时间:2023-04-08 11:43:24
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小学自然作为科学启蒙教育的主要学科,可以指导学生获得一些浅显的自然科学基础知识,培养他们的科学志趣及学科学、用科学的能力,使他们受到科学自然观、科学态度、爱家乡、爱祖国、爱大自然等思想品德教育,促进他们身心健康发展。
小学自然教学是“行虽微而旨趣远,出虽浅而寓意深”。它是一门科学启蒙课,研究的是低层次的入门的科学知识。我们在实践中感到在讲授小学自然科学中,除了学习教科书,讲课之外,还应注意到学生的年龄特征,教学内容要生动具体,注意它的基础性和可接受性,教学方法富有趣味性和多样形,多让学生动手。
鉴于小学自然这门学科的重要性和独特性,学校为了提高自然课的教育教学质量,加强了自然实验室建设,配齐自然教学所必须的仪器和教具,鼓励教师自己动手制作教具、学具,改善观察、实验条件。指导教师运用挂图、模型、电化教学、实验等教学工具和教学手段,启发学生的兴趣,激发学生的情感,改进课堂教学,提高课堂教学效率,近年来,学校的自然教学收到了良好的教学效果,自然学科教育、教学质量得到了提高,有的教师成为自然学科的教坛新秀,学科带头人。学校还举办了“苏州市小学自然电化教学现场会”。
学校根据小学自然学科的独特性,进一步发展小学自然教学的所取得的成果,把自然教学搞得更好,以自然教学作为计算机辅助教学的突破口,带动学校其他学科的计算机辅助教学工作。
当前,现代化教学手段以它自身的特殊功能和无与伦比的优越性正在教学领域中越来越普遍地得到应用。不仅极大地扩展了教学中传递信息的途径,同时也迅猛地冲击着传统的教学方法,促进了教学方法的改革。
学校自然教学在教坛新秀、学科带头人孙苹老师的带领下,从教学的目的和要求出发,认真研究学生心理发展的特点和各种教学方法、手段的功能,积极运用现代化教学手段,努力改革传统教法,不懈地探索现代化教学方法、手段与传统教法、手段的最优化组合的规律和途径,适应时代需求的新的教学方法体系,以争取最佳的教学效果。学校力求通过现代化教学手段改革课堂教学结构,调动学生的学习积极性,使课堂教学达到最佳效果。
例如,教学《眼睛的科学》(小学自然第五册)一课时,要求学生掌握眼球的构造,了解瞳孔的作用,知道为什么眼睛能看到物体。教师通过挂图、模型,可以帮助学生迅速地掌握眼球构造,再通过现代化教学手段播放《眼睛的奥秘》的录像,结合学生利用手电筒光照射瞳孔的实验,帮助学生进一步了解瞳孔遇光线强时收缩,遇光线弱时放大的变化规律。在教授眼睛为什么能看见物体时,教师再次出示眼球模型,取出模型中的晶状体和睫状肌,让学生观察其形状、特点,思考讨论晶状体和睫状肌的作用。教师通过讲解告诉学生,睫状肌能收缩、舒张,从而带动晶状体,使晶状体的凸度发生变化,从而使物体的像能清楚地落在视网膜上。这个原理单靠教师口头抽象的讲述及观看模型,学生还表示不够理解,于是教师利用了电脑设计辅助教学软件来演示这一过程,电脑动画画面显示:睫状肌收缩、舒张,晶状体也随之凸度由小变大,物体的像随晶状体凸度的改变,清晰地落在了视网膜上。学生通过电脑软件这个现代化教学手段的展示,对眼睛为什么能看清远处、近处物体有了感性的认识。这样,通过现代化教学手段,使《眼睛的科学》这一难表述的人体生理结构形象清楚地呈现在学生眼前,教学难点就迎刃而解了。从教学实践问卷调查的情况就可明确地看到:
班级人数实验内容能说出眼睛看物原理的能说出眼球构造的六⑴50只使用传统教学15人占30%24人占48%六⑶52现代化教学手段与传统教学相结合45人占86.5%52人占100%
这堂课通过现代化教学手段,学生的学习积极性提高了,兴趣也很浓厚,从而圆满地完成了教学任务。
在教学《大气压力》(小学自然第五册)一课时,在指导学生揭开塑料吸盘衣钩为什么能吸住墙壁这个奥秘时,教师又可利用电脑设计动画软件:衣钩一边的空气娃娃被挤了出来,神情沮丧,另一方面可爱的空气娃娃就把衣钩牢牢地压在了墙上。教学时,教师边播放电脑动画软件,边向学生讲解是大气压力使它产生这个结果的科学道理,学生看了电脑动画软件,听了教师的讲解,一下子就明白了这其中的道理,教学取得了良好的效果。
再如,在教学《青蛙》(小学自然第二册)一课时,为了让学生弄清青蛙是怎么跳跃、游泳的,教师首先让学生对实验桌上的青蛙进行观察,在学生观察了数分钟后,教师就可运用电脑这个先进的科技设备,向学生播放青蛙跳跃、游泳时的慢动作画面,让学生与实物进行对比观察,以让他们了解青蛙是怎样运动的。学生们一会儿低头看看桌上水槽中的青蛙,一会儿抬头看看电脑播放的青蛙跳跃、游泳的慢动作画面。不一会儿,学生们就纷纷举手请求汇报观察结果。通过电脑这个现代化教学手段,学生们很快完成了教材上要求完成的观察任务。
事实证明,如果教师结合观察、实验使用幻灯、录像、摄像、电脑等现代化教学手段对所要掌握的知识进行分解演示,突出重点、难点,通过放大、放慢,或定格、重演,引导学生观察、分析、实验,就能很好地帮助学生理解、记忆、操作,使他们在脑海中留下深刻的印象,对事物的理解能力得到了提高。这一点从《青蛙》一课的教学中得到证实:
班级人数实验内容能说清青蛙跳跃、游泳时的腿部动作的一⑴46只使用传统教学方法10人(占21%)一⑶48现代化教学手段与传统教学相结合39人(占81%)
从上述可见,在当今的教学中,现代化教学手段是相当重要的,它使学生获得直观形象的感性认识,使教师的讲述更精辟、生动、形象,能更好地完成教学任务。
自然教学中常用的仪器、标本、模型、挂图、实物、黑板、学具等,都是传统的教学手段。现代化教学常用的手段有幻灯、投影、录音、电影、电视,以及多媒体电脑这个具有时代特征的先进科技产物等。运用传统教学手段中实物、标本、模型可以展示事物的现象或外表,具有立体感、真实感。学生通过视觉可以感知实物的形状、大小、颜色、位置,通过触觉而感知实物的软硬、冷暖、轻重。而通过幻灯、投影、录像、多媒体电脑等现代化教学手段形象鲜明、再现迅速、表现力丰富、感染力强,能突破时间、空间、微观、宏观的限制,使教学内容所需要演示的事物、现象、过程全部再现于课堂,显示了无比的优越性。
现代化教学手段是科学技术发展的产物,是教育实现现代化的一个重要组成部分。现代化教学手段中采用了各种先进设备,具有效率高、效果好、范围大、规模大、生动形象的优势,丰富了教学内容,激发了学生的求知欲望和积极性。
在自然教学过程中,发挥现代化教学手段和传统教育各自的优势,建立适应时代需求的教学方法新体系,可以使我们的教学达到最优化。
经过计算机辅助自然学科的教学,能够把多种现代化媒体的视听功能融合在一起综合运用,为学生创设丰富多彩的学习环境,使自然课堂教学更形象,让学生能眼见其形,耳闻其声,形成大容量的信息传送,使抽象的概念成为具体的事物,使静止的画面成为活动的情景,从而使学生认知由感性上升到理性,更恰当地把握好教学的重点,掌握好教学的深度和广度,启发学生课后自行探求和应用知识,获得最佳的教学效果,得到了教师的一致好评,同时提高了自然教师的素质,不少教师在全国和省市会课中获奖,撰写的论文在市、区发表和获奖。
我们感到计算机辅助自然教学,它是其他教学手段无法替代的,随着计算机多媒体技术的运用,其教学效果更佳,将越来越被广大教师所认识、接受和运用。
在计算机辅助自然教学中,我们认为设计制作计算机辅助教学软件是关键,这就对自然教师提出了更高的要求,教师必须掌握计算机工具软件的使用和制作,同时,要具备较好的绘画能力。这样,必须加强对自然教师的培训,还需创设一定制作软件的条件并给予制作的时间。
计算机的发展及应用,使人们的生活日新月异。计算机辅助设计源于计算机图形技术的产生,计算机辅助设计的研究构想发端于1950年,但使用计算机绘图的最早记录是在1963年,美国麻省理工学院的研究人员伊凡·苏泽兰在美国计算机联合会会议上发表了名为《画板》的博士论文,从而开始了计算机辅助设计的发展历程。他从1950年开始着手开发通过图形技术来处理人与电脑交互对话的操作系统。1963年,这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术,使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。
最初CAD被解释为“计算机辅助绘图”,由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具,但随着后来信息技术的飞速发展,计算机技术在各领域的广泛应用,CAD的含义也在不断变化扩展,随着20世纪70年代像素的产生、80年代三维曲面造型系统的开发等,使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形,从而使CAD的含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。1970年的威尼斯双年展首次接纳了计算机绘画作品,这也标志着新的视觉艺术形式的诞生得到了社会的承认。
我国的计算机辅助设计起源于20世纪70年代。与国外计算机辅助设计发展的轨迹相似,国内计算机辅助设计的研究与应用基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代初,随着我国现代化进程的迅速发展以及计算机的进一步普及,在环境艺术设计和创作领域,计算机技术应用的价值,逐渐得到人们的重视。
二、我国计算机辅助环境艺术设计的现状
计算机作为信息时代重要的技术工具,在环境艺术设计领域得到普遍应用。在20世纪90年代前,国内对环境艺术设计效果的表现是使用手工绘制的方法,到了20世纪90年代初期,计算机辅助设计技术开始在我国建筑业应用。计算机辅助设计技术在建筑设计表现领域以不可逆转的潮流迅速发展。尤其是到了20世纪末,计算机辅助设计逐渐成为建筑效果表现的主流。起初,设计师主要运用AutoCAD软件进行施工图的绘制,在方案阶段还以手绘为主。但随着相关专业软硬件的更新和进步,它自身的强大优势得以显示,同时对传统手绘表现产生了越来越大的冲击。
随着近十几年来我国计算机辅助环境艺术设计的发展,计算机建筑效果表现的类型己经有了很细致的划分,可以分为:计算机建筑效果图、计算机建筑漫游动画和计算机建筑效果虚拟现实。计算机建筑效果图主要是通过3DSMAX,Lightscape,Photoshop等计算机软件制作的静态的效果图。通过计算机三维软件从平面、立面数据中得到透视图,透视点位置及视点角度均可变换,然后再渲染出二维图像,这种方式是目前社会上应用最广泛的。计算机漫游动画是利用3DSMAX软件的三维动画功能,在建筑物的室内或室外的设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施以及建筑物内部空间的效果,使人们能够在未来的建筑物中漫游,因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。
三、计算机辅助环境艺术设计的发展趋势
当前,随着计算机软硬件技术的迅猛发展,计算机辅助设计在环境艺术设计领域受到了广泛的重视和应用,比如各种方案的汇报、投标以及招商广告中随处可见,从而出现了大量的绘图软件的教程以及在教学上更加重视计算机绘图软件的教学课程。人们更多的关注计算机技术,想方设法掌握各种绘图软件,在模型、材质、灯光以及各种渲染技法上花费大量的时间,而忽略了最终的效果图的艺术性。计算机辅助设计是科学与艺术以及计算机与艺术设计相结合的边缘学科。计算机辅助设计在视觉艺术创造规律、形式法则和审美方法与传统的艺术设计是相同的。所谓视觉艺术,是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。一些美学研究者认为,从审美主体的角度来看,艺术离不开创造者和欣赏者两个方面,而这两个方面都要通过一定的感官和相应的感性物质媒介,前者创造出审美对象,后者达到审美愉悦。所以说,作为视觉艺术的计算机辅助设计作品既要真实的描绘场景,又要使欣赏者达到审美偷悦。不可否认,人们的欣赏水平在不断提高,求新、求异的视觉口味也越来越高。这源于技术的发展、审美的进步,计算机技术的发展对于社会和艺术创造产生了重大的推动作用。
在计算机辅助环境艺术设计发展的初级阶段,设计师的目标是使效果图具有真实感,能够模拟未来场景的真实效果,具有一定的实用性。目前的计算机建筑效果图的风格单一,已经不能满足大众的不断提高的视觉口味。计算机建筑效果图既是表现的技术同时它又是视觉艺术。设计师创造出审美对象,筑物内部空间的效果,使人们能够在未来的建筑物中漫游,因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。使用的软件有Creator系列三维建模工具及Vega场景管理软件。计算机建筑效果虚拟现实技术强调的是一种身临其境的感觉,采用的是人与人之间自然的交互方式。它可以实现逼真的、纯三维的场景,可以全方位、多角度、完全由用户自由控制在场景中漫游。作为建筑师可以从多个角度观察建筑方案,所以说虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现,而且也是一种推敲方案的有利手段。VR技术在我国的环境艺术设计领域中有着广泛的应用前景,将给环境艺术设计带来革命性的改变。
设计师创造出审美对象,要使欣赏者达到审美愉悦而不是审美疲劳。为此,根据目前我国计算机辅助环境艺术的发展情况,未来计算机建筑效果图应呈现艺术化、人情化和多样化趋势。
参考文献:
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虽然计算机辅助教学具有很多优越性,但是,这些优越性的发挥,要受到教师、硬件、软件这三个要素的影响,只有正确处理好这些要素的关系,计算机辅助教学才能取得良好的教学效果。本文将对这三个要素进行探讨,以供同仁参考、指正。
教师要素
在教学活动中,教师起主导作用,对计算机辅助教学的成功与否起关键作用。教师要利用计算机辅助教学,就必须熟练掌握驾驭它的基本知识和技能,以及启用计算机之后教师原已建构的传统教育理论和教育方法的应变与适应。具体来讲教师要具备以下几个方面的知识与技能才能顺利开展计算机辅助教学。
1、计算机应用水平
教师应用计算机的最低要求是:掌握基本的计算机知识和操作技能,会利用多媒体课件制作工具如Authorware等编写适用于教学的简单课件。目前大多数学校,只有教计算机课的教师懂计算机,其他任课教师不仅对计算机知之甚微,而且存在普遍对计算机的恐惧感。认为计算机太复杂了,怀疑自己是否学会等等。这些都是一个初次接触计算机的教师的正常心理。所以,对教师进行计算机培训的第一步就是要消除教师对计算机的恐惧感,使他们认识到,只要粗通计算机知识和操作,了解一些常见的应用软件,就可以在课堂上使用计算机了。
①拖“下水”
要克服教师们对计算机的恐惧感,就得让他们去实践。我们利用对教师进行业务培训的机会,编写了一个调用CAI课件的步骤(例:1、打开主机电源开关;2、C:>cd3、C:>cai)给教师,让他们依此执行。他们只动手敲了几下键,就把画面清新的课件调出来了,通过按动方向键就可实施计算机辅助教学,而且教学效果比自己通过嘴讲,要好过十倍,使他们乐不可支。多进行这样的尝试,使教师们逐渐对计算机产生了亲近感,久之,就消除了对计算机的恐惧感。
②教会“游泳”
教师既然下了“水”,就得去学习“游泳”的技巧与技能,有了良好的心态,就会使自己的计算机操作水平上升很快。我们通过现有的计算机网络教室,给教师们辅导了DOS、Windows操作系统,教会他们参考软件说明书,利用软件进行课堂教学。与此同时,我们还把学习计算机的积极分子,集中一起学习课件制作工具软件Authorware,编写简单课件,使他们像“星星之火”一样,带动全校教师学习计算机,参与到CAI队伍中去。
2、调整固有的教学思想和方法
计算机在课堂教学中所发挥的作用同教师的教学思想与教学方法密不可分。计算机辅助教学不仅仅要教师具有操作计算机的基本技能,更重要的是要改变以前固有的教学思想与方法。坚持正确的计算机辅助教学观,把课堂中启用计算机这一媒体所引起的课堂变化弄清楚,否则就会把计算机看成传统教学的附属物,把计算机当作录像机、录音机、投影仪,只用于演示传统电教媒体均能做到的软件,不能真正发挥计算机的作用,实际上是“新瓶装旧酒”,会造成资源浪费,得不偿失。因此,调整固有的教学思想和方法为重中之重。
硬件要素
“巧妇难为无米之炊”,具有了教师这一能动的第一要素,还不能使CAI正常进行,还必须具有计算机硬件。
1、建立多媒体计算机网络教室
目前在学校资金普遍投入不足的情况下,如何利用有限的资金,实现最大价值,是摆在广大计算机工作者面前的一个重大课题。建立多媒体计算机局域网络教室,形成资源共享,实为明智之举,一室多用,一室多能。
①多媒体计算机网络的硬件构成
A、工作站计算机。
在微机局域网上作为工作站的计算机基本上就是一台单机。在这台计算机上要加接联网必须的硬件,并要运行网络操作系统的工作站部分,以便除了使用本机资源外,还可以使用网络服务器的共享资源。工作站可以不安装硬盘,建成无盘工作站,为了保证能运行多媒体CAI课件,内存需4M以上,一般学校用局域网有40-60台工作站就可以了。
B、服务器计算机。
作为网络服务器的计算机主要功能是提供共享资源给工作站上的用户使用,它的作用比工作站重要得多。工作站计算机如出现故障,只要不破坏网络连接,网上其他计算机完全能正常工作,而服务器计算机如出现故障,所有共享该机资源的工作站都将无法获得必须的共享程序或数据,不能继续联网操作。如果是无盘工作站,服务器故障将使其根本无法操作。所以,服务器必须选用性能稳定,可靠性高的产品。同时磁盘的访问速度也很重要,为了提高磁盘的读取速度,一般采用磁盘高速缓冲的办法来解决,所以对服务器的内存提出更高的要求,一般应具有64M-128M或更高的内存空间。
C、联网硬件。
最基本的联网硬件是插入个人计算机的网络接口及把其连接起来的电缆系统。通过电缆系统的连接,可以建立起局域微机教学网,为了更加适应多媒体CAI教学需要,建议服务器要安装光驱共享系统,工作站要加装声效卡和耳机。这样,就可以把光盘中的CAI课件直接加载到服务器上,提供给工作站使用,对有声的CAI课件,也能听到声音,使其更富吸引力,提高学生学习的兴趣。
D、安装多媒体网络教学系统。
在已经安装的局域网上加装多媒体网络教学系统,能充分利用多媒体的优势,让教师开展生动活泼的课堂教学。多媒体网络教学系统具有下列的功能,实时屏幕和声音广播,实时屏幕和声音监听、监看,远程用键盘和鼠标直接辅导学生,远程复位或锁定学生机,语音双向对讲,电子举手等。
②计算机网络教室的作用
网络教室中的教学是一种十分理想的教学形式。通过网络学生可随时根据需要提取合适的学习材料进行学习,并直接在计算机上完成作业。每个学生的学习情况,如完成作业,练习,向计算机提出的问题,以及自己的学习体会,都可以由网络传送给教师和同学,所有的教师和同学在不同的时间内,都可以就同一个学习内容,开展讨论,形成一种交互式的学习。这种教学形式既能使学生在学习的内容、时间、地点和进度的安排方面都具有主动性,同时又给他们提供了与教师和同学共同学习的环境。将个别教学与课堂教学有机地结合起来,这是计算机辅助教学的发展方向。随着信息高速公路的实施,这种先进的教学形式将会更加广泛地使用。
2、建立计算机演示教室
没条件和资金相对困难,不能建立计算机网络的学校,可考虑建立计算机演示电化教室,此教室的硬件投入不大,一般配置一台多媒体电脑,一台大型投影仪,及扩音系统即可进行计算机课件演示教学,把那些难于理解的过程、抽象的概念,直观地演示给学生。如果教室中安装了闭路电视系统,可以直接利用系统中的电视机充当电脑显示器进行CAI,具体做法如下:
选取便携型机箱,在机箱中安装上主板、CPU、带视频输出接口的显示卡(如丽台S680)、声效卡、光驱、硬磁盘、软驱等配件,教师在上课时可以把主机与键盘拿到教室中,接驳到教室中的电视机上进行教学。方便、经济、可控性高,不失为最佳选择。
多媒体计算机课堂演示,能给学生展示清晰的静止图像,也可以展示生动的运动画面,还可以极为方便地配上必要的文字和声音。能使学生获得极为丰富、生动、形象的感性材料。这种演示教学是目前积极推广的一种教学形式。
软件要素
如果说硬件是计算机的躯体,软件则是计算机的灵魂,我们在这里探讨的不是计算机的系统软件,而是计算机辅助教学的软件。
目前,国内市面上流行的计算机辅助教学软件,主要有两种,一种是题库,另一种是个别辅导软件。这些课件,有些是整个教材做成不可分割的一个整体,有些绘图太小不利于演示,鉴于此种种原因,目前,市面上的大多数软件不利课堂教学,只适用于家庭用。由于目前辅助教学软件的现状,制约着学校计算机辅助教学的发展。如何解决这对矛盾呢?有许多专家进行了这方面的探讨,我们也对这方面进行了尝试,收到了很好的效果。
1、收集教学素材,建立软件资料库
目前,市场上的电子图书和设计素材光盘很多,素材中如一自然现象的景观,某一动物的生活习性或者某一例题的真实情境,一段适合教学的音乐、谈话、文字以及一张利于教学的图片,通过教师根据教学需要,稍加整理即可形成自己的课件,运用于教学中,发挥计算机的作用。也可以利用Windows系统中的画笔和写字板创作教学的素材,或者利用视频捕获卡、扫描仪来获取图像资料,通过收集、整理、创作素材,把自己的资料库建立起来,这是实施计算机辅助教学成功的第一步。
2、编写适合课堂教学的软件
(一)有利于提升学生的空间想象能力
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。
三、结束语
其次,计算机辅助设计能实现数字化设计,在过去的时间里,几乎所有的设计都是在纸上绘制的,这种设计方法不仅不易保存,而且更改起来比较困难。而自从使用了计算机辅助设计,所有的图纸均可利用设计软件来完成,不仅节省了存放空间,方便查询,而且还可以进行远程传输,实现资源共享。
二、利用服装CAD提高效率
所谓CAD,主要指的是利用计算机技术及图形设备帮助设计人员进行设计工作的软件,目前,在诸多领域都有广泛的应用,服装设计就是最具代表性的一个。就目前服装设计的整个流程来看,涉及了诸多环节,如服装制版、样板缩放、排料、试衣以及设计等。每个环节中都可以将CAD软件充分利用起来,与各个环节的操作紧密结合,达到自动生产的目的,从而提高了工作效率和设计质量。正因为如此,CAD软件在当前服装设计中已经得到了十分广泛的应用。高校作为直接向社会输送高级技术人才的重要场所,为了进一步实现对高技术人才的培养,必须对服装CAD的使用给予高度重视。在服装设计过程中,CAD软件的主要优点在于能够提高各个设计环节的工作效率,减少设计人员的工作量,缩短产品的生产周期。从软件在服装设计各个环节的优点来看,主要体现在以下几个方面:
(1)在服装制版环节的应用方面,过去该环节几乎全部依靠手动来完成,而使用了CAD之后,则大大提高了工作效率,尤其是在褶变化比较多的女装制版方面,其效率更是远远超过了手工操作。
(2)在服装修版环节的应用方面,服装CAD只要在已经推码的版型上修基本码,其他号型的版型就自动修改,其效率要远远高于传统的手工操作。
(3)在排料环节的应用方面,能够降低排料的难度,让学生可以根据教师所传授的经验自行排料,不仅能培养学生的基本能力,而且还能够大大节省用料和用人。
三、CorelDRAW在高校服装设计教学中的重要角色
CorelDRAW软件也是当前高校服装设计教学中常用的一种计算机辅助设计软件。该软件的优点在于,能够为设计者提供极其细致的绘制和画图工具,而且使用的方法简单易懂,容易被设计者所接受。近几年来,随着Windows系统在软件操作平台上地位的不断提升,CorelDRAW软件在图形设计中的应用也越来越广泛。利用CorelDRAW软件辅助服装设计,具体使用起来是非常方便的,以服装设计中的西装款式图绘制为例,这种款式服装的设计,其绘制流程主要包括四个环节:首先,要画出一个后片,并在此基础上利用图形绘制功能加入矩形、转化成曲线,接着用造形工具根据设计的具体需求对后片的形状进行调整,此环节需要注意的是,在绘制过程中,要将出后领座充分表达出来。然后镜像复制另一个后片,再复制一个作为前片的基形,焊接两个后片,再利用造型工具对下摆和领弧线的弧度进行进一步调整。以上环节完成之后,接下来就是进行色彩填充,一般情况下,色彩的填充可根据设计者的设计意图进行合理操作,如果最终的色彩效果无法充分表达设计者的意图,那么则可以利用软件对其进行更改,直到满意为止。最后一个环节是面料的画法,在该环节中,设计者需要注意的是,上层和下层是属于两个不同的填充层,通常情况下,上层为单色填充层,而下层则是渐变填充层,将单色填充层移至渐变填充层上,点击上面的单色填充层,然后点击透明工具,选择位图图样透明,图层属性为正常,选择不同的透明工具属性可以产生不同的面料质感。通过以上几个环节的设计,就可以顺利地将西装的款式图绘制出来,与传统的手工操作相比,不仅大大节约了设计时间,而且修改起来比较容易。与此同时,也能够将设计者的设计意图直观、全面地体现出来,对高校服装设计教学质量的提升具有重要意义。
四、用Photoshop制作服装效果图
目前,计算机绘制图形的类型主要有两种,一种是矢量图,另一种是点阵图。上文中所提到的CAD和CorelDRAW软件均属于矢量图,是利用几何公式表现的图形;而点阵图则是依靠点与点之间的排列来完成的,最具代表性的软件就是Photoshop。在当前高校服装设计教学中,Photoshop软件的利用也是非常广泛的。一般来说,利用Photoshop来制作服装的效果图,首先要从线稿开始,对于线稿的绘制,设计者可以通过手绘扫描和利用软件直接绘制两种途径完成,Photoshop在制作服装效果图中的应用,还可以提高对色彩的处理能力。在实际的应用过程中,应该将绘制好的线稿放在底层,并在此基础上建立图层,在图层上利用铅笔、画笔、油漆桶、渐变工具等根据要求填充颜色,无论是平面色、渐变色,还是过渡色,均可利用以上工具来完成。同时,利用Photoshop,设计者还可以完成制图过程中所需要的直线、曲线以及绒毛等,甚至还可以根据设计意图自行定义,这样能够更好地丰富绘制效果。Photoshop软件在服装设计教学中的另一个优点在于,可以利用图层样式和滤镜制作意想不到的特殊效果,增强效果图的可视性。此外,利用Photoshop设计还可以在最短的时间内对局部色彩进行调整,调整的时候,设计者只需要将需要调整的部位选中,重新填色或者使用调整命令和调整工具改变色调即可,十分简单易行。总之,用Photoshop制作服装效果图,比传统的手工绘制表达方式简便、具体得多,效果更好。
五、结语
计算机辅助手术(computer-assistedsurgery,CAS)是综合当今先进的成像设备(如CT、MRI)、计算机技术、空间定位技术等进行图像三维重建及融合,术前充分评估患者病情,规划手术路径、方案、模拟手术,术中追踪手术器械,引导手术,确定手术范围,从而使外科手术更精确、安全、微创的综合性技术,计算机辅助手术在骨科的应用称计算机辅助骨科手术(computer-assistedorthopaedicsurgery,CAOS)[1]。2004年4月~2005年6月,我院行计算机辅助下脊柱内固定术50例,积累了一定经验,现将手术护理配合报告如下。
1临床资料
男38例,女12例,年龄20~79岁,平均49岁。其中腰椎管狭窄及不稳症34例,腰椎肿瘤9例,颈椎病4例,胸、腰椎骨折3例,手术时间1.5~2.5h,平均2h。
1.2手术方法全麻插管后,患者取俯卧位,以病变部位为中心做后正中切口,依次分离筋膜、韧带、肌肉,暴露病变椎体棘突,C型臂X线机透视确定手术部位,于手术节段上方或下方棘突安装参考环,CT扫描完成3个椎体图像输入工作站,根据椎弓根矢状和横断面导航图像,用尖锥确定进钉点,换椎弓根开路器,按参考图像扩开椎弓根,C型臂X线机透视检验位置无误后,拧入螺钉。
2术前准备
2.1术前访视
2.1.1心理护理脊柱导航系统近几年才在国内逐渐应用于临床,患者及家属都对此缺少认识,存在疑虑,护士应做好手术前的宣教,简单介绍手术过程及手术的优点,手术室的环境和手术前应做的一些基本准备,消除患者对手术的恐惧,使其积极主动地配合手术。
2.1.2充分准备了解患者的病情,并与手术医师联系,了解手术过程及可能出现的意外情况,做好充分的准备,确保手术顺利进行。
2.2物品准备
2.2.1仪器准备美国MedtronicStealthStationTRIA系统,C型臂X线机。
2.2.2器械准备脊柱手术常规器械、导航专用手术工具套系(包括有线/无线专用手术工具系列、SureTrack万能专用适配器、脊柱专用态参考架、有线及无线探针、通用钻套、专用开路器、丝攻及丝锥)。
2.2.3物品消毒除IRED(发射红外线二极管)及电缆选用高锰酸钾为氧化剂蒸发甲醛,密封消毒12h外,其他手术工具均可用高压蒸汽灭菌,压力205.9kPa,温度132℃~134℃,时间4min。
3术中配合要点
(1)接患者入手术室后,认真查对患者床号、住院号、手术名称、部位、麻醉方式,并建立快速静脉输液通路。(2)全麻插管摆好后,将手术导航系统置于最佳位置,StealthStation工作站应放在便于手术者看清显示屏的位置,多放于患者头部。(3)安装蓝色标准靶(calibraition),接信号线端指向C型臂,连接信号线在蓝色标准靶和Break-outBox之间,并在C型臂X光机和TRION主机之间连接视频电线后开机,进入导航系统。(4)暴露病变椎体棘突后,安装参考环,参考环要固定在棘突的骨性部分,固定牢靠[2],参考环的位置必须被红外线动态摄像头探测,红外线动态摄像头与参考环之间需“直视”,不能有任何障碍物,以免影响系统工作。(5)X线机拍照定位后患者及参考环不可有任何移动,以免影响准确性。(6)术中定位工具的保护:术中要保证各种导线固定妥当,不可打折受压,IRED应避免弄湿且勿与其他器械混放,防止摩擦受损,影响系统正常工作。(7)手术结束后,清点物品,储存患者资料,认真仔细处理导航工具。
4护理体会
4.1严格无菌操作由于脊柱手术要求无菌程度高,手术房间应在手术开始前1h打开层流净化系统,室温调至24℃~26℃,所用器械均应经过严格灭菌处理,手术开始后减少不必要的走动,手术过程中严格无菌操作。
4.2防止干扰脊柱导航的红外线系统对心电监护仪探头会产生干扰,手术中应将心电监护仪探头用布类敷料适当遮挡。
4.3保证导航准确为保证导航准确,手术中传递器械或进行其他操作时避免触碰参考环。
4.4患者的防护手术中患者取俯卧位,应密切观察气管插管避免脱落、打折等;患者双眼涂抹红霉素眼膏,并用胶布固定上下眼睑,避免损伤眼结膜;头面部及骨隆突处应垫软垫避免压伤。
4.5器械仪器的管理切记导航系统属贵重仪器,应由专人管理,定期清洁保养。手术结束后储存患者资料,按电脑工作站所提示内容逐步关机。术后探针、参考环用微湿、柔软的纱布轻轻擦拭,不能直接用手触摸IRED,也不能浸泡,若不慎弄湿应及时用氧气吹干,测试无误后收起备用。IRED使用7~10次后需更换,以免失效影响系统正常运行[3]。所用电缆可用酒精纱布擦拭后盘绕,盘绕直径≥20cm,勿挤压。红外线动态追踪摄像头不要污染灰尘,定时用拭镜纸擦拭,并用布罩遮盖防尘。
【参考文献】
1谭平先,李健.计算机辅助手术在脊柱外科应用现状.中国脊柱脊髓杂志,2005,10(15):633-635.
甫瀚咨询连续多年持续对内部审计能力与需求开展调查。根据近几年的调查结果显示,无论企业规模的大小,计算机辅助审计技术(CAAT)及数据分析的重要性都得到持续的关注,成为内部审计职能亟待提升的五个主要领域之一。内部审计师有意加强其在计算机辅助审计工具以及持续审计和监控技术方面的知识水平。同时,内部审计职能部门也打算充分利用一些更高级的数据分析工具来支持风险管理及企业整体业务目标的实现(见图4)。
二、如何实现内部审计信息化
与传统内部审计相比,内部审计信息化的目标是逐步实现以下几方面的转变:一是逐步实现审计管理工作从手工转变为系统化;二是逐步实现从手工查账的审计转变为运用计算机对电子信息数据的审计;三是逐步实现从财务数据的审计到对包括财务和业务数据同步审计,以及信息系统的审计;四是逐步实现从事后审计转变为以在线监控为主,事前、事中和事后相结合的审计。内部审计信息化建设将重点关注内部审计信息化的两个热点:内部审计信息系统建设和计算机辅助审计工具的使用。
(一)内部审计信息系统建设
1.系统选型和设计原则。内部审计信息系统的建设,是为了更好地履行内部审计职能,提高内部审计工作效率和管理水平,实现内审工作从手工化向信息化、自动化、智能化过渡,更好地服务于企业业务运营、风险管理与防范反舞弊等方面的工作。因此,在进行系统选型和设计时,应充分考虑企业的信息系统建设现状、内部审计工作的需要并结合国内外成熟的IT技术及项目经验。建议考虑的两个基本原则如下:一是业务系统尚不完善时暂不考虑通过系统支持审计持续化。对于信息化程度相对不成熟的企业,如果业务系统的建设尚处于初级阶段,对业务流程和运营的支持力度有较多的提升空间,或者对信息系统的建设将发生较多和较大的变化,建议在审计信息系统选型和设计时优先考虑实施审计流程管理系统,而暂缓考虑系统对审计持续化的支持。否则,一方面业务系统可能无法提供审计工作持续化所需要的信息和数据,另一方面,业务系统未来不断地变化和发展将导致审计信息系统需要不断变化并与之适应,带来巨大的成本。二是业务系统完善并且审计职能有需要时可考虑通过系统实施审计持续化。如现有业务系统环境允许,可根据实际情况考虑实施成熟的GRC系统或开发设计完整的内审系统。一些ERP厂商提供了风险管理、内控和内审相关的产品,例如SAPGRC,它能够与SAPERP系统整合在一起,方便地实现对业务流程控制的及时监控和风险防范。对于已经实施和使用SAPERP系统的企业来说,实施SAPGRC可以实现与ERP系统的无缝集成,并极大地减少系统开发和定制的工作量。而对于其他一些企业,如果使用的业务系统种类繁多,可能会需要开发和设计与自身业务系统接口的内审系统以支持持续性审计。2.审计流程管理系统。在建设审计流程管理系统时,应与现有内部审计业务工作进行无缝对接,满足内部审计工作各环节需求。根据审计业务工作流程,通常审计信息系统至少具备以下基本功能(见图5)。3.与业务系统集成的持续审计系统。在设计与业务系统集成的持续审计系统时,应充分考虑前瞻性、战略性、可拓展性、具有商业智能,使其向满足实际工作需求、便捷高效、具有强大分析及决策支持功能的、覆盖内审工作各环节的内部审计信息系统。对于其功能可考虑如下方面:一是实现与现有各业务信息系统数据自动抽取和实时交互,利用先进数据仓库、数据挖掘技术,实现内部审计数据来源自动化、实时化、可视化;二是建立拓展性强、部署灵活、配置便捷的内部审计信息系统,更好地适应企业内审实践的逐步优化、变更和完善,打造面向未来的、具有前瞻性、创新性的内部审计信息化解决方案;三是采用先进的信息技术和商业智能工具,打造具有高度智能的、多维度分析与报表展示及决策支持功能的内部审计信息系统(见图6)。
(二)计算机辅助审计技术
(CAAT)的运用在建设与业务系统集成的内审信息系统尚不成熟的情况下,内审部门也可借助CAAT的运用,对业务系统中的数据进行统计分析,提高内审工作的效率。使用CAAT的好处包括:一是在审计的样本测试时可选择全部样本而非抽样进行测试,使审计范围覆盖面更完整,测试结果可靠性更高且提升效率;二是可以用来进行趋势分析、异常分析和对比分析,有助于发现舞弊的危险信号;三是可以从不同角度为管理层提供更有价值的改进建议。常用的CAAT工具有ACL、IDEA、MicrosoftAccess和MicrosoftExcel等。
三、内部审计信息化建设的难点与解决方案