三维设计软件在课堂教学中的应用探讨

第一篇：三维设计软件在课堂教学中的应用探讨

BIM三维动画演示技术在高职高专建筑专业课堂教学中的应用 孙煜

摘要：通过BIM建筑信息模型技术，使用Autodesk revit软件进行建筑真实场景模拟操作。在建筑专业的相关课程上，使学生直接看到在电脑中虚拟的实际场景，将会是课程教学模式的一种变革。

关键词：BIM revit 教学模式

高职高专

一、BIM简介

BIM建筑信息模型(Building Information Modeling)，是一种全新的建筑设计、施工、管理的方法，以三维数字技术为基础，将规划、设计、建造、营运等各阶段的数据资料，全部包含在3D模型之中，让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时，都能拥有精确完整的数据，是一种虚拟现实技术。目前BIM核心建模软件主要有Autodesk公司的Revit系列(广泛应用于民用建筑领域)。

二、revit系列软件简介。

Revit是Autodesk公司一套系列软件的名称。Revit系列软件是专为建筑信息模型(BIM)构建的。主要分为以下几个模块：

（一）revit的Architecture模块。

主要用于建筑外形方面的设计，包括体量模型，地形场地构建，建筑墙体、门、窗、楼板、楼梯、屋顶等基本构件的三维设计，支持渲染及动画展示。

（二）revit的Structure模块。

主要用于建筑结构方面的设计，包括基础、柱、梁、板、钢筋等基本构件的三维设计及动画展示。

（三）revit的MEP模块。主要用于建筑设备方面的设计，包括暖通空调设备，电气设备及给排水设备的三维设计及动画展示。

revit不仅是三维设计软件，同样也支持平面图纸的出图要求，可以完成平面图纸上的标注、大样等功能。目前已升级到2014版本。

三、在课堂教学中revit系列软件的优缺点

（一）revit系列软件展示上的优势

1.三维动画演示比传统课堂教学的优势

在传统的建筑专业课堂教学中，大部分还是通过板书及图片PPT进行演示的形式。学生通过文字和简单静态图片的描述很难形成印象。通过revit系列软件，对整个建筑进行虚拟模拟，全方位展示建筑的虚拟画面。使学生有身临其境的感觉，加深对建筑的认识。

2.可以用revit进行展示的建筑专业课程。

（1）《建筑制图》课程，包括土建、电气、给排水等的制图课程。通过对三维模型和平面图纸上的一一对应，使学生更加明确在平面图纸上的各种符号及图例的意义。

（2）《工程预算》课程，包括土建、设备安装的预算课程。通过三维模型的展示，使学生明确工程量计算的实物及工程量计算规则的对应关系。

（3）《建筑设计》课程，包括建筑学，结构设计，电气、给排水、暖通空调的专业课程，通过形象的三维全方位演示，使学生有空间上的认识。

（4）《工程施工管理》课程。revit软件和AutodeskNavisworks软件搭配，进行建筑构件的四维模拟，形成施工过程的动画演示，使学生对于施工顺序，操作工艺等方面更加深入了解。（5）其他相关CAD实训课程。在高校的建筑CAD实训课程中，传统是进行AutoCAD软件的平面绘制，可以增加三维设计的软件实训操作。

3.revit在课堂的应用实例

在学校建筑电气专业开设的《建筑概论》课程，通过revit软件进行建筑的三维模拟演示，使学生更好的理解建筑的外形、功能及相关技术要求。在讲解建筑的平面及剖面设计方面，可以进行动态的设计及三维演示观察。相关的案例图片如下：

图1 建筑概论课程演示建筑整体效果

图2 建筑概论课程演示楼梯部分

（二）目前存在的问题及发展方向

1.在学校多媒体演示硬件上的不足。

目前多数学校均已配置电脑和投影仪进行多媒体教学，但三维设计软件对硬件的要求比较高，如果电脑配置过低，则会出现运行缓慢等问题，但随着电脑行业的快速发展，会逐渐解决这个问题。

2.在学校多媒体演示其他相关问题

目前学校师资力量有所不足，大部分的教师属于专业教学，对这一款偏向设计方向的软件没有掌握，需要进行长时间的培训，这对一部分电脑操作不熟悉的教师来说是个问题。

目前使用revit绘制的模型设计院视为知识产权，不会轻易拿出。所以课程的案例来源及素材也比较紧缺。

小结

在设计领域，三维设计软件逐渐成为一种趋势。BIM同样影响着传统的教学模式，通过虚拟现实技术使在现实生活或者现场实训才能看到的东西，直接虚拟显示讲解。使学生脱离无法把纸面与实际一一对应的传统课堂教学。这将会是教学模式的一种巨大的变化。

参考文献：

【１】 秦军.Autodesk Revit Architecture 201x 建筑设计全攻略[M].北京;中国水利电力出版社, 2010..[英文题目]application of revit series in the phase of classroom teaching [作者拼音名]sunyu

第二篇：三维目标在,课堂教学中,的有效设计

三维目标在课堂教学中的有效设计

认真观看了王老师的讲解，颇有感触，在以后教学中要好好学习应用。一、三维目标、新课改

1、新课改就是要改变

课堂的特质是“变”，课堂的使命就是“应变” 应对——思想的变、言语的变、情感的变、行为的变 应对——内容的变、方法的变、情境的变、时间的变

课堂是教师应对学生的变，是学生应对教师的变。“以学定教”就是变与应变的过程！

2、三维目标的落实应该重点关注什么 思考要点：行为——操作——检测——层次（1）清晰教学目标：灵魂、方向

（2）清晰“三维目标”的概念：维度不是目标

知识和能力目标，是对学生学习结果的描述，即结果性目标。这种目标一般有三个层次的要求：学懂、学会、能应用。

过程与方法目标，是学生在教师的指导下，如何获取知识和技能的程序和具体做法，是过程中的目标，又叫程序性目标。这种目标强调三个过程：做中学、学中做、反思。情感态度与价值观目标，是学生对过程或结果的体验后的倾向和感受，是对学习过程和结果的主观经验，又叫体验性目标。这种目标的层次有认同、体会、内化三个层次。

重点是知识与能力 难点是过程与方法

二、知识与能力（课堂目标、细化行为动词）

1、课标目标≠课堂目标，课堂目标一定要用行为动词来对课标目标加以细化：用可以观察到的“行为动词”细化认知水平“识记——默写”，“理解——用自己的话解释公式内涵”，“掌握——归纳、概括公式结构特征”，让“理解”能够看到！

贯彻课标是国家的意志，“行为动词”让我们更加清晰教学设计中应该如何关注学生的学习方法与学习能力。教师要在理论的指导下细心研究一个个教学细节，密切关注学生的发展。

2、课程标准是国家制定的某一学段共同的、统一的基本要求，既不是最高也不是最低要求。教学设计要在课标目标的基础上，依据学生的实际情况进行二次加工。它隐含着教师不是教科书的执行者，而是教学方案的开发者。即教师是“用教科书教，而不是教教科书”。

3、知识与能力的概要

课堂的知识与能力目标应该是一种近在眼前的当下目标，其表述的是基本的、共同的、可达到的教学标准，再不是无法实现的、理想的最高要求。只有每节课真正落实当下目标，形成学生的长久能力才有可能。

4、知识与能力目标的设计原则：指向性、可观察性、可检测性、层次性。其实，探索知识与能力目标设计原则，不是为了做些文字游戏，而是想通过交流引发思考。思考目标设计如何能够真实有效，而不是浮搁在备课本上的一组文字。

5、知识与能力目标的设计：给学生定目标，而不是给老师定。

6、《规划纲要》所提倡的是——注重知行统一。注重因材施教。

7、“理解”既是“学会”的基础，也是“思想”的依据。学生是否理解，要看学生的行动。不仅要有心动、脑动，还得有行动，显性的动，这样我们才能检测学习有没有真正的发生。始于心动，成于行动。

三、过程与方法

1、教案就是思想，教案的核心是什么？ 目标——学习形式——核心设为——行为动词

2、过程与方法的设计没有统一的格式要求，但思路一定要清晰

3、说课说什么最重要：过程与方法是实施教学的关键。说清楚含有行为动词的目标，说详细教师如何让这些行为动词在教学过程中真正落实。

四、情感态度与价值观

1、情商与逆商高比智商高更重要。关注非智力因素。

2、这一维目标的目标设计的连带特点：

（1）知识连带：与本节课所学知识或能力直接关联（2）环节连带：与本节课教学环节或方法直接关联（3）期望连带：与本学科长远期望目标内容有关联 与学生生活实际贴近些，会更实际有效

3、情感态度价值观的设计原则：现实性、体验性、指向性

4、三维目标一体化设计

（1）三个维度的目标相互依存、互为联系、融为一体。（2）过程与方法支撑着知识与能力的学习与提高

（3）知识与能力的学习受控并影响着情感态度与价值观的形成与发展 知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观是一个分不开的整合体，你中有我，我中有你。

五、总结

1、静下心来深入研究教学，综合设计，细心落实。在课下靠加重学生负担提高教学质量，似叶上施肥；在备课中多花点时间一促进课堂有效，如根上浇水。

2、着眼在课程，细化在三维，实现在课题。既要仰望天空，更要脚踏实地。关注常态教育中的细节问题及问题的有效解决，就必须关注一步一个脚印的推进研究。一点一滴的落实素质教育目标。每一个目标的有效设计都会变成一个个促进学生发展的助力器，也会成为教学不竭的动力资源！

行动去了，做好每一个今天。实现未来，关注当下

3、付出与收获：

当付出远远高于收获时，那叫做悲剧。当付出与收获达到平衡时，就可成为优雅。让每一次的付出都能留下优雅的痕迹。

4、优秀素养 智慧教师

教师的职业是平凡的职业；但教师的职业绝不是平庸人的职业；教师的职业有其特有的趣味，而这种趣味只有在实施教师智慧的职业活动中才能体验。

始于思路——寓于深究——终于发展

第三篇：基于Inventor三维设计在教学中的应用

基于Inventor三维设计在教学中的应用

摘 要：基于Inventor三维设计的教学应用，可以提高教师的教学水平和学生的主动学习能力，使学校能够培养更多适合现代生产方式和科学技术发展的技能型创新人才。

关键词：Inventor三维设计；教学；应用

一、Inventor

Inventor是美国AutoDesk公司研发的三维可视化实体模拟软件，目前主要有基于AutoCAD的二维制图软件；三维设计软件；另外还包括束线和缆线设计、PCBIDF文件输入、管道设计、基于ANSYS技术的FEA功能模块。Inventor是基于装配和工程制图以及三维参数化零件制作的计算机辅助设计软件，其与AutoCAD相互兼容，具有草绘功能，快速智能的2D自适应布局，能够简便地从三维向二维转换，且自动尺寸标注能够对全部关键尺寸标注进行自动标注，包括机械零件库。Inventor具有扫掠特征、拉伸与旋转、螺旋体成型等方法，具有金属盒多种机械零件、工程图与零件表、生成组合与展示的功能。

二、Inventor的特征

特征是装配模型和三维零件模型的基础单元，Inventor的特征主要分为：零件特征、基础特征、放置特征、草图特征、定位特征。零件特征是指零件几何数据和几何造型的表达；定位特征是创建和坐标系相关联的内容，例如：工作点、工作轴、工作面，分别对应几何概念中的坐标原点，坐标轴、标平面；草图特征是指首先创建草图，再使用相关联的特征建立功能，从而根据草图生成实体。

三、在教学中的应用

Inventor三维设计在教学中的应用，可以有效加强学生实际工程的设计能力，可以强力促进机械制造专业的发展，可以大力培养高技能的创新型应用人才。以某学院基于三维设计实践教学的模式为例。

1.AutoCAD和Inventor的无缝过渡。利用AutoCAD的兼容快捷功能、Inventor的可识别图标、光标提示和设计环境，在基于三维设计的实践能力培养中，可以实现AutoCAD和Inventor三维设计的无缝过渡。

2.Inventor以视觉语集加快建模速度。通过Inventor界面的视觉语集和设计要求对减速器三维模型进行创建，这样可以有效促进学生完成课程设计，可以加快建模速度和节省建模时间，从而使学生有更多精力专注于创新设计。

3.通过动态模拟对工作原理进行体验。学生在设计初期难以预先了解设计思维是否合理，而Inventor的运动约束功能可以通过对动态模拟的演示，使学生快速明白减速器的工作原理；利用Inventor的分析装配约束，可以识别刚体和转换仿真运动连接；利用Inventor草图修改工具和草图绘制中几何约束的功能，可以使学生在装配模型和创建零件之前，评估设计方案，并根据材质颜色完整表达设计思想。

4.提供全方位数字样机的方案。利用Inventor Professional提供的设计工具，可以使学生创建精确度较高的三维数字样机，同时对设计初期的设计装配、外型、功能等进行验证。另外，Inventor的应力分析和运动仿真功能可以帮助学生验证和优化设计。由此可见，Inventor给学生提供良好的三维设计学习环境，可以有效加速学生设计思想的实践过程，和提高学生创新设计的学习能力和课程设计的学习效率。

四、欧特克应用

学校通过欧特克技术产品与先进理念的展示与整合，教学和科研项目的实施，加强了老师技术研发、技术应用、技术咨询、服务推广等方面的能力；通过“欧特克应用开发实验室”加强了学生实际的设计能力和促进了学院工程建筑与机械制造专业的发展。为了提升学生的设计能力和拓展学院的建筑教学，学院在欧特克应用实验室下开发了“设计创意教学中心”和“建筑工程设计中心”。通过“设计创意教学中心”的实践，学院的学习环境和企业文化都得到了有效改善。例如：欧特克技术的应用使学生可以对设计进行数字视觉化的渲染，这样不仅节约了设计实践的投入，还提高了课程设计教学的专业性。而学生的设计成果大大激发了学生的学习兴趣和学习激情，使学生在技术服务、机械设计、营销管理等内容学习上更有激情。另外，教学团队也获得了大量的科研成果，并在国家自然科学基金的项目方面发表了很多高品质和高质量的学术论文。

利用Inventor平台实行信息化的教学设计，可以形成交互式的教学氛围和数字化的教学资源，从而实现教育资源的共享和对教学设计具有针对性教学方法与信息化建设的教学理念，这样不仅可以变革教学模式，还能加强教师的信息化素养和学生的主动学习能力。Inventor课程的教学中使用模块化教学，教学内容主要有学生练习、课堂笔记、数据库，建筑信息模型、数字原型样机技术。通过Inventor的教学，为设计方法和设计工具的探索提供了研究平台，为学生设计能力和思维能力的提升提供了锻炼平台。

“设计创意教学中心”汇集了多领域的专家和跨学科的教学方法探讨机械，并在课程设计教学中全面使用Inventor三维设计的教学方案。目前，3D技术已经逐渐成为课程开发和学生学习的主要内容。每位学生要在规定的时间内完成项目设计，而欧特克方案可以使学生通过3D建模有效展示设计模型，并对模型进行视觉化渲染和零件变化的模拟分析，另外，通过欧特克3D设计课件和设计工具，学生可以在设计方案的探索中预测设计可行度。由此可见，3D技术不仅丰富了教学经验还贴近了行业要求。由于欧特克实验室提供了创新环境，而在基于创新环境下的课程设计教学中，老师可以模拟真实案例，学生可以进行小组合作，因此学生的制图水平逐渐提高，制图细节更加清晰，思想能力和评价能力更有科学性。

参考文献：

[1]张宪立.基于Inventor三维设计在教学中的应用[J].机电产品开发与创新，2013，26（3）：174-175.[2]杨崇英，杨宏涛.基于Inventor的工程制图教学方法的探索和研究[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2012，29.[3]王侃.用Inventor进行三维设计[J].计算机辅助设计与制造，2000，12.[4]唐明晰，郑继昌.Inventor在计算机辅助工业设计教学及科研中的应用[J].计算机应用，2000，S1.[5]邢艳秋.浅谈三维CAD技术在机械设计中的应用[J].中国科技信息，2013（13）：102.DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2013.13.052.（作者单位：苏州高等职业技术学校）

第四篇：在课堂教学中如何实现三维目标

在课堂教学中如何实现三维目标

用户名：okjxf 作者：姜晓峰

现代课程理论和改革的基本理念是：能力发展是核心，知识、文化积累是基础，情感态度养成是灵魂，是保证能力发展和知识、文化积累的必要条件。三者相互依存，相互促进。课程目标，都是从知识和能力，过程和方法，情感态度和价值观这三个维度提出来的，三个维度相互渗透，融为一体，具有很强的整体性和立体感。那么，在课堂教学中如何实现三维目标，是当今教师必须研究的话题。

一、在学习的过程中实现三维目标。

当今的课堂教学应当成为学生自主、合作、探究学习的天地。“自主学习”是指学生在学习的过程中有较强的主体作用，能够自我定向，自我选题，自我激励，自我监控和自我评价。“合作学习”是指学生在学习的过程中，借助小组和团队的力量，共同完成学习任务，更加有效地进行学习。“探究学习”是指学生在学习的过程中采用探究的方式，是一种在设定的情境下的探究，学生通过自主、独立地选题、调查、收集资料，处理信息，交流材料，表达与交流等探索活动，获得知识技能，发展情感与态度，培养探索精神和创新能力的学习方法和学习过程。自主、合作、探究三者相辅相成，水乳交融，有机结合。自主、合作、探究的学习方式都是以学生为中心，使学生成为学习和发展的主体。学生采取这样的学习方式，在学习的过程中有情感的投入，能获得有效的情感体验，有利于学生良好的价值观的形成。同时也发展了学生的能力，使知识、文化得到积累。

二、在指导的过程中实现三维目标。

新课程标准都是以学生的学为基础提出来的，淡化了教师的主导地位。但是，在课堂教学的过程中，教师的指导仍然起着至关重要的作用，这种作用是通过学生的主体地位的确立和学生自主、合作、探究学习的效果体现出来的。布鲁纳认为：“学生是一个积极的探究者。教师的作用是创设一种能够使学生独立探索的情境，而不是提供现成的知识，学生不是被动的、消极的知识接受者，而是主动、积极的探索者。”课堂教学虽然应当成为学生自主、合作、探究学习的天地，但教师绝不是袖手的旁观者。教师应当积极地指导学生的学习过程，采取适当的学习方法。并且教师应当成为学生学习的合作者，主动积极的参与学生的学习过程，在参与的基础上指导。教师第一要利用有利于学生学习的因素，激发学生学习的内动力，让每个学生都能体会到学习的乐趣。第二要千方百计拓展学生自主、合作、探究学习的空间。第三，适当组织专题性探究活动。

教师要注意在学生的能力和知识的基础上，指导学生选择适合自身发展需要的学习方法，在指导的过程中和指导的基础上，激发学生的情感体验，丰富学生的知识，发展学生的能力。

三、在实践的过程中实现三维目标 课堂教学过程，不仅是学生学习的过程和教师生组织教学的过程，而且是学生实践的过程。因此，教师要注意学生实践能力的培养，并且在培养学生实践能力的过程中，使三维目标得以实现。学生的实践过程包括识字写字、阅读、写作、口语交际、收集和处理信息、绘图、计算、测量、制作等实践活动。教师要注意重视学生的实践活动，在实践活动中培养实践能力。由于学生的实践活动都是自主、合作学习的过程，是掌握知识，培养能力的有效途径，并且在实践活动中学生的情感得到体验和升华。

四、利用课程资源实现三维目标。

课程资源包括课堂教学资源和非课堂教学资源。课堂教学资源都是按照新课程标准、按照三维目标的要求设置的学习目标和学习任务。非课堂教学资源包括图书、报纸、刊物、电视、电影、网络环境、校园文化、社区风俗、文物古迹、自然景观、人文精神、国际国内大事、学生的家庭生活和日常生活都是可供利用的课外学习资源。教师在引导学生开发和利用这些资源的时候，要指导学生采取适当的学习方式，注意个人的情感体验，获取知识和能力的发展。

五、在教学的过程中实现三维目标。

1、主体参与的有效化。在教学的过程中，教师要尊重学生的人格，尊重学生的个性差异。要学会赞赏学生，帮助学生树立学习的兴趣。培养学生选择的能力和履行职责的能力，使学生有能力选择学习的内容和学习方法，能够胜任独立学习以及合作学习中的自己的任务。教学要与学生的生活世界相联系，激活学生的生活经验，拨动学生的心弦，使学生的学习主体有效地参与学习的过程。

2、情感态度的个性化。学生是千差万别的学习地主体，在具体的学习内容、学习过程、学习场景、学习范畴中，在个人的情感体验上，也会是各不相同。教师要充分尊重学生的这种差异，并注意保护和开发学生独特的个人情感体验，让个性化的情感体验在学生的学习过程中，在教师的指导过程中得到丰富和发展。让学生能够对学习内容的思想感情倾向，能够联系文化背景作出自己的评价。对学习内容中感人的情境和人物形象，能够说出自己的体验。

3、目标任务的多样化。对每个学生来讲，他们各自的知识结构，人生经历，生活阅历，情感倾向，个性特色，学习习惯和学习方法等都存在差异，这些差异都直接或间接影响到学生学习的效果。所以，教师要能够使课堂教学中要求学生所达到的目标任务多样化。让个人基础不同的学生达到适合自己发展需要的目标要求。这样，学生在达到自己的目标任务的前提下，也都能够享受到学习成功的快乐，才会对学习充满信心，才能更顺利的进行更高层次的学习。

三维目标是相互联系，相互渗透的整体，是一个完整的人在学习活动中实现素质建构的三个侧面。因此，课堂教学应该全面关注三维目标，并将它整合于统一的教学活动过程之中。

教学案例分析

一、课程设计

在上匀速圆周运动第1节匀速圆周运动快慢的描述。这是一节概念课，内容多且抽象，不好上。如果按照传统的上法，将是一节乏味的概念课。新课程将这一节课的内容作了一些整合，首先在导入过程运用在南极附近通过慢速暴光得到的星空照片和游乐场的过山车，说明了身边的圆周运动，接着通过运用较多的实验器材配合概念教学，既增强了学生对概念的理解，又增加了课堂的情趣。我在处理这一节内容时，除了根据教材要求，运用“过山车模型”替代游乐场的过山车导入外，还视实验室的具体情况采用其他的替代实验进行演示。但我认为采用教材的导入还不够，若能增加“水流星”的实验导入将会引起学生更大的兴趣。如果真是这样的话，那么这节课将成功一半。基于这样的想法，我在设计时就将“水流星”的实验增加到导入过程里了。

二、教学过程

上课时，我按照设计好的顺序，首先引导学生观看在南极附近通过慢速暴光得到的星空照片，体会地球的圆周运动，接着通过 “过山车模型”说明了游乐场过山车的圆周运动。我发现学生的好奇心开始被激发起来，但还没有达到高潮。这时我拿出了自制的“水流星”装置问：“哪位同学上来表演水流星？”，在大家的推举下，汤新奇同学大胆地走上讲台，在没有任何指点的情况下表演了“水流星”。由于缺乏经验，汤新奇同学在收回“水流星”装置时，不小心将“水流星”中的水洒了一半到地上，引起了同学们的一阵笑声。汤新奇同学有些不好意思，有退缩的表现。这时我鼓励汤新奇同学要大胆表现自己，要勇于克服困难。在我的指导下，汤新奇同学将“水流星”装置重新装满水，再次进行了表演。这次表演“水流星”中的水洒了一点点到地上，只引起同学们轻微的叹息声。接着，我将“水流星”从汤新奇同学的手中接过来亲自表演，并将有关方法向同学们阐述清楚。当表演即将结束时，我照着“水流星”的惯性顺势一带，“水流星”便稳稳当当地停了下来，一滴水都没掉出来。表演获得了圆满成功，全体同学报以热烈的掌声，课堂气氛达到了高潮，同学们的注意力完全被吸引到课程内容上。接下来可想而知，整堂课上得非常活。

三、反思与评价

我对这一堂课有两个想不到，第一个想不到的是我在导入过程增设 “水流星”的实验，原本是要增加一些课堂气氛，没想到课堂气氛会那么热烈。第二个想不到的是原本很枯燥的概念课会上得那么活。

新课程提出 “知识与技能”，即学习物理的概念、定律、模型、理论及实验技能等，认识物理科学对社会的影响；“过程与方法”，即经历科学探究的过程，动手实验，学习科学方法，体会科学思想，形成自主学习的能力；“情感态度与价值观”，即培养学习物理的兴趣与激情，感受自然的和谐与奇妙，领悟其中的意义，养成科学精神与科学态度的“三维目标”，在“三维目标”中必须以“知识与技能”为载体，重视“过程与方法”的体验，关注“情感态度与价值观”的熏陶。

为了在课堂教学中顺利地实现三维目标，必须首先要创设问题情境，为教学问题创造良好的教学氛围，这样可以引起学生对教学内容的兴趣，激发学生的求知欲望，为达成课程目标打下基础，为教学活动的顺利开展创造条件。从本次公开课的导入所产生的效应可以看出新课程理念下创设问题情境的重要性。

第五篇：浅谈三维CAD技术在教学和设计中的应用

浅谈三维CAD技术在教学和设计中的应用

湖南省劳动人事学校张志明

摘要：CAD技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。CAD系统的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化，已经产生、必然继续产生巨大的社会经济效益。

关键词：三维CAD技术；设计和生产的一体化；教学与设计

现代化教学和技术创新是21世纪职业学校和企业竞争的焦点之所在，而产品创新既是技术创新的主要组成部分，也是技术创新的物化成果和集中体现，同时现代设计技术是实现产品创新的关键。

一、CAD技术的发展趋势

了解CAD技术的发展趋势对推广应用技术是十分重要的，有利于CAD方案设计、选型适应技术发展的需要。总的来说，CAD技术的发展趋势有以下几方面：

(1)基于32/64位微机的Windows操作系统平台的CAD系统倍受欢迎，象Pro/E、I-DEAS等运行于工作站的软件也纷纷推出微机版。

(2)二维绘图与三维实体建模一体化，基于特征的参数化设计软件应当是CAD系统的主要功能要求。同时要求CAD与CAPP、CAM、CAE信息集成，提供符合IGES、STEP标准的产品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技术解决方案是当前CAD软件的一个重要特点，也就是要求CAD软件能在网络环境下支持协同设计、异地设计和信息共享。

(4)支持并行设计的产品数字管理(PDM)一体化集成。

(5)CAD系统的智能化、可视化和标准化。

二、现代化教学已充分认识到多媒体教学的优势，并使之广泛应用，而三维CAD技术对教学也有很大的帮助

1、在教学很多课程需要实物模型帮助学生理解教学内容，而传统的教学方式是利用实物或者教师自制简单模型。存在的问题是实物携带困难，根据教学需要更改模型的可操作性也不大，自制模型简单，缺少变化，并且要花费教师的很多时间，没有经验的年轻教师完成这项工作也有困难。如果没有模型，仅仅依靠讲解，这样要想把一个立体结构讲清楚又是很困难的事情，对于缺少对实物感官认识的学生理解没有模型的讲解不是一个简单的事情，这个过程很容易出现偏差。

2、教学中存在的另一个问题是传统的教学模型更新换代的速度慢，而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要，传统教学模型基本上不能够修改，更换时的问题是新模型或实物成本高，旧模型基本没有再利用的价值。

3、三维CAD技术在教学中的应用完全可以避免传统教具的缺点，它在具有实物教具直观，容易理解的优点的同时，克服了传统教具的不足，避免了携带困难，模型修改方便，添加新模型的成本低（计算机建模），学生根据自己的理解也可自己和建立新模型，达到降低教学成本，提高教学质量的目的。另一方面，使学生在学习阶段就能不断了解新技术，也为之将来走向社会打下良好的基础。

三、三维CAD设计的技术基础

1、设计手段的计算机化。现代设计技术已离不开计算机的参与和支持，计算机已成为现代设计技术的必备工具，这一点已经被现代企业、学校在计算机应用的实际情况所证实。三维CAD技术正是充分发挥计算机优势的有力工具。

2、设计范畴的扩大化。现代产品设计概念已不仅是产品本身结构、性能、工艺等的设计，还应包括与之相关的一切过程。而三维CAD技术是现代设计的基础，能够为后续的CAE（计算机辅助分析系统）；CAM（计算机辅助制造系统）；NCP（数控编程系统）；PDM（产品数据管理系统）等提供完整统一的产品数据信息，大大地简化后续工作，优化整个设计过程。

3、设计过程的并行化和智能化。局域网和INTERNET的普及，已使绝大多数人认识到，网络将是二十一世纪发展的首选工具。一个大中

型产品的设计不是一个人或少数几个人就能够完成的，而网络将这种设计任务的并行性的可能性大大提高。三维CAD技术使得设计人员之间的交流更容易，减少了交流过程中的不必要错误，网络交流更直观。

（1）设计和生产的一体化。计算机技术在设计中的应用已从以往的计算、绘图和制造发展到当今的三维建模、虚拟制造、智能设计及CAD／CAE／CAM集成阶段。三维参数化设计软件作为当今最先进的CAD软件，在发达国家与工程设计有关的各个领域中得到广泛应用。比如：美国福特公司为迎接21世纪而制定的革命性的技术发展计划《FORD2000》，应用三维CAD技术后将新型汽车开发周期从18个月压缩到12个月，减少了90％的实物模型，减少新产品的设计更改50％以上，减少新汽车试制成本50％，提高投资收益30％。波音公司新一代777客机生产中实现了“无图纸设计”，其先进的CAD／CAM技术，走在了全世界的前面。

（2）强调顾客参与化。新世纪需求的产品内涵是一组能满足消费需求的理解，需求是产品存在和发展的先决条件。那么一个优秀的产品设计应充分考虑消费者的意见，应尽力让消费者参与到设计中来，这样就必须让消费者充分理解设计者的设计意图，而一个消费者大多数不具备理解产品图纸的专业知识，这时设计的直观性就显得非常重要。

（3）追求产品的精神功能和环保性。这一点是在设计者思想重视的同时，依靠设计能力的和设计质量的提高来保证的。

（4）分行业进行基础件、标准通用件的二维和三维建库工作。目前，二维建库的工作已较成熟，三维实体设计是发展方向，二维与三维相互结合应是国内企业应用CAD的一种模式。

四、对CAD应用人才的培养

CAD技术成功应用的关键在于人才。企业应首先注意加强CAD技术应用人才的培养。企业人才培养的重点是应用好软件，解决实际问题。高等院校和科研单位的人才重点是开发。一般来说，中小型企业自己培养CAD技术的开发人才是不适宜的。应走合作开发应用的道路。

现代三维CAD技术正逐步走向成熟，微机平台技术也已开始在实践中发挥作用，并且以其对硬件要求不高，操作简便，容易上手，价格较

低（国产“金银花“MDA系统价格已低于¥5000）等优点，已被学校和中小型企业接受，希望这种技术能够为学校和企业带来效益，提高学校和企业的整体设计能力，在二十一世纪的技术创新中发挥作用。

[参考文献]

[1] 路清献AUTOCAD2004教程电子工业出版社，2006.[2] 张小宁深化推广应用CAD技术存在的问题邮电出版社，2003.作者简介：张志明、执教于湖南省劳动人事学校（湖南技师学院），中专高讲、省级专业带头人、国家级骨干教师、赴德进修教师。研究方向：机械制造、设计、模具及数控。