計算機輔助論文范文

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第1篇

計算機的發展及應用，使人們的生活日新月異。計算機輔助設計源于計算機圖形技術的產生，計算機輔助設計的研究構想發端于1950年，但使用計算機繪圖的最早記錄是在1963年，美國麻省理工學院的研究人員伊凡·蘇澤蘭在美國計算機聯合會會議上發表了名為《畫板》的博士論文，從而開始了計算機輔助設計的發展歷程。他從1950年開始著手開發通過圖形技術來處理人與電腦交互對話的操作系統。1963年，這套以電腦主機、顯示屏、光電筆和鍵盤為工具的圖形畫線系統得到實現。這套圖形畫線系統開發和引進了許多計算機繪圖的基本思想和技術，使用戶可以運用電腦畫出直線、復雜曲線以及簡單的標準部件。

最初CAD被解釋為“計算機輔助繪圖”，由于當時計算機在設計上的作用是替代傳統手工繪圖的一種新工具，但隨著后來信息技術的飛速發展，計算機技術在各領域的廣泛應用，CAD的含義也在不斷變化擴展，隨著20世紀70年代像素的產生、80年代三維曲面造型系統的開發等，使電腦繪圖從只能用“線”這一基本繪制元素發展到可以用點、面、體進行繪制計算機圖形，從而使CAD的含義也發展成現在人們比較熟知的計算機輔助設計這個概念了。1970年的威尼斯雙年展首次接納了計算機繪畫作品，這也標志著新的視覺藝術形式的誕生得到了社會的承認。

我國的計算機輔助設計起源于20世紀70年代。與國外計算機輔助設計發展的軌跡相似，國內計算機輔助設計的研究與應用基本上是從各高等院校發展起來的。20世紀90年代初，隨著我國現代化進程的迅速發展以及計算機的進一步普及，在環境藝術設計和創作領域，計算機技術應用的價值，逐漸得到人們的重視。

二、我國計算機輔助環境藝術設計的現狀

計算機作為信息時代重要的技術工具，在環境藝術設計領域得到普遍應用。在20世紀90年代前，國內對環境藝術設計效果的表現是使用手工繪制的方法，到了20世紀90年代初期，計算機輔助設計技術開始在我國建筑業應用。計算機輔助設計技術在建筑設計表現領域以不可逆轉的潮流迅速發展。尤其是到了20世紀末，計算機輔助設計逐漸成為建筑效果表現的主流。起初，設計師主要運用AutoCAD軟件進行施工圖的繪制，在方案階段還以手繪為主。但隨著相關專業軟硬件的更新和進步，它自身的強大優勢得以顯示，同時對傳統手繪表現產生了越來越大的沖擊。

隨著近十幾年來我國計算機輔助環境藝術設計的發展，計算機建筑效果表現的類型己經有了很細致的劃分，可以分為：計算機建筑效果圖、計算機建筑漫游動畫和計算機建筑效果虛擬現實。計算機建筑效果圖主要是通過3DSMAX，Lightscape，Photoshop等計算機軟件制作的靜態的效果圖。通過計算機三維軟件從平面、立面數據中得到透視圖，透視點位置及視點角度均可變換，然后再渲染出二維圖像，這種方式是目前社會上應用最廣泛的。計算機漫游動畫是利用3DSMAX軟件的三維動畫功能，在建筑物的室內或室外的設計階段就能以可視的、動態的方式全方位展示建筑物所處的地理環境、建筑物外貌和各種附屬設施以及建筑物內部空間的效果，使人們能夠在未來的建筑物中漫游，因而成為建筑設計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。

三、計算機輔助環境藝術設計的發展趨勢

當前，隨著計算機軟硬件技術的迅猛發展，計算機輔助設計在環境藝術設計領域受到了廣泛的重視和應用，比如各種方案的匯報、投標以及招商廣告中隨處可見，從而出現了大量的繪圖軟件的教程以及在教學上更加重視計算機繪圖軟件的教學課程。人們更多的關注計算機技術，想方設法掌握各種繪圖軟件，在模型、材質、燈光以及各種渲染技法上花費大量的時間，而忽略了最終的效果圖的藝術性。計算機輔助設計是科學與藝術以及計算機與藝術設計相結合的邊緣學科。計算機輔助設計在視覺藝術創造規律、形式法則和審美方法與傳統的藝術設計是相同的。所謂視覺藝術，是通過人的視覺感受而將客觀內容納入主觀心靈并予以對象化呈現的藝術形態。一些美學研究者認為，從審美主體的角度來看，藝術離不開創造者和欣賞者兩個方面，而這兩個方面都要通過一定的感官和相應的感性物質媒介，前者創造出審美對象，后者達到審美愉悅。所以說，作為視覺藝術的計算機輔助設計作品既要真實的描繪場景，又要使欣賞者達到審美偷悅。不可否認，人們的欣賞水平在不斷提高，求新、求異的視覺口味也越來越高。這源于技術的發展、審美的進步，計算機技術的發展對于社會和藝術創造產生了重大的推動作用。

在計算機輔助環境藝術設計發展的初級階段，設計師的目標是使效果圖具有真實感，能夠模擬未來場景的真實效果，具有一定的實用性。目前的計算機建筑效果圖的風格單一，已經不能滿足大眾的不斷提高的視覺口味。計算機建筑效果圖既是表現的技術同時它又是視覺藝術。設計師創造出審美對象，筑物內部空間的效果，使人們能夠在未來的建筑物中漫游，因而成為建筑設計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。使用的軟件有Creator系列三維建模工具及Vega場景管理軟件。計算機建筑效果虛擬現實技術強調的是一種身臨其境的感覺，采用的是人與人之間自然的交互方式。它可以實現逼真的、純三維的場景，可以全方位、多角度、完全由用戶自由控制在場景中漫游。作為建筑師可以從多個角度觀察建筑方案，所以說虛擬現實技術不僅可以使用于建筑表現，而且也是一種推敲方案的有利手段。VR技術在我國的環境藝術設計領域中有著廣泛的應用前景，將給環境藝術設計帶來革命性的改變。

設計師創造出審美對象，要使欣賞者達到審美愉悅而不是審美疲勞。為此，根據目前我國計算機輔助環境藝術的發展情況，未來計算機建筑效果圖應呈現藝術化、人情化和多樣化趨勢。

參考文獻：

[1]鄧慶堯.環境藝術設計[M].濟南：山東美術出版社.

[2]張綺曼.中央工藝美術學院環境藝術設計系—室內設計的風格樣式與流派[M].北京：中國建筑工業出版社.

[3]張綺受.中央工藝美術學院一環境藝術設計與理論[M].北京：中國建筑工業出版社.

[4]李小藝.環境藝術設計的新視界閱.北京：中國人民大學出版社.

[5]李硯祖.環境藝術設計.北京：中國人民大學出版社.

第2篇

雖然計算機輔助教學具有很多優越性，但是，這些優越性的發揮，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的傳統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，就得讓他們去實踐。我們利用對教師進行業務培訓的機會，編寫了一個調用CAI課件的步驟（例：1、打開主機電源開關；2、C:>cd3、C:>cai）給教師，讓他們依此執行。他們只動手敲了幾下鍵，就把畫面清新的課件調出來了，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，就會使自己的計算機操作水平上升很快。我們通過現有的計算機網絡教室，給教師們輔導了DOS、Windows操作系統，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、調整固有的教學思想和方法

計算機在課堂教學中所發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，只用于演示傳統電教媒體均能做到的軟件，不能真正發揮計算機的作用，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多媒體計算機網絡的硬件構成

A、工作站計算機。

在微機局域網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網必須的硬件，并要運行網絡操作系統的工作站部分，以便除了使用本機資源外，還可以使用網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,內存需4M以上,一般學校用局域網有40－60臺工作站就可以了。

B、服務器計算機。

作為網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故障，只要不破壞網絡連接，網上其他計算機完全能正常工作，而服務器計算機如出現故障，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據，不能繼續聯網操作。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定，可靠性高的產品。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，所以對服務器的內存提出更高的要求，一般應具有64M－128M或更高的內存空間。

C、聯網硬件。

最基本的聯網硬件是插入個人計算機的網絡接口及把其連接起來的電纜系統。通過電纜系統的連接，可以建立起局域微機教學網，為了更加適應多媒體CAI教學需要，建議服務器要安裝光驅共享系統，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、安裝多媒體網絡教學系統。

在已經安裝的局域網上加裝多媒體網絡教學系統，能充分利用多媒體的優勢，讓教師開展生動活潑的課堂教學。多媒體網絡教學系統具有下列的功能，實時屏幕和聲音廣播，實時屏幕和聲音監聽、監看，遠程用鍵盤和鼠標直接輔導學生，遠程復位或鎖定學生機，語音雙向對講，電子舉手等。

②計算機網絡教室的作用

網絡教室中的教學是一種十分理想的教學形式。通過網絡學生可隨時根據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。每個學生的學習情況，如完成作業，練習，向計算機提出的問題，以及自己的學習體會，都可以由網絡傳送給教師和同學，所有的教師和同學在不同的時間內，都可以就同一個學習內容，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境。將個別教學與課堂教學有機地結合起來，這是計算機輔助教學的發展方向。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，可以直接利用系統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、硬磁盤、軟驅等配件，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軟件，而是計算機輔助教學的軟件。

目前，國內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狀，制約著學校計算機輔助教學的發展。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，通過教師根據教學需要，稍加整理即可形成自己的課件，運用于教學中，發揮計算機的作用。也可以利用Windows系統中的畫筆和寫字板創作教學的素材，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

第3篇

（一）有利于提升學生的空間想象能力

在計算機的輔助下，機械模型可以通過三維視頻展現出來，成為一種更加立體而全面的建筑物展現形式。學生可以根據這種3D畫面的展示，在頭腦中形成良好的印象，從而形成一定的設計思維能力。

（二）有利于增強學生的比例掌握水平

在機械設計中，對機械成品比例的把握能力十分關鍵。計算機輔助設計應用于機械設計教學中，能夠利用計算機，通過建模，將不同比例的物體搭配或者融合，從而清晰機械設計中，各個部分的比例關系和整體與部分之間的聯系，通過長時間的學習，使學生形成一定的比例掌握能水平。

（三）有利于豐富學生的資料收集內容

多方面的比較的觀察能夠使機械設計更加的完善、全面，從而在各個細節中，展現機械設計的獨到之處。計算機輔助設計應用于機械設計中，有利于豐富學生的資料收集內容，學生可以借助計算機收集更多他們所需要的各類材料和圖像、數據等等，為學生機械設計的學習奠定良好的基礎。

二、計算機輔助設計應用于機械設計教學中的方式

計算機輔助設計應用于機械設計教學中，可以通過計算機輔助設計和傳統教學方式的融合，結合計算機軟件特點引導課程教學活動等方式來開展。

（一）計算機輔助設計和傳統教學方式的融合

傳統的教學方式經過長時間的教學實踐，已經形成了一定的模式和教學結構，對于學生機械設計知識的學習具有一定的積極影響。但是多數教師在機械設計教學的過程中，會利用草圖等指導學生進行機械結構的設計和規劃，這種方式對學生機械設計知識的學習和機械設計能力的培養會帶來一定的阻礙性因素。新時代背景下，在機械設計教學的過程中，教師可以采用傳統教學方式和計算機輔助設計相融合的方式，繼承傳統教學方式的優勢之處，同時也利用計算機輔助設計的獨特價值，深入開展機械設計教學活動。計算機輔助機械設計能夠使機械設計更加的完整而全面，提升學生的機械設計知識靈活運用水平。但是在學生利用計算機輔助機械設計的過程中，教師要注意適當控制學生利用計算機輔助進行機械設計的時間，不能夠使學生過分依賴于計算機，而忽視了自身設計功底的練習和學習。教師要注意將計算機輔助設計和傳統的教學模式有機結合，真正展現計算機輔助設計應用于機械設計教學的價值和作用。

（二）結合計算機軟件特點引導課程教學活動

計算機輔助設計應用于機械設計教學中，可以結合計算機軟件的特點，引導機械設計課程教學活動，展現計算機輔助設計的價值和特點。例如在指導學生對機械設計進行構思期間，可以借助sketchUp草圖設計軟件，指導學生細致分析各類機械中的體量關系，打開學生的思維空間，展現學生的初步設計理念。在此基礎上，學生可以利用3dmax等計算機軟件進行實際的3D設計，將學生的初步想法和設計理念通過3dmax軟件展現出來，明確具體的方向。接下來，在學生明確機械設計的方向和大體形式的前提下，可以借助計算機的渲染軟件，對所設計機械的細節進行渲染和深入加工，形成一個明確而完整的機械設計圖像，展現每一位學生的設計想法和設計后的大體形態。在學生設計完成之后，教師可以組織學生通過互動的方式，借助計算機的多媒體技術，觀看每一位學生的機械設計圖像，互相分享設計理念，學習他人的優點和創新理念，提升每一位學生的機械設計水平，展現機械設計教學的價值和意義。

三、結束語