrauss）的圆舞曲。

3.1音乐基本特征的提取

在该系统中，选择MIDI文件作为输入的音源。一个MIDI文件含有一个headerchunk和若干个trackchunks。速度、节拍等全局基本特片以从headerchunk中得到；而音高、音长等音符信息则可以从trackchunks中获取[3]。由于MIDI文件中含有大量音乐信息，因此许多音乐的基本特征都可以从中直接获取。这里，提取了九种基本特片：音色、调性、节拍、音高、音长、音量、力度、速度和发声时间。

3.2音乐曲式特征的提取[4]

施特劳斯的圆舞曲多由三部分组成：主体是3～5个小圆舞曲，前面有序奏，最后有尾声。每首圆舞曲有两个主要旋律，用单二部曲式（AB）或单三部曲式（ABA）构成。考虑到这些旋律常常由两个非常相似的乐句组成，采用一种搜索相似旋律的方法分析音乐的曲式结构；同时，为了提高搜索效率和正确率，还兼顾了曲式结构中的和声与节奏特点。

（1）根据节奏和调性进行初步识别

一首圆舞曲常常由几百个小节组成，因此如果在全曲范围内对旋律进行搜索将会非常费时费力。乐曲节奏和调性的改变常常意味着新段落的出现，这里首先根据这两方面的特征对全曲进行初步划分，为旋律搜索缩小范围，从而提高搜索效率。

（2）利用旋律搜索进行重点识别

为了进一步提高相似旋律的搜索效率，根据古典音乐的特点，作三点假设。第一假设一个完整的乐句由16小节构成，这一假设在很多音乐结构的研究中被采用，并在多数情况下被证明是正确的。第二段设一个乐句的前4小节是全句的重点，这一假设能够用很少的音符表征整个乐句，同时经过检验是完全正确的。第三段设在众多的乐器中，小提琴、长笛、单簧管演奏主旋律的可能性最大，这一假设被证明非常效，它帮助从十几种乐器中迅速地找到主旋律音色，作为旋律搜索的前提。在这三个假设的基础上，还引入一种树状结构“旋律树”，用以记录一段旋律的总体轮廓，从而实现对相似旋律的搜索，如图3。该结构由四层组成：

·第一层代表一段16小节的旋律；

·第二层代表该旋律的前4小节；

·第三层代表每个小节的三个正拍；

·第四层代表各个小节的正拍和半拍；

在图3中，节奏是3/4，在旋律树中，仅仅需要记录相对音高。与其他记录旋律的方法相比[5,6]，该旋律树有三个优点：首先，由于前4小节是整段旋律的重点，旋律树用很少的音符抓住了整段旋律的轮廊；第二，这种树状结构不仅记录了旋律的轮廓，而且记录了旋律的结构；最后，这种分层结构有利于提高搜索效率。由于上一层的音符比下一层重要，因此，如果在比较旋律树时在上一就出现了不同，则无需对下面的各层进行比较就可以直接得出二者不同的结论。这种旋律树可以用来提取和比较旋律，在实际中证明非常有效。

（3）利用和声特征进行补充识别

经过以上两个步骤，大多数曲式结构可以被识别出来，但仍会有一些例外。为了进一步提高曲式识别的准确性，又利用终止式[7,8]（结束一个音乐结构和结束一个乐思的和声）对曲式结构进行了补充分析。由于和声分析相对复杂，这里只考虑了与终止式密切相关的主和弦和属和弦。

3.3音乐情感特征的提取

在曲式特征识别基础上，整个乐曲被划分成一个个小乐段。该部分则通过对每个乐段的音响、速度、旋律等特征进行综合分析，最终由一个模糊分类器判断出其情感特片[9]。为了对情感特征进行合理的描述，根据在音乐心理学领域得到广泛认可的Hevner词表[10]，提出一种“情感环”的结构，如图4。

4模糊专家系统匹配

这一部分主要通过模糊专家系统对音乐特征进行段匹配和音符匹配两个层次上的匹配。

4.1段匹配

段匹配在对音乐作品进行结构分析和情感分析基础上，根据情感色彩为每一段旋律找到最适合的基本表演程序。

（1）基本表演程序库的建立

基本表演程序序中存放大量的基本表演程序，即表演动作序列。基本表演程序的结构如图5所示。从图5中可以看出，每一个基本表演程序除了记载所有动作的名称和动作时间和，还有该基本表演程序所体现的感彩。值得注意的是，这里的动作时间是指在标准速度（定义为1小节/1秒钟）下的动作时间。因此，当乐曲速度变化时，系统要自动根据速度的改变调整运动时间，从而实现音乐与动画的同步。

（2）表演程序控制器的建立

段匹配的结果记录在表演程序控制器PPC（PerformanceProgramController）序列中，作为进一步设计表演程序的基础，如图6。表演程序控制器有六个参数：第一个是控制器编号，即乐段编号；第二个是记录该乐段旋律线的旋律树的编号；第三、四个分别是该乐段的起始和结束小节；第五个是该乐段的感情分类；最后一个则是为该乐段匹配的基本表演程序的编号。

4.2音符匹配

音符匹配包括两部分：首先根据乐曲速度决定基本表演程序中相邻动作的时间间隔；其次是为关键音符（如强音）设计一些特殊的动作。在段匹配的基础上，音符匹配使音乐动画的设计做到了点面结合。

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2教学直观性不够，学生学习效率低目前，职业院校建筑课程仍已理论为主，然而由于课程特点因素，需要很多的直观性教学体验，教材上的图解及文字表述，无法达到使学生理解掌握专业知识的要求。同时传统的教学使得课堂上教师的表述及书写方式，使学生的理解速度和主动参与都受到严重的限制。教师仅仅侧重于讲授专业知识，实践动手能力严重缺失，进而学生只是频于应付测试及考试，但是专业素养的培养却未达到实际标准。

3课堂教学缺乏交流，师生互动弱高等职业教育的培养目标是应用型人才，需要使理论和实践有机的结合起来。建筑课程因现场情况复杂、问题多样及解决办法多样等问题，需要了解实际现场情况，具有针对性的进行更多的课堂交流及讨论。

4理论学习与实践脱节，立体空间建模缺失建筑专业是研究实体与空间、体块与体量、光与影的科学，涉及建筑中尺度、比例和三维空间设计的基本原则。进而使理论与实践有机的结合，然而传统教育方法无法搭建起这样的桥梁关系。

二使用计算机辅助手段在建筑课程教学中的优势

1课前准备更充分，教学控制更加自如，提高教学质量采取计算机辅助教学模式，教师前期准备会更加充分，既能熟悉教材的教学内容，又能搜集与教学内容相关的更多实效性资料；突出重点、难点，进而将大量的信息呈现于课堂上，使课题内容尽可能的延伸和发展。同时对教学的控制也有更好实现。

2注重提升实验性、实训性，提高学生实践水平能力在建筑专业课程教学内容中，涉及实验性、实训性内容广泛，比如“基坑支护”、“地基与基础”、“钢筋混凝土结构”、“钢结构”等，不仅要有理论作为支撑，同时要进行不断的实验、实训，对于学生而言，要具有对构件受到空间多维力的作用分析能力，结构的构造处理能力，对测量技术的操作能力。利用计算机辅助教学，可以将此类情况进行地基模拟实验分析、结构模拟分析工程等，把各环节具体、形象地展现给学生，使其具有较强的工程性和实践性。把学生从工地实践中解脱出来，防止施工现场实践的意外发生。

3注重抽象的知识变得形象具体，通俗易懂现阶段，传统教学模式仍处主要的建筑教学模式，按教学设计的思路简单的课件仍存在局限性。在教学过程中，加强立体思维、空间思维，同时强调发散思维，计算机辅助教学实现具有动静结合，化繁为易的效果，教师可运用AUTOCAD、Flash和3DMAX等软件，制作出形象生动的教学情境，再结合讲授使学生很容易置身其中，增强了课堂教学的活力，优化了课堂教学的过程。

4拓展思维，扎实技能水平，提高学生自学能力计算机辅助教学具有立体感、空间感及逼真感，形神兼备的特点，利用此类方法手段，开拓学生思维，培养学生扎实技能水平。利用创设模拟的真实形象环境，给建筑教学带来突破。比如：在教学过程中，运用计算机辅助教学软件对某种建筑的结构剖视图讲解，使学生可以三维图立体不同角度的转换进行查看，研究建筑结构的内部特征，使其提高实践能力，同时激发学生自我研究、剖析问题的能力。

三计算机辅助教学应注意的相关问题

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(2)辅助窗界面设计

辅助窗界面的主要作用是帮助设计人员在设计工作过程中对辅助设计系统中工具条中的各个工具进行更加精确和细腻地修饰，具体包括笔型、选项、选色、分层、备用灯几个方面的内容。如针对工具窗里的画笔工具，设计人员就可以根据实际设计工作的需要在辅助窗界面上非常方便地选择画笔的类型、粗细、色彩冷暖倾向等要素，进而使平面广告设计作品满足设计人员的要求。这样通过辅助窗的作用下才能更好的确保设计人员设计出的平面广告作品获得最佳的质量和效果。

(3)图库窗界面设计

图库窗界面是平面广告计算机辅助设计系统中关于平面广告资料库的管理模块，也是整个平面广告计算机辅助设计系统中一个非常重要的功能模块，其主要作用是用于帮助设计人员根据自己工作的需要对系统内平面广告主题资料库进行分类管理，或向辅助设计系统中添加或删除平面广告设计主题资料，以方便设计人员在工作过程中进行查找和调用，这样遇到相似的平面广告设计工作时，设计人员就不需要再进行类似的工作，进而减少设计人员的工作量，缩短设计工作周期，大大提高了设计工作的效率和质量。此外，资料库中的内容还应该要随着设计人员的不断使用过程中而逐渐变得更加丰富和完善，进而使其真正能够更好地满足平面广告设计工作的要求，这也平面广告计算机辅助设计系统图库窗必须要具备的一个功能，只有这样平面广告辅助设计系统自身的优势也才能够得到最大程度的发挥。

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通过网络，学生能够已经起自身的实际情况对其适合的学习方式进行选择。比如说很多学校都开设了网络课，通过直接设置网络课堂的方法，为学生随之收听与观看提供了便利。而且网络上的学习内容具有较大的信息量，以及较快的更新时间，一直在动态的变化中，这与传统课堂教学形式呆板、内容单调、陈旧、信息量有限有较大的区别，可以使得学生从以往的被动学习转向主动学习上来，因此可以较大的激发学生学习的兴趣，取得较好的学习效果。此外，网络教学能够做到学生自主考试，学生可以通过网络课堂上所设置的各种试题，再依据自己的学习情况，对不同难度的试题进行选择然后进行测试，让教学切实实现充分顾虑学生个体差异的目的，给学生创造一种灵活性、创造性、综合性的学习模式。

（2）形象直观的交互环境

通过计算机网络技术来辅助教学，能够给整个教学提供一个较为直观的交互环境形象，在这个环境之中，能够使得教师和学生间的直接交流得以实现，并且也可以使得学生间的交互学习与人机间的交流对话得以实现，从而可以达到较好的辅助效果。

（3）更好地实现教学策略

计算机网络的一些特性还决定了通过网络技术能够提供更多、更为丰富的教学策略，比如说在教学之前可以对所有学生展开一次学前的测试，这个测试包括学生的基础知识以及各项思维能力，利用网络还可以实现对学生心理方面的测试，对学生测试之后，还可以通过计算机技术综合性的分析学生反映出来的各种数据，这样可以更加客观的实现对所有学生的综合判断与评价，有助于教师依据分析的数据，选择最为适合的教学策略以及内容，使得教师的教学更能满足所有学生的不同需求，从而实现因材施教、使得所有学生都可以不断提高的目的。在计算机网络教学中，因为其可以提供较为丰富的教学资源，而且具有交互性、多媒体性等众多特性，这就使得在网络上使用多种教学策略与教学方式成为可能。

（4）有利于对学生的辅助

在以往的教学中，课堂授课的时间仅仅只有较短的几十分钟，如果学生在课堂之上，无法掌握教师讲授的知识，而在课堂之下教师又很少有时间去辅导学生，即使学校开设的有自习课，但是在较短的时间之内，教师无法面面俱到的对所有学生进行辅导，若有的学生较为胆怯，就会加大这种辅导实现的难度。但是通过计算机网络，教师不但能够实现对学生作业的批改，而且还可以直接将作业之中出现的问题反馈给学生，此外教师还可以通过视频对学生进行直接的辅导，也可以通过论坛以及E-mail的方式实现教师与学生间的交流与沟通，因为教师与学生间没有直接性的面对面，这样能够消除个别学生存在的胆怯心理，使得他们可以大胆质疑，因为这种辅导方式对所有学生的学习需求进行了充分的照顾，现在已经变成了教师对学生进行个别化辅导的非常有效的方式，再加上，计算机网络辅导不受时间以及地域的制约，即便师生间相隔万里之远，也可以通过网络来自由的进行交流与沟通，因此给学生的辅导提供了诸多方便。是计算机辅助教育结构图，从图中我们可知，网络教育辅助教育的诸多优势。

2网络技术实验教学中普遍存在的问题

（1）计算机网络技术具有较强的实践性

但是现在我国大多数院校网络技术的实验课程较少，一般仅有16个学时。计算机网络技术具有很多的实践性内容，而实验课却较少，致使了难以对实验内容进行合理的安排。如果想要利用实践深化理论知识难度就更大。

（2）实验内容单调，系统性缺乏

很多院校因为一些因素的制约，在进行计算机网络技术实验教学的时候存有开设的实验内容太过片面的问题。往往只开设网络软件应用、网络配置、网络系统操作系统使用以及网线制作等实验。这些实验虽然可以提高学生的动手实践能力，但是网络协议分析网络安全、网络系统测试、网络系统构建、路由器和交换机的配置等实验较少开设。这就导致实验和理论关联性较差，理论和实践严重脱节。

（3）学生的主观能动性较差

学生的实验积极性没有完全调动起来，实践操作不熟练实验过程中常常出现仅仅以指导教师为中心的问题。一般来说指导教师都会先演示和介绍一下实验，然后再让学生们自行操作。因为指导教师要对多种学生进行指导，难以跟学生们对实验中问题发生的原因进行透彻分析，导致这些问题不是被忽略就是由老师来解决。这就导致了学生的认知主体作用被忽视，没有较好的互动，使得学生的学习积极性与主动性难以激发，不利于培养创新思维。

（4）实验教师队伍素质有待提高，建设有待加强

一般学生都是分组实验，实验的指导教师往往是理论教师。在较少的实验课程中，单单凭借一位教师，很难达到较好的组织实验教学以及细致的指导学生的目标。一定会有一些学生难以顺利的完成实验，即使有的学生在教师的指导下完成了实验，也很难消化实验的知识，致使实验无法达到理想效果，因此要加强培养实验教师队伍。

（5）实验考核的力度不够

目前网络课程具有重理论考核、轻实践考核的问题存在。实验考核缺乏力度会致使学生更加重视理论的学习，而忽视实验的学习，这就导致了学生对实验缺乏积极性与主动性，所以需要加强实验考核力度。

3计算机网络技术改革教育研究提议

（1）加强建设网络技术实验室

管理、配置并且维护好实验环节尽可能使学生们自主研究解决实验问题，从而让学生在实验中积累更多的经验，得到更多的知识与技能。

（2）恰当安排实验课时

对传统的实验方式、实验教学进行改革。网络实验课程要有充分的实验学时。通过小组来进行实验。路由器、交换机、主机的配置都由小组成员间的相互分工与写作的形式完成，从而为组织开展实验提供方便，让所有学生都可以接触到网络设备，使得学生的协调沟通能力不断提高，体现了团队合作精神，使得实验教学的作用得以更好的发挥。

（3）对专用的网络实验室进行充分的利用

对实验内容进行合理的安排，从而使得实验教学效果得以有效的提高。

（4）加强建设实验指导教师队伍

实验教师队伍应该由两部分组成，分别为：实验指导教师与实验技术人员。实验指导教师主要根据实验教学大纲的要求对实验计划进行安排；指导相关技术人员完成实验室建设的任务；协同实验技术人员将实验教学任务完成。

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1．计算机辅助教学的应用形式与目的

计算机辅助教学是一种教学形态，即以计算机的各种功能和特点，代替或部分代替教师面向学生，促使学生实现有效学习的教学形态。在教学中的应用形式既可以是人-机对话式，也可以是借助其他媒体（大屏幕投影或液晶投影）构成新的信息传递系统。所要达到的目的为：（1）改进课堂教学；（2）优化传统教学；（3）实现个别化教学；（4）改善学习态度。

2．计算机辅助教学对主要参与人员的要求

（1）对任课教师的要求应有较高的教学水平，熟悉计算机的一般操作。因为在最初的设计构思及以后的实践应用中他们要起主要作用，可以说决定了辅助教学的成败。没有一定的教学水平，就提不出好的教学设计，也就编制不了好的教学流程图。

（2）对软件设计者的要求要有较高的制作水平，较高的悟性，细心、专心，更要有"否定-提高-再否定-再提高"的意识。对专家、教师所提出的教学设计、建议应仔细琢磨、领会，据此编制出软件程序流程图，还要与教师沟通，根据教学要求设计好稿本卡片。对资料的选择、运用、组合及加工应在细心研究后进行。制作中要体现高度，适当展现现代制作水平。尤其要对试用中发现的新情况给予高度重视，要勇于否定自己，在不断的否定中制作出精品。

3．设计计算机辅助教学软件的基本要求

（1）科学选择。由于在计算机辅助教学过程中，要花费较多的人力和物力。因此，对这一方式的使用要慎重，其它媒体可以解决的不用计算机，要在"代价最小，功效最大"的原则下决定使用与否。科学选择还体现在课型、媒体、资料、使用方式等的选择上。在自然课各种类型课中，并不是每一种类型都适用于计算机进行辅助教学，即使适用，也存在着选用哪种应用方式的问题，在确定使用前应解决好这些问题。

（2）科学决策。体现在教师对教材的处理、设计，以及制作者对构思的实现方式选择上。具体体现在软件制作的全过程。我们在实践中的制作过程如下：决定课题教学目标分析教学设计（编制教学流程图）辅助方案设计（编制程序流程图）准备制作（编制稿本）制作试用修正辅助教学实践评价修正制作过程中，专家、教师、制作者应密切配合，力求科学选择教材、处理教材、分析教学目标、设计教学、设计辅助方案、编制稿本、进行制作、进行教学实践最终进行科学评价和修正。一个制作周期后，教学流程图、程序流程图、稿本卡片和一套完整软件作资料保存。

4．计算机辅助教学有助于能力培养

（1）有助于观察能力的培养。计算机辅助教学可以根据学生观察的需要把事物化静为动、化虚为实、化繁为简，使难以观察到的事物清晰地呈现在学生面前，从而使学生可以细致、全面地进行观察，启发积极思考。计算机不但为学生的观察提供了丰富的画面，而且还教给了学生分析问题、解决问题的方法。计算机能提供生动形象的声像信息，可以不受时间、空间的限制，在教学中显示所要观察的自然事物，同时，还能对时间进行缩放，在显示事物变化发展过程中有独特的功能。在展现宇宙星体运动变化、动植物运动情况方面优势很大。

（2）有助于概括能力的培养。思维活动有许多的特点，概括能力是其中最基本的特点。概括的过程是把个别事物的本质属性推及为同类事物本质属性的过程，也就是思维由个别通向一般的过程。掌握概念，就是对一类事物加以分析、综合、比较，从中抽象出共同的、本质的属性或特征，然后把它们概括起来。所有的学习活动都离不开概括。概括是一切科学研究的出发点，是掌握规律的基础，任何科学研究的结论都来自于概括过程。从教学实践上说，学习和运用知识的过程是概括过程，利用表象可以概括出科学概念，并发展学生的概括、推理能力。计算机能提供直观生动、清晰的表象，有利于引导学生根据表象概括出同类事物的共同特征。

（3）有助于逻辑思维能力的培养。小学生的思维处于具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡阶段，就具体教学来说，利用表象形成概念是培养学生概括思维能力的主要方法，巩固知识和应用知识是培养学生推理思维的主要方法。由于自然知识之间如链条一样连接着，本身就具有科学的逻辑关系。我们在设计计算机软件时完全可以依据这些关系，将本来就有密切内在联系的知识有机地沟通起来。在进行教学实践的同时，学生的认知结构也不断地组建，逻辑推理能力也就在学生增长知识的同时得以发展起来。

总之，计算机辅助教学的运用对促进学生的思维能力发展效果是显著的。计算机进课堂，为学生的思维提供了具体生动的客体形象，可以激发学生学习的兴趣，培养学生积极发现问题、提出问题的能力，并在丰富学生表象方面起到积极作用。从学习兴趣对比实验的结果看出：计算机进课堂（1）对学生长时记忆效果明显；（2）培养学生简单应用知识能力效果明显；（3）能激发学生学习兴趣，提高学生学习积极性；（4）对培养学生思维能力效果明显。

二、课堂教学中的具体应用过程

1．选择适当课题，确定应用形式

太阳系离学生生活实际很远，在学生头脑中文字、图片的东西较多，相互联系、运动的表象很少，借助计算机可以进行弥补，为学生建立起宇宙空间的立体表象。因此，我们选择这一课题实施计算机辅助教学，具体采用演示模拟式应用形式。

2．教学目标分析，进行教学设计

教师对本课教材教学目标作详细分析，设计教学过程，编制教学流程图，并提供给软件设计者。

3．研究教学设计，确定辅助方案软件

设计者对教师的教学设计进行仔细研究，依据所确定的重点、难点，考虑小学生的实际情况以及教材内容特点等确定辅助方案，编制软件程序流程图（表一）。

4．编制软件稿本，进行软件制作

在与教师沟通后，依据软件程序流程图，进行分步设计动态、静态画面等，编制稿本卡片，随后进入软件制作阶段。

篇（11）

现象一：计算机辅助教学大多以“观摩课”的方式成为教育教学中的一个点缀，信息技术并没有真正与学科教学“融合”在一起。这主要是因为在进行计算机辅助教学的过程中，需要老师自己开发课件，而开发课件需要花费很大的时间和精力。一位计算机教育经验丰富的老师在谈到自己开发软件的经验时直言不讳：“虽然CAI是一个好的教学媒体，但也是一项需投入多（时间，人力，经费）产出少的工作，它仅适用于教学中的评比、检查、参观、学习一类装点门面的场合”，笔者在教学过程中也确实了解到大多数学校一般是在上公开课或评比课时，才用计算机来进行辅助教学。

现象二：虽然市场上已经有相当数量的教学软件，但是适用于教学的软件并不多，因此大多数情况下是教师自制课件，但是在制作课件的过程中很多学校普遍存在着这样的情况，由学科老师编写稿本，由计算机技术人员编程实现，开发成小型的教学软件，很大一部分学科老师由于计算机操作技能的生疏，使得课件的最佳优势不能发挥出来，且在实际应用中常常因操作失误而失败，这就大大抑制了教师自制课件的积极性。

现象三：一般我们上课时用的课件都是事先根据教学要求而设计确定的，而现在多数课件的开发恰恰忽略了这一点，单纯追求直观和生动，忘记了作为主体存在的学生的主动性。只强调教师的“教”而忽略了学生的“学”，全部教学设计理论都是围绕如何“教”而展开，很少涉及学生如何“学”的问题，按照这样的理论设计的课堂教学软件。学生参与教学活动的机会少，大部分处于被动接受状态，学生的主动性、积极性很难发挥，更不利于创造型人才的培养。很容易会进入一种“人灌+机灌”的新的课堂教学误区。而教师也受到定型情节的课件影响，完全围绕着课件讲课，缺少了课堂教学中最为精彩的“即兴发挥”。把原本的“课件辅助教师”变成了“教师辅助课件”。

二、现状的分析虽然CAI有着许多突出的特点，并在教育实践中证明是有效的。但是作为新生事物必然存在不足和缺陷，如CAI教学系统一次性投入大，费用高，而且CAI技术要求高。因此限制了许多有经验的学科教师亲自编制课件。CAI课件的制作远没能达到传统教学过程中备课这么方便自由。这也是目前计算机辅助教学开展中碰到的最主要的一个原因。但是考虑仔细一下，不难发现：老师很难把过多的精力投入到开发软件上，如果老师把大量的时间和精力都投入到软件开发上，就不能将主要精力放在如何利用计算机技术组织教学上来，甚至不能将主要精力放在教学研究上来。从而出现了计算机辅助教学只在这种公开课、观摩课来进行教学，装点一下门面的这类情况。其实，我们认为教师最主要的任务不在于开发软件，而是如何应用现有的软件把计算机的优势发挥出来。需要指出的是这里所说的“软件”并不是指一个具体的课件，而应是面向学科的工具型软件，包括带有学科特色的平台和多媒体资料库。实际上，近几年来国内出现了一批有教学应用价值的软件。只要教师能基本掌握使用计算机的能力，稍加培训就能够自如的运用它们来按自己的意愿制作小软件，紧密配合自己的教学过程，实现计算机辅助教学，现在有一个用于几何教学的平台叫作“几何画板”它适合用于平面几何、解析几何、射影几何等教学中使用，同时也能用于物理教学中的力学、几何光学与数学模型、几何图像结合密切的部分课程。而且界面简单、容易学习、直观好用，因此这样的软件很受老师的欢迎。另外一个比较重要的原因就是一些老师把计算机辅助教学的作用看的过高，没有根据教学要求来进行课件设计。制作出来的课件有原来的“满堂灌”变成了现在的“电子灌”，因此在设计课件时，不仅要注意软件的设计技巧，更要注意学习理论和教学设计方法的运用，这才有助于提高CAI课件的质量。