摘要:计算机辅助设计能培养学生应用现代工具解决技术问题的意识和基本能力,改变学生的学习方式。在通用技术教学过程中实施计算机辅助设计要考虑高中生的实际情况,选择合适的计算机辅助设计软件和有效的设计教学过程。计算机辅助设计在教学过程中要适度、适量地使用,要与实物教学相配合,注意软件使用的互补性。
关键词:计算机辅助设计 辅助制图 仿真试验
一、计算机辅助设计在通用技术教学中的应用
计算机技术在教育领域的应用是教育现代化的一个重要标志。计算机技术具有运用多种现代化手段对信息进行加工处理,显示与重放,模拟、仿真等特征。在技术课教学中可大大增强学生对抽象事物与过程的理解与感受,使学生获得多方式、多途径的发展。计算机辅助设计软件和仿真试验软件可以在技术设计的方案构思、绘图模拟试验等方面应用,培养学生使用现代工具解决技术问题的意识和能力。
随着通用技术学科的发展,许多高中纷纷建立了通用技术实践室,但很多学校还是把通用技术实践室简单地理解为“剪刀加浆糊"、“锤头加榔头"、“锯子加斧头”的建设理念,在开发和应用高中通用技术资源上还缺乏现代化的指导思想,计算机辅助设计能配合实物教学将设计的思想融入技术课程中,培养学生现代化的技术思维和技术思想。
二、计算机辅助设计在通用技术教学中的应用实例
(一)计算机辅助制图
高中通用技术要求学生通过学习掌握设计的一般过程,其中方案的构思和方案的呈现是非常重要的环节。在设计时,要求学生运用草图法进行构思,因为草图不仅能将一些想法较明确地表达出来,而且可以修改,并且在运用草图法进行构思的过程中,学生可以捕捉灵感、自由发挥。准确的透视、流畅的放线条,再加上对物体体积的把握,是画好草图的关键。由于多数高中生缺乏画草图的经验与知识,而通用技术课的教学时间又有限,所以学生在进行设计时总是表现得很紧张,发挥不出自己的实际能力。这时,如果选择一款适合学生使用的绘图软件则可以大大提高课堂教学效率。
1.选Sketch up软件用于教学的理由。
目前,在设计中普遍应用的计算机辅助所刁
设计软件很多,如Auto CAD.它着重于平面、立体、剖面图的绘制,又如3Dmax,其特点“无所不能”和“尽量逼真',重点在设计的过程上,而Sketch up软件又称“草图设计大师”,它简单易学,不仅具有平面绘图功能,而且在设计过程中的任一阶段都可以生成三维图,与其他绘图软件的衔接性也非常流畅。
2.Sketch up应用于通用技术草图绘制的教学。Sketch up绘图软件简单易用且非常直观,能够轻松实现学生产品设计的构思,并且可以随时修改,与设计师用手工绘制草图的过程非常相似,所以被比喻为电子设计中的“铅笔”。教师在教学设计课时,尝试让学生使用该软件,学生能很容易就学会基本的操作步骤,可以很好地将自已的设计意图表达出来。教学中学生完成的设计图,无论是在数量上还是质量上都比徒手画的图好很多。
[案例1]如何从正投影引出三视图的知识点?
通过Sketchup软件演示物体不同方向上的投影,继而引出问题“在正投影中,一般一个投影面的视图能不能完整地表达物体整体的形状和大小,能不能区分不同的物体?”教师再通过Sketch up绘图软件展示三个相同正投影的实际立体结构,使学生认识到一个投影面不能完全表达一个物体的具体形状,从而自然而然地引出三视图的知识点,引导学生正确认识物体的三视图。
(二)计算机仿真试验
在现实条件不允许的情况下,用虚拟的工具、设备和材料模拟实验,虽然不能像真正的技术活动那样可以很大程度地提高学生动手、动脑的协调能力,但是因它经济、方便、高效、安全,可以在通用技术课堂教学中应用。下面以桥梁测试软件为例说明计算机仿真试验在通用技术教学中的应用
[案例2]“结构的形状”是影响结构强度的因素之--,那么怎样的结构有利于增强物体的强度呢?
由于生生活中的产品涉及各种结构,不可能在课堂上一一列举并加以分析,笔者采用模拟桥梁设计和测试软件Bridge Builder,希望学生通过亲身体验来了解不同结构对物体强度造成的影响,教学分四个步银进行Builder软件
第一步,教师演示Bridge该软件的注意点。边演示边讲解使用教师搭建部分结构,要求学生进入第二级时,学生4人一组进行讨论,完成剩余部分。
第二步,学生分组讨论设计方案。
第三步,要求学生主动上台演示自己小组的设计方案。
第四步,学生对方案进行分析并加以改进。
教师通过创设情境,让学生亲自体验结构设计的乐趣。
三、计算机辅助设计在通用技术教学应用过程中应注意的问题
(一)适度、适量使用
计算机辅助设计因为具有操作方便、虚拟现实等很多优点,在现实生活中应用广泛。但在通用技术教学中要注意让学生适度、适量使用。在学生学习绘图方法的初级阶段应尽量先会手工绘图,因为手工绘图可以帮助学生了解和巩固绘图的方法、步骤及相关的绘图规范。
计算机辅助设计在通用技术教学中应用广泛,可以实现虚拟与现实相互转换的教学效果,但是学生动手试验与制作才是技术课教学的重点,不可用计算机全部代替。
(二)与实物教学相配合
通用技术课堂教学需要使用计算机辅助设计,也需要实物演试教学。在充分理解课程标准和教材内容后,教师要构思如何设计,通过什么手段和方法进行弥补,提高学生的技能,培养良好的情感态度与价值观。
(三)考虑与学生的互动性
计算机辅助设计并不仅仅是指课堂上教师运用该手段进行演示教学,而更多的是指让学生亲历设计的过程,掌握一些简单、易操作的软件进行自主设计,只有如此,学生才可全方位、多角度、整体化地学习通用技术知识,从而对技术学习产生自信心、好奇心和求知欲。
(四)注意软件使用的互补性计算机辅助设计软件在满足学生基本需求的同时还应对学有余力的学生提出更高的要求,如绘制不规则的图形,学习一些建模能力超强的软件等。当然,如果仅仅是设计桌子,柜子、书架之类的家具则还可以使用一一些专业的设计软件如“Sketch 橱柜设计”等。
计算机辅助设计软件在通用技术教学中的应用体现了技术发展的时代特征,培养了学生运用新技术解决生活问题的创新精神和实践能力。
参考文献:
[1]何威年,计算机辅助设计在通用技术教学中的应用[],教育研究与评论(技术教育版),2011(02)
[2]顾建军,段青.普通高中课程标准实验教科书通用技术必修1技术设计1.教学参考书[M.南京:江苏教育出版社,2009