淺析“通用技術(shù)”教學(xué)巾計算機輔助設(shè)計的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：通用技術(shù);計算機;輔助設(shè)計

中圖法分類號：TP399 文獻標(biāo)識碼：A

“通用技術(shù)”因時代的發(fā)展成為一門必修課程，教育領(lǐng)域?qū)ζ湟苍絹碓街匾?。作為一門新興學(xué)科，“通用技術(shù)”包含的內(nèi)容較為寬泛，所以把“通用技術(shù)”和信息技術(shù)結(jié)合起來有助于培養(yǎng)人才，能夠更好地提高學(xué)生的基本技能和基本素養(yǎng)。而將計算機輔助教學(xué)運用到“通用技術(shù)”的教學(xué)中，能夠使抽象的知識變得更加形象、具體，學(xué)生理解起來也比較容易，使學(xué)生對“通用技術(shù)”的學(xué)習(xí)更加感興趣。

1計算機輔助教學(xué)具有的優(yōu)勢

1.1降低技術(shù)設(shè)計的難度和復(fù)雜程度

學(xué)生對“通用技術(shù)”的學(xué)習(xí)，主要是學(xué)習(xí)相關(guān)設(shè)計技術(shù)，其重點是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會進行技術(shù)方面的探究和實驗。在這一過程中，學(xué)生通過自己動手操作、努力思考，對設(shè)計方法能夠有更深的理解與體會。而為了使學(xué)生對設(shè)計過程更加明晰，可以讓學(xué)生進行簡單的產(chǎn)品設(shè)計。

想要設(shè)計一款產(chǎn)品，學(xué)生首先要在頭腦中形成一個簡單的方案，然后再進行具體細(xì)節(jié)上的設(shè)計。談到設(shè)計，用圖畫表示是最能厘清設(shè)計思路的一種方法。但事實上，并不是所有的學(xué)生都能夠?qū)⒆约旱脑O(shè)計思路用圖畫的方式表現(xiàn)出來，因為有的學(xué)生可能根本不會畫畫，而即使是會畫畫的學(xué)生可能也無法將具體設(shè)計方式展現(xiàn)出來。如果這時能為他們提供計算機輔助技術(shù)進行制圖，那學(xué)生便能夠?qū)⒃O(shè)計細(xì)節(jié)更加詳細(xì)地描繪出來———即使設(shè)計難度再大、細(xì)節(jié)再復(fù)雜，也不用擔(dān)憂。計算機輔助技術(shù)在這類活動中能夠推動其順利進行、解決棘手的難題，同時也能使學(xué)生對設(shè)計更感興趣。

1.2創(chuàng)設(shè)有意義的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在各類學(xué)科的教學(xué)活動中，很多老師都會利用計算機和多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)與學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的情境。有了情境輔助教學(xué)，學(xué)生就可以積極參與其中。在情境中探索知識的奧秘，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中充分發(fā)揮主觀能動性，使學(xué)生和學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的聯(lián)系更加緊密。同時，情境創(chuàng)設(shè)也是使學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)的有效方式之一，比如，教師在講授“我國經(jīng)典建筑結(jié)構(gòu)”時，可以先利用多媒體播放有關(guān)世博會設(shè)計師的采訪視頻，引出本節(jié)課的課題，并據(jù)此向?qū)W生提問———中國館的建筑是如何設(shè)計的？該建筑是通過哪些元素來表現(xiàn)我國的文化特征的？學(xué)生圍繞這兩個問題展開激烈討論。在討論的過程中，學(xué)生可以對我國建筑歷史進行探索。

1.3加深對相關(guān)知識的理解

與技術(shù)設(shè)計相關(guān)的思想和方法包含豐富的內(nèi)容，這也是技術(shù)設(shè)計的關(guān)鍵所在。技術(shù)設(shè)計不僅需要具備實用性，還要有足夠的創(chuàng)造性。在對技術(shù)設(shè)計進行深加工的過程中，一些比較抽象的想法和思維會給學(xué)生的操作帶來困難。如果學(xué)生的學(xué)習(xí)只停留在書本上，對相關(guān)技術(shù)理論進行機械記憶，而不去進行應(yīng)用和探索，那么他們將無法獲得更深層次的認(rèn)識，更無法實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計。反之，如果用計算機和多媒體對技術(shù)理念進行實現(xiàn)、動態(tài)展示，將抽象的知識變得具體化、直觀化，那么學(xué)生便能更好地對知識進行理解，進而能夠靈活應(yīng)用所學(xué)知識，以獲得的知識為基礎(chǔ)，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。

2使用計算機輔助技術(shù)存在的問題

2.1對教師的要求較高

想要利用計算機輔助技術(shù)進行課堂教學(xué)，需要教師具備較強的計算機應(yīng)用能力，且教師對計算機足夠熟悉。而現(xiàn)狀況是：很少有教師能夠?qū)τ嬎銠C進行熟練操作。此外，一些教師在運用計算機輔助技術(shù)制作新課件時，還會遇到各種各樣的問題，而對于他們來說這些問題又很難解決。這使得教師過于關(guān)注使用多媒體組織教學(xué)，忽略了對“通用技術(shù)”的學(xué)習(xí)，這是目前計算機輔助技術(shù)在實際運用中存在的最大問題。

2.2以“眼睛看”代替“動手做”

“通用技術(shù)”作為一門新興課程，在各類資源方面較為缺乏。而想要開展技術(shù)探究活動或是開展實驗設(shè)計，必須考慮資源是否足夠的問題，因為在大多數(shù)情況下，資源配置不能滿足設(shè)計的要求，所以就出現(xiàn)了用“眼睛看”代替“動手做”的問題。

在資源不足的情況下，教師只能啟用多媒體動畫演示設(shè)計方案，而無法使學(xué)生真正動手操作，失去實際觀察的機會。這就使學(xué)生在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時，對技術(shù)的理解僅僅拘泥于表面，而不能理解和學(xué)習(xí)知識的本質(zhì)。從根本上來說，這不利于學(xué)生對“通用技術(shù)”和計算機輔助技術(shù)的學(xué)習(xí)，嚴(yán)重影響教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3計算機輔助設(shè)計應(yīng)用的具體措施

3.1能夠使知識變得更加生動形象

“通用技術(shù)”是一門新興課程，大多數(shù)學(xué)生都會對其產(chǎn)生學(xué)習(xí)的欲望與求知欲。但是，如果教授“通用技術(shù)”課程的教師不能夠做到突顯“通用技術(shù)”的優(yōu)勢，在講授這門課程時照本宣科，學(xué)生就會對其逐漸失去興趣。因此，教師應(yīng)該為學(xué)生學(xué)習(xí)“通用技術(shù)”樹立目標(biāo)，有組織地培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)熱情。

例如，在“通用技術(shù)”的相關(guān)教材中，有一節(jié)課是關(guān)于“三視圖”的內(nèi)容。對于三視圖中的三投影面以及三視圖的形成過程等內(nèi)容并不好理解，甚至比較抽象。那么，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時都會感覺很吃力———三維空間轉(zhuǎn)變成二維的三視圖和中間的空間投影如何進行轉(zhuǎn)換等內(nèi)容都比較晦澀。此時，教師可以借助繪圖軟件幫助學(xué)生進行理解記憶。例如，立體圖通過軟件對位置進行調(diào)整可以顯示出投影面的變化，讓學(xué)生可以直觀地看到最終的投影面。

如圖1所示，這是一個經(jīng)過多次切割的圖形，在缺少立體圖的情況下，學(xué)生要完成補線是非常困難的。因此，利用計算機建模，通過動態(tài)的視覺轉(zhuǎn)換和精確的平面圖繪制相似形進行視圖的“三三對應(yīng)”，可以讓學(xué)生對各投影圖形進行定形，再精確定位，以提高三視圖補線的正確率。通過這樣的演示，抽象的知識變得直觀易懂，教師和學(xué)生都能夠在教學(xué)過程中獲得事半功倍的效果。

另外，通過計算機作圖，還可以精確得到各斜面及其正投影圖形。如圖2所示，圖形形狀及區(qū)域完全符合主視圖、左視圖和俯視圖的“三三對應(yīng)”關(guān)系。在計算機中用不同斜度和間距的陰影線條標(biāo)出“三三對應(yīng)”關(guān)系，如斜面1通過計算機繪制出立體圖和平面圖，可以將立體問題轉(zhuǎn)換為平面問題。采用精確的作圖和多視角的計算機圖形對相關(guān)知識進行呈現(xiàn)，能夠讓學(xué)生快速理解立體與平面間的對應(yīng)關(guān)系，利于解決三視圖補線難等問題。

3.2幫助人們明確設(shè)計思路和方案

“通用技術(shù)”旨在培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)———培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和動手能力。同時，“通用技術(shù)”也注重培養(yǎng)學(xué)生的整體能力。在“通用技術(shù)”課程中，動手能力固然重要，但要以思考和設(shè)計作為前提，然后再動手解決問題。比如，“通用技術(shù)”教材包含四大內(nèi)容———結(jié)構(gòu)、過程、系統(tǒng)和控制。學(xué)生在每學(xué)完一部分內(nèi)容時，教材中都會布置一個與這一部分內(nèi)容相關(guān)的設(shè)計作業(yè)。教材之所以進行如此編排，目的是使學(xué)生在學(xué)完這些內(nèi)容后能夠?qū)λ鶎W(xué)的知識進行運用，并進行具體的產(chǎn)品設(shè)計，這既能夠幫助學(xué)生掌握所學(xué)知識，也能夠提升學(xué)生對知識的應(yīng)用能力。

在進行產(chǎn)品設(shè)計的過程中，設(shè)計方案的整體構(gòu)思和具體的效果是重要內(nèi)容之一。學(xué)生在進行初步設(shè)計時，一般會用到畫草圖的方式，但是草圖存在一定弊端———無法更好地展現(xiàn)出設(shè)計效果。所以，學(xué)生可以借助計算機軟件繪制設(shè)計方案圖，以此設(shè)計出更好的方案。

3.3使“通用技術(shù)”課程更有意義

學(xué)生在“通用技術(shù)”課程中，可以自行進行活動設(shè)計，這需要教師在上的課過程中，多為學(xué)生提供優(yōu)秀的案例，并為學(xué)生事先準(zhǔn)備一些需要用到的材料?；顒釉O(shè)計有時會受到地點、工具和材料等方面的限制，這嚴(yán)重影響了活動設(shè)計的進行，在這樣的情況下，我們可以利用計算機輔助設(shè)計的相關(guān)軟件解決這些難題。例如，在“手電筒供電設(shè)計”和“室內(nèi)電器系統(tǒng)設(shè)計”這兩個設(shè)計活動中，前者所需材料、物品都比較常見，易于尋找，且該活動設(shè)計也不會受其他條件的影響。但是，后者涉及家庭環(huán)境和家用電器等，需要用到的材料不僅很難尋找，而且對于家庭電器的電路結(jié)構(gòu)等，大多數(shù)學(xué)生并未對其進行深入了解，所以具體操作起來還會遇到很多困難。

如何解決這類問題？我們可以利用計算機輔助軟件提供的模擬材料進行活動設(shè)計。比如，在“管道定量放水實驗”中，先要安裝設(shè)備，然后要明白如何控制防水裝置（這就是學(xué)生所學(xué)的控制器和執(zhí)行器的問題），最后進行定量放水實驗。在實驗的過程中，學(xué)生能夠?qū)⒖刂破骱蛨?zhí)行器這兩個知識點進行深刻理解，同時也增加了課堂的趣味性。

3.4培養(yǎng)學(xué)生具備較高的技術(shù)素養(yǎng)

“通用技術(shù)”重視對學(xué)生技術(shù)方面的培養(yǎng)，但這不是其唯一目的。不可否認(rèn)，學(xué)生在技術(shù)素養(yǎng)方面的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)非常重要，其中包括理解、使用、管理和參與技術(shù)的各項能力。而計算機輔助設(shè)計正是有益于學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)的重要手段。

在培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的過程中，首先，要使學(xué)生真正理解技術(shù)的含義———明白自己學(xué)習(xí)技術(shù)的意義所在。如學(xué)習(xí)AUTOCAD能夠幫助自己繪制三維圖形;其次，學(xué)生要做到更深層次地理解技術(shù)設(shè)計———能夠明白一些簡單的設(shè)計以及問題產(chǎn)生的原因。如繪制三維圖形是為做模型做準(zhǔn)備;再次，學(xué)生一定要掌握技術(shù)素養(yǎng)的關(guān)鍵點。如要會使用AUTOCAD等軟件，只有掌握了最重要的部分，才能夠?qū)ζ溥M行正確運用。所以，運用技術(shù)是一種綜合能力，不僅需要理解，更要去掌握。

可以說，運用技術(shù)素養(yǎng)也是學(xué)生學(xué)習(xí)“通用技術(shù)”課程的最終目的。此外，在對學(xué)生進行技術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)時，教師需要對學(xué)生悉心教導(dǎo)、耐心講解，一步一步地對學(xué)生進行知識滲透?？傊?，利用信息技術(shù)作為培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)手段對學(xué)生的學(xué)習(xí)具有很大影響。同時，計算機輔助設(shè)計也是一種教學(xué)媒介，能夠幫助學(xué)生對知識進行深入理解，并熟練掌握。

4總結(jié)

從計算機輔助設(shè)計方面看“通用技術(shù)”學(xué)科的整體運用，在今后的教學(xué)過程中，學(xué)科教育更應(yīng)該與信息技術(shù)緊密結(jié)合，使學(xué)生學(xué)好“通用技術(shù)”這門課程的同時，也能夠更好地應(yīng)用計算機輔助設(shè)計。此外，在對計算機輔助教學(xué)進行運用時，一定要了解學(xué)生的特點，據(jù)此制定符合實際的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機的熱情。

計算機輔助教學(xué)是一種有效的教學(xué)手段，教師要對它進行合理運用，使其在提高學(xué)生對“通用技術(shù)”的掌握方面發(fā)揮重要作用。

作者簡介：

趙偉英（1981—），本科，中學(xué)一級，研究方向：通用技術(shù)和物理教學(xué)。