發(fā)布時(shí)間：2023-03-21 17:10:18
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的計(jì)算機(jī)輔助論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速普及，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已滲透到人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，CAD--計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、CAPP--計(jì)算機(jī)輔助工藝過程管理、CAM--計(jì)算機(jī)輔助制造、CAQ--計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理統(tǒng)稱為CAX即計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，已為廣大工程技術(shù)人員所熟悉，CAX的應(yīng)用水平不僅是衡量企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造能力和技術(shù)先進(jìn)性的重要標(biāo)志，更進(jìn)一步影響著企業(yè)在激烈的市場競爭中的生存空間和發(fā)展?jié)摿Α?/p>
對(duì)于許多企業(yè)和工程技術(shù)人員而言，CAX早已不是"舊時(shí)玉謝堂前燕",CG---計(jì)算機(jī)輔助繪圖的應(yīng)用已深入人心，CG所實(shí)現(xiàn)的"甩圖板"固然是推動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在工程技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用所邁出的一步，但同時(shí)應(yīng)當(dāng)看到相對(duì)于真正意義上的產(chǎn)品CAD--CAD/CAE/CAM全面集成，AM--敏捷制造和CE---并行工程而言，無論在技術(shù)含量上，還是在預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益上這都只是第一步。因而，三維建模，智能化CAD以及PDMS---產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，乃至全系統(tǒng)集成等CAD的推進(jìn)深入工作又站在一個(gè)全新的起跑線上，重新面臨著整體規(guī)劃、軟件選型、人員培訓(xùn)、應(yīng)用推廣等問題．
二、企業(yè)級(jí)"CAX"應(yīng)用整體規(guī)劃
凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。CAX應(yīng)用亦然。首要重點(diǎn)就是企業(yè)級(jí)的整體規(guī)劃，具體而言，包括時(shí)間、空間兩個(gè)方面。
在時(shí)間范疇上，企業(yè)CAX的應(yīng)用、深化作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，決不能一哄而上、一蹴而就的，所以從實(shí)施之初就應(yīng)當(dāng)立足生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合企業(yè)發(fā)展大計(jì)，制定長期戰(zhàn)略，長計(jì)劃短安排，從CAD。CAM、PDM等系統(tǒng)的初步建立，逐步完善，到全面集成系統(tǒng)管理，步步為營，并依據(jù)各階段計(jì)劃落實(shí)情況和企業(yè)發(fā)展變化對(duì)計(jì)劃進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>
在空間范疇上，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)部門、工藝設(shè)計(jì)部門乃至車間級(jí)工藝人員都是CAX企業(yè)應(yīng)用的主體，故整體規(guī)劃工作必須立足現(xiàn)實(shí)情況，針對(duì)不同層次的應(yīng)用部門，人員定位作出不同規(guī)劃。例如：設(shè)計(jì)開發(fā)部門考慮配備高、中端CAD/CAM集成系統(tǒng)（三維造型、有限元分析）；工藝部門、車間級(jí)CAD/CAM則可配備完整2D功能，簡單3D功能（裝配、自動(dòng)編程）；若只允許檢索、查閱，甚至可以只配備模型圖檔瀏覽工具，但應(yīng)當(dāng)特別指出兩點(diǎn)：
1.各部門系統(tǒng)間數(shù)據(jù)、檔案應(yīng)確定交換通暢，各系統(tǒng)無虛連接；
2.不論高、中、低端系統(tǒng)，也不論開發(fā)級(jí)規(guī)劃、車間級(jí)安排都應(yīng)預(yù)先考慮對(duì)將來的入企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM的軌道是否會(huì)產(chǎn)生副面效應(yīng)。
這里可舉軟件系統(tǒng)組合范例如下：
1、某模具廠，開發(fā)部門采用UG為CAD、CAM高端、SolidEdge為CAD中端；工藝部門以SolidEdgeOrigin3D為CAX平臺(tái)，MasterCAM為CAM中端；車間級(jí)人員僅允許查閱，故采用SolidEdgeOrigin+Viewer；
2、企業(yè)長期使用AutoCAD，規(guī)劃設(shè)計(jì)部門以MDT為開發(fā)平臺(tái)，工藝部門則采用AutoCAD/AutoCADLT，車間工藝員采用AutoCADLT/Viewer。
三、軟件選型
隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的突飛猛進(jìn)和CAX市場日益擴(kuò)大，基于各種運(yùn)行平臺(tái)、技術(shù)核心，定位于不同性能價(jià)位的CAD、CAM軟件百花齊放，性能及易用性更是長江后浪推前浪，令人眼花繚亂。對(duì)于以經(jīng)濟(jì)效益為核心的企業(yè)而言，只有最適合于自身產(chǎn)品開發(fā)的軟件才是最有價(jià)值的，因此，選型必須立足于自身產(chǎn)品，離開這一基本點(diǎn)，任軟件技術(shù)先進(jìn)，功能強(qiáng)大，終將淪為"雞肋"。
通常，CAD、CAM軟件的選型分以下幾個(gè)步驟：
1.立足產(chǎn)品，需求定位
對(duì)軟件的選型應(yīng)切合實(shí)際，根據(jù)自身產(chǎn)品的特點(diǎn)、復(fù)雜程度、企業(yè)內(nèi)部設(shè)備來明確需求定位，才不至于迷失于眾多CAD/CAM廠商的宣揚(yáng)中。例如對(duì)于一家電產(chǎn)品廠而言，其CAX系統(tǒng)只要定位于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，則它需要的是一個(gè)較強(qiáng)造型能力、裝配功能完善，工程出圖快捷的CAD系統(tǒng)，通常還應(yīng)具備從頂向下的設(shè)計(jì)功能；對(duì)于產(chǎn)品呈系列化、改型頻繁的企業(yè)而言，對(duì)CAD系統(tǒng)的迫切要求則首先是具備強(qiáng)大參數(shù)化功能，甚至要求裝配的參數(shù)化，此外，造型（Modeling）--裝配（Assembly）--繪圖（Drafting）的全相關(guān)也是一個(gè)重點(diǎn)；對(duì)于注塑模生產(chǎn)廠家而言，模具型腔常有復(fù)雜曲面，且企業(yè)自行擁有數(shù)控銑床或加工中心，則在配備具有優(yōu)良曲面操作能力和模具增強(qiáng)功能的三維CAD的同時(shí)，還須引入較強(qiáng)NC（數(shù)控）編程能力的CAD軟件，對(duì)于復(fù)雜注塑件，模具設(shè)計(jì)中流動(dòng)分析常不可避免，這就要考慮Moldflow或C-Mold等CAE系統(tǒng)，當(dāng)然，一個(gè)CAD/CAM/CAE一體的高端系統(tǒng)也可能是理想之選；又如某些企業(yè)產(chǎn)品在鈑金，管路上有所側(cè)重，他們對(duì)CAX的要求又迥然不同。
因而，任何一個(gè)CAD系統(tǒng)都不是全能的，針對(duì)不同產(chǎn)品和不同企業(yè)，不同單位要求不同，軟件選型考察側(cè)重點(diǎn)必然不同，因此，具體選型開始務(wù)必立足產(chǎn)品，明確：什么樣的系統(tǒng)才是本單位所期待的--即需求定位。
2.廣泛考察，多方研究
確定需求后，應(yīng)對(duì)整個(gè)CAX市場做一全面調(diào)查，對(duì)軟件功能、技術(shù)優(yōu)勢、廠商資歷等進(jìn)行廣泛了解，在今天這樣一個(gè)信息時(shí)代，Internet盛極一時(shí)，這項(xiàng)工作不過是舉手之勞，可以查詢CAX軟件供應(yīng)商、商站點(diǎn)來了解軟件資料、廠商概況、下載Demo演示信息，也可以上中立專業(yè)測試公司站點(diǎn)，查詢軟件評(píng)價(jià)報(bào)告，比較測評(píng)表，還可以登錄專業(yè)院校、研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會(huì)CAD方面BBS、聊天室,看看天南海北的用戶對(duì)各種CAX軟件的正面推崇、反面批駁，乃至唇槍舌戰(zhàn)的辯論，雖有可能失之偏頗，卻往往一針見血，切中要害，讓你了解到廠商提供資料以外的另外一面。當(dāng)然，正面接觸軟件商以獲取書面資料、軟件演示版或技術(shù)人員現(xiàn)場介紹，都有助于對(duì)有關(guān)軟件的認(rèn)識(shí)。除此外，咨詢專業(yè)人士、考察軟件用戶、參觀兄弟企業(yè)均對(duì)選型大有裨益。
由于選型之初已明確要求，經(jīng)廣泛考察、多方研究后，即可初步擬訂幾種基本方案，通常這些方案在價(jià)位、技術(shù)優(yōu)勢或運(yùn)行環(huán)境上有所區(qū)別，但對(duì)企業(yè)需求均有可能較好滿足。
通常，許多企業(yè)傾向的主流軟件有：
流動(dòng)分析CAE：Moldflow、C-mold等；
低端CAD：AutoCADKMCADCAXA電子圖板等；
中端CAD：MasterCAM、Cimatron、Powermill、SurfCAM等；
中端三維CAD：SolidEdge、Solidworks、AutodeskMechanicalDesktop等；
CAX集成化系統(tǒng)：ProEngineer、Unigraphics、I_DEAS等模塊化集成。
3.現(xiàn)場測試最終定型
針對(duì)基本方案的進(jìn)一步篩選，不僅應(yīng)大處著眼，更應(yīng)細(xì)處著手。典型的做法是邀請(qǐng)軟件商到企業(yè)做現(xiàn)場測評(píng)，對(duì)各種方案的軟件功能進(jìn)行詳細(xì)比較，以企業(yè)典型產(chǎn)品和復(fù)雜產(chǎn)品為案例，重點(diǎn)考慮以下因素：
a、技術(shù)功能指標(biāo)：造型核心，組件技術(shù)，二維功能，三維功能，裝配功能等；
b、用戶界面指標(biāo)：任何軟件的考評(píng)中，用戶界面都是一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)樗熊浖氖褂弥黧w均為人，所以易用性不言而喻不可或缺；
c、開放擴(kuò)展功能：文件轉(zhuǎn)換接口、二次開發(fā)能力、本地化國標(biāo)化程度，此外豐富的三方支援常對(duì)軟件后繼擴(kuò)展有重要影響；
d、價(jià)格定位--性能價(jià)格比；
e、服務(wù)水平：培訓(xùn)、技術(shù)支持、版本更新、疑難解答，包含軟件商的發(fā)展能力。
通過綜合評(píng)價(jià)，軟件最終定型。
四、人員培訓(xùn)
人才是企業(yè)的秘密武器，企業(yè)間的競爭，實(shí)質(zhì)上人才的競爭。同樣CAD/CAM系統(tǒng)的運(yùn)用，人才是關(guān)鍵，只有具有高度事業(yè)心和相當(dāng)技術(shù)素質(zhì)的人才，才能把CAX系統(tǒng)的性能充分發(fā)揮出來，為企業(yè)創(chuàng)造效益。
CAX技術(shù)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程學(xué)科相結(jié)合的綜合性學(xué)科，因此，該系統(tǒng)應(yīng)用人員也應(yīng)是具有計(jì)算機(jī)應(yīng)用和工程專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的綜合性人才，只有重視人才的培訓(xùn)和知識(shí)更新，才能更好地適應(yīng)日益發(fā)展的CAX技術(shù)的需要。人員培訓(xùn)應(yīng)由企業(yè)、軟件商、高等院校及科研院所等單位來承擔(dān)。
五、應(yīng)用推廣
隨著CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，它在工程上的應(yīng)用也越來越深入，它從根本上改變了傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)以及用圖紙為介質(zhì)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)全過程技術(shù)管理模式，CAD技術(shù)把真實(shí)世界的物體轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化模型，以統(tǒng)一的數(shù)字化產(chǎn)品模型驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品生命全過程。
CAD/CAM系統(tǒng)的深入應(yīng)用有以下幾方面：
1、并行工程
提倡群體的協(xié)同工作，采用并行方式處理產(chǎn)品及其相關(guān)過程，有效地縮短了生產(chǎn)周期，不受地區(qū)和國界的限制，借PED-電子化產(chǎn)品建模技術(shù)和PED--產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)外協(xié)作生產(chǎn)。
2、虛擬新產(chǎn)品開發(fā)
為新產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)造一個(gè)虛擬的環(huán)境，借助CAD的三維造型技術(shù)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，利用CAD可視化技術(shù)在屏幕上顯示出擬生產(chǎn)的新產(chǎn)品外型、色彩、結(jié)構(gòu)。利用有限元分析對(duì)產(chǎn)品受力等情況進(jìn)行分析。利用RPT--迅速成型技術(shù)繪出實(shí)物模型。
3、實(shí)現(xiàn)CIMS
CIMS--計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)，是用計(jì)算機(jī)通過信息實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造，以求得企業(yè)的整體效益，是未來工廠的模式，它是在CAD/CAM技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、電子通訊、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、車間自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代化管理技術(shù)充分發(fā)展的基礎(chǔ)上實(shí)施的，它的實(shí)現(xiàn)可以為企業(yè)帶來極大的市場競爭能力和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
六、結(jié)束語
CAX技術(shù)應(yīng)用環(huán)境中，人員是關(guān)鍵，硬件是基礎(chǔ)，軟件是核心。
CAD/CAM就是產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造全過程的信息集成和信息流自動(dòng)化，CAX技術(shù)的應(yīng)用將計(jì)算機(jī)的快速性、準(zhǔn)確性及信息高度集成性和工程技術(shù)人員的創(chuàng)造思維、結(jié)合分析能力充分結(jié)合，從而大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造周期，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，增加企業(yè)的競爭能力，從根本上提高企業(yè)人員的技術(shù)素質(zhì)，促使企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)管理全面革新。
摘要:CAD/CAE/CAM技術(shù)的迅速發(fā)展正推動(dòng)著制造業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造到技術(shù)管理一系列深刻、全面、具有深遠(yuǎn)意義的變革。CAD不僅僅是"甩圖板"已漸漸為人們所認(rèn)識(shí)。本文從實(shí)用的角度討論了計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAX）深化應(yīng)用中的諸如企業(yè)規(guī)劃，軟件選型、人員培訓(xùn)、應(yīng)用推廣等問題，對(duì)CAD／CAM軟件選型的方法和步驟作了重點(diǎn)介紹，力求具有實(shí)用性、先進(jìn)性、科學(xué)性。
關(guān)鍵詞:CADCAMCAX應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：音樂噴泉計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)音樂特征識(shí)別模糊專家系統(tǒng)
音樂噴泉作為將聽覺藝術(shù)與視覺藝術(shù)相結(jié)合的藝術(shù)形式，已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。目前，國內(nèi)外雖然已建有很多音樂噴泉，但大多數(shù)音樂噴泉都存在著兩方面不足：首先、音樂噴泉表演程序的設(shè)計(jì)需要音樂、舞美、電腦、自控、噴泉等專業(yè)專家的合作；其次，為了了解音樂噴泉表演程序的噴射效果，只有在硬件上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。因此，對(duì)于一般的音樂噴泉系統(tǒng)，其表演程序的設(shè)計(jì)非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也正是由于這個(gè)原因，既便是美國Lasvegas這樣著名的噴泉也只能表演幾首曲目。
基于上述問題，筆者設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)音樂噴泉的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，簡稱CAD-MF。在該系統(tǒng)中，首先提取音樂的基本特征，然后在此基礎(chǔ)上分析音爾的曲式特征并將整首樂曲分成若干樂段，并分析出每一段音樂所表達(dá)的基本感彩；第二步，根據(jù)音樂的曲式和情感特片，為每個(gè)樂段匹配相應(yīng)的音樂噴泉基本表演程序，從而生成最初的音樂噴泉表演程序。該表演程序可以用三維動(dòng)畫進(jìn)行仿真，并可以通過友好的人機(jī)界面進(jìn)行修改，直至滿意。最終的表演程序經(jīng)過自動(dòng)編譯，可以控制音樂噴泉按照設(shè)計(jì)的動(dòng)作進(jìn)行噴射，實(shí)現(xiàn)音樂與噴泉的同步。
1音樂噴泉實(shí)驗(yàn)裝置
該音樂噴泉實(shí)驗(yàn)裝置的草圖如圖1所示。該噴泉由13個(gè)噴頭、4組彩燈組成。其中，噴頭1～6為第一組，可以沿圓圈的切向徑向進(jìn)行自由擺動(dòng)；7～9為第二組，10～12為第三組，可以左右隨意搖擺；13為第三組，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，這13個(gè)噴頭的噴射高度還可以有3個(gè)級(jí)別的變化。同時(shí)，該裝置中還配有4組（1～4）彩燈，由于每一組由3個(gè)不同顏色的燈泡組成，因此可以營造出多彩的光照效果。
2系統(tǒng)概述
該系統(tǒng)由七個(gè)部分組成，如圖2。
（1）音樂特征的識(shí)別
在本系統(tǒng)中，選擇MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）文件作為輸入的音源。MIDI是音樂信號(hào)在電子樂器之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，包括硬件接口標(biāo)準(zhǔn)以及電子音樂信號(hào)在不同硬件之間的異步串行傳輸協(xié)議[1]。MIDI格式的音樂文件記錄了音樂的全部樂譜和演奏的全過程，很多基本的音樂特征都可以從中直接獲得。在此基礎(chǔ)上，又可以進(jìn)一步提取旋律、和聲、節(jié)奏等復(fù)雜特片。根據(jù)音樂基本特征和復(fù)雜特征在內(nèi)的音樂信息，最終能夠按照樂曲的結(jié)構(gòu)將其分為若干樂段，并且利用模糊分類器識(shí)別出每一個(gè)樂段所帶有的感彩。
（2）音樂特征與噴射動(dòng)作的匹配
這一部分主要是通過模糊專家系統(tǒng)將音樂特征與噴射動(dòng)作進(jìn)行兩個(gè)層次的匹配——段匹配和音符匹配。段匹配是指根據(jù)感彩為各個(gè)樂段找到合適的基本表演程序，即用于表現(xiàn)某一特定情感的典型動(dòng)作序列。音符匹配則是為特定的音符安排特定的噴射動(dòng)作。這兩個(gè)層次的匹配過程也就是音樂噴泉表演程序的最終設(shè)計(jì)過程，它記錄了音樂噴泉隨著音樂舞動(dòng)的全部狀態(tài)。
（3）動(dòng)畫仿真
當(dāng)表演程序被設(shè)計(jì)出來后，如果直接在噴泉裝置上進(jìn)行仿真，將是一個(gè)非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力的過程。因此，設(shè)計(jì)了動(dòng)畫仿真了系統(tǒng)。動(dòng)畫的參數(shù)全部按照實(shí)際的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置來設(shè)計(jì)，通過動(dòng)畫可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際噴射效果的仿真。為了做出與實(shí)際噴射相似的噴射效果，采用粒子系統(tǒng)[2]。
（4）手動(dòng)修改
在觀看動(dòng)畫仿真結(jié)果后，用戶可能需要對(duì)原表演程序進(jìn)行修改。為了使用戶能夠在不需要了解內(nèi)部代碼的情況下對(duì)表演程序進(jìn)行任意的修改，筆者開發(fā)了一個(gè)很有好的人機(jī)界面。該界面不僅可以實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)修改、多點(diǎn)修改，還可以為整段音樂選擇另一套表演動(dòng)作。
（5）打印噴泉表演流程總譜
該總譜既包括了所有音符，又包括了與音樂對(duì)應(yīng)的所有噴射動(dòng)作，可以對(duì)整個(gè)表演程序一目了然。
（6）編譯成控制程序
用一臺(tái)PentiumIII866MHz的PC機(jī)作為控制器，它能夠自動(dòng)地把表演程序編譯成功放輸出的控制程序，從而控制音樂噴泉硬件裝置的噴射，實(shí)現(xiàn)音樂與噴泉的同步。
（7）同步播放
為了保證噴射與音樂的同步，筆者開發(fā)了同步播放程序，主要用于防止噴射相對(duì)于控制的延時(shí)。
音樂特征識(shí)別和匹配是該系統(tǒng)的核心。下面，將對(duì)這兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)介紹。
3音樂特征的識(shí)別
由于不同風(fēng)格的音樂有著各自不同的特點(diǎn)，這里，選擇節(jié)奏相對(duì)穩(wěn)定、曲式相對(duì)固定的約翰·施特勞斯（JohannStrauss）的圓舞曲。
3.1音樂基本特征的提取
在該系統(tǒng)中，選擇MIDI文件作為輸入的音源。一個(gè)MIDI文件含有一個(gè)headerchunk和若干個(gè)trackchunks。速度、節(jié)拍等全局基本特片以從headerchunk中得到；而音高、音長等音符信息則可以從trackchunks中獲取[3]。由于MIDI文件中含有大量音樂信息，因此許多音樂的基本特征都可以從中直接獲取。這里，提取了九種基本特片：音色、調(diào)性、節(jié)拍、音高、音長、音量、力度、速度和發(fā)聲時(shí)間。
3.2音樂曲式特征的提取[4]
施特勞斯的圓舞曲多由三部分組成：主體是3～5個(gè)小圓舞曲，前面有序奏，最后有尾聲。每首圓舞曲有兩個(gè)主要旋律，用單二部曲式（AB）或單三部曲式（ABA）構(gòu)成。考慮到這些旋律常常由兩個(gè)非常相似的樂句組成，采用一種搜索相似旋律的方法分析音樂的曲式結(jié)構(gòu)；同時(shí)，為了提高搜索效率和正確率，還兼顧了曲式結(jié)構(gòu)中的和聲與節(jié)奏特點(diǎn)。
（1）根據(jù)節(jié)奏和調(diào)性進(jìn)行初步識(shí)別
一首圓舞曲常常由幾百個(gè)小節(jié)組成，因此如果在全曲范圍內(nèi)對(duì)旋律進(jìn)行搜索將會(huì)非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。樂曲節(jié)奏和調(diào)性的改變常常意味著新段落的出現(xiàn)，這里首先根據(jù)這兩方面的特征對(duì)全曲進(jìn)行初步劃分，為旋律搜索縮小范圍，從而提高搜索效率。
（2）利用旋律搜索進(jìn)行重點(diǎn)識(shí)別
為了進(jìn)一步提高相似旋律的搜索效率，根據(jù)古典音樂的特點(diǎn)，作三點(diǎn)假設(shè)。第一假設(shè)一個(gè)完整的樂句由16小節(jié)構(gòu)成，這一假設(shè)在很多音樂結(jié)構(gòu)的研究中被采用，并在多數(shù)情況下被證明是正確的。第二段設(shè)一個(gè)樂句的前4小節(jié)是全句的重點(diǎn)，這一假設(shè)能夠用很少的音符表征整個(gè)樂句，同時(shí)經(jīng)過檢驗(yàn)是完全正確的。第三段設(shè)在眾多的樂器中，小提琴、長笛、單簧管演奏主旋律的可能性最大，這一假設(shè)被證明非常效，它幫助從十幾種樂器中迅速地找到主旋律音色，作為旋律搜索的前提。在這三個(gè)假設(shè)的基礎(chǔ)上，還引入一種樹狀結(jié)構(gòu)“旋律樹”，用以記錄一段旋律的總體輪廓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相似旋律的搜索，如圖3。該結(jié)構(gòu)由四層組成：
·第一層代表一段16小節(jié)的旋律；
·第二層代表該旋律的前4小節(jié)；
·第三層代表每個(gè)小節(jié)的三個(gè)正拍；
·第四層代表各個(gè)小節(jié)的正拍和半拍；
在圖3中，節(jié)奏是3/4，在旋律樹中，僅僅需要記錄相對(duì)音高。與其他記錄旋律的方法相比[5,6]，該旋律樹有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先，由于前4小節(jié)是整段旋律的重點(diǎn)，旋律樹用很少的音符抓住了整段旋律的輪廊；第二，這種樹狀結(jié)構(gòu)不僅記錄了旋律的輪廓，而且記錄了旋律的結(jié)構(gòu)；最后，這種分層結(jié)構(gòu)有利于提高搜索效率。由于上一層的音符比下一層重要，因此，如果在比較旋律樹時(shí)在上一就出現(xiàn)了不同，則無需對(duì)下面的各層進(jìn)行比較就可以直接得出二者不同的結(jié)論。這種旋律樹可以用來提取和比較旋律，在實(shí)際中證明非常有效。
（3）利用和聲特征進(jìn)行補(bǔ)充識(shí)別
經(jīng)過以上兩個(gè)步驟，大多數(shù)曲式結(jié)構(gòu)可以被識(shí)別出來，但仍會(huì)有一些例外。為了進(jìn)一步提高曲式識(shí)別的準(zhǔn)確性，又利用終止式[7,8]（結(jié)束一個(gè)音樂結(jié)構(gòu)和結(jié)束一個(gè)樂思的和聲）對(duì)曲式結(jié)構(gòu)進(jìn)行了補(bǔ)充分析。由于和聲分析相對(duì)復(fù)雜，這里只考慮了與終止式密切相關(guān)的主和弦和屬和弦。
3.3音樂情感特征的提取
在曲式特征識(shí)別基礎(chǔ)上，整個(gè)樂曲被劃分成一個(gè)個(gè)小樂段。該部分則通過對(duì)每個(gè)樂段的音響、速度、旋律等特征進(jìn)行綜合分析，最終由一個(gè)模糊分類器判斷出其情感特片[9]。為了對(duì)情感特征進(jìn)行合理的描述，根據(jù)在音樂心理學(xué)領(lǐng)域得到廣泛認(rèn)可的Hevner詞表[10]，提出一種“情感環(huán)”的結(jié)構(gòu)，如圖4。
4模糊專家系統(tǒng)匹配
這一部分主要通過模糊專家系統(tǒng)對(duì)音樂特征進(jìn)行段匹配和音符匹配兩個(gè)層次上的匹配。
4.1段匹配
段匹配在對(duì)音樂作品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和情感分析基礎(chǔ)上，根據(jù)情感色彩為每一段旋律找到最適合的基本表演程序。
（1）基本表演程序庫的建立
基本表演程序序中存放大量的基本表演程序，即表演動(dòng)作序列?；颈硌莩绦虻慕Y(jié)構(gòu)如圖5所示。從圖5中可以看出，每一個(gè)基本表演程序除了記載所有動(dòng)作的名稱和動(dòng)作時(shí)間和，還有該基本表演程序所體現(xiàn)的感彩。值得注意的是，這里的動(dòng)作時(shí)間是指在標(biāo)準(zhǔn)速度（定義為1小節(jié)/1秒鐘）下的動(dòng)作時(shí)間。因此，當(dāng)樂曲速度變化時(shí)，系統(tǒng)要自動(dòng)根據(jù)速度的改變調(diào)整運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)音樂與動(dòng)畫的同步。
（2）表演程序控制器的建立
段匹配的結(jié)果記錄在表演程序控制器PPC（PerformanceProgramController）序列中，作為進(jìn)一步設(shè)計(jì)表演程序的基礎(chǔ)，如圖6。表演程序控制器有六個(gè)參數(shù)：第一個(gè)是控制器編號(hào)，即樂段編號(hào)；第二個(gè)是記錄該樂段旋律線的旋律樹的編號(hào)；第三、四個(gè)分別是該樂段的起始和結(jié)束小節(jié)；第五個(gè)是該樂段的感情分類；最后一個(gè)則是為該樂段匹配的基本表演程序的編號(hào)。
4.2音符匹配
音符匹配包括兩部分：首先根據(jù)樂曲速度決定基本表演程序中相鄰動(dòng)作的時(shí)間間隔；其次是為關(guān)鍵音符（如強(qiáng)音）設(shè)計(jì)一些特殊的動(dòng)作。在段匹配的基礎(chǔ)上，音符匹配使音樂動(dòng)畫的設(shè)計(jì)做到了點(diǎn)面結(jié)合。
經(jīng)過段匹配和音符匹配，最初的音樂噴泉的表演程序就產(chǎn)生了，它記錄了音樂噴泉隨著音樂噴射的所有動(dòng)作。
（1）提供靈活的學(xué)習(xí)方式
通過網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生能夠已經(jīng)起自身的實(shí)際情況對(duì)其適合的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行選擇。比如說很多學(xué)校都開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)課，通過直接設(shè)置網(wǎng)絡(luò)課堂的方法，為學(xué)生隨之收聽與觀看提供了便利。而且網(wǎng)絡(luò)上的學(xué)習(xí)內(nèi)容具有較大的信息量，以及較快的更新時(shí)間，一直在動(dòng)態(tài)的變化中，這與傳統(tǒng)課堂教學(xué)形式呆板、內(nèi)容單調(diào)、陳舊、信息量有限有較大的區(qū)別，可以使得學(xué)生從以往的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)學(xué)習(xí)上來，因此可以較大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，取得較好的學(xué)習(xí)效果。此外，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能夠做到學(xué)生自主考試，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)課堂上所設(shè)置的各種試題，再依據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，對(duì)不同難度的試題進(jìn)行選擇然后進(jìn)行測試，讓教學(xué)切實(shí)實(shí)現(xiàn)充分顧慮學(xué)生個(gè)體差異的目的，給學(xué)生創(chuàng)造一種靈活性、創(chuàng)造性、綜合性的學(xué)習(xí)模式。
（2）形象直觀的交互環(huán)境
通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來輔助教學(xué)，能夠給整個(gè)教學(xué)提供一個(gè)較為直觀的交互環(huán)境形象，在這個(gè)環(huán)境之中，能夠使得教師和學(xué)生間的直接交流得以實(shí)現(xiàn)，并且也可以使得學(xué)生間的交互學(xué)習(xí)與人機(jī)間的交流對(duì)話得以實(shí)現(xiàn)，從而可以達(dá)到較好的輔助效果。
（3）更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)策略
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一些特性還決定了通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠提供更多、更為豐富的教學(xué)策略，比如說在教學(xué)之前可以對(duì)所有學(xué)生展開一次學(xué)前的測試，這個(gè)測試包括學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)以及各項(xiàng)思維能力，利用網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生心理方面的測試，對(duì)學(xué)生測試之后，還可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合性的分析學(xué)生反映出來的各種數(shù)據(jù)，這樣可以更加客觀的實(shí)現(xiàn)對(duì)所有學(xué)生的綜合判斷與評(píng)價(jià)，有助于教師依據(jù)分析的數(shù)據(jù)，選擇最為適合的教學(xué)策略以及內(nèi)容，使得教師的教學(xué)更能滿足所有學(xué)生的不同需求，從而實(shí)現(xiàn)因材施教、使得所有學(xué)生都可以不斷提高的目的。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，因?yàn)槠淇梢蕴峁┹^為豐富的教學(xué)資源，而且具有交互性、多媒體性等眾多特性，這就使得在網(wǎng)絡(luò)上使用多種教學(xué)策略與教學(xué)方式成為可能。
（4）有利于對(duì)學(xué)生的輔助
在以往的教學(xué)中，課堂授課的時(shí)間僅僅只有較短的幾十分鐘，如果學(xué)生在課堂之上，無法掌握教師講授的知識(shí)，而在課堂之下教師又很少有時(shí)間去輔導(dǎo)學(xué)生，即使學(xué)校開設(shè)的有自習(xí)課，但是在較短的時(shí)間之內(nèi)，教師無法面面俱到的對(duì)所有學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，若有的學(xué)生較為膽怯，就會(huì)加大這種輔導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的難度。但是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，教師不但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生作業(yè)的批改，而且還可以直接將作業(yè)之中出現(xiàn)的問題反饋給學(xué)生，此外教師還可以通過視頻對(duì)學(xué)生進(jìn)行直接的輔導(dǎo)，也可以通過論壇以及E-mail的方式實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生間的交流與溝通，因?yàn)榻處熍c學(xué)生間沒有直接性的面對(duì)面，這樣能夠消除個(gè)別學(xué)生存在的膽怯心理，使得他們可以大膽質(zhì)疑，因?yàn)檫@種輔導(dǎo)方式對(duì)所有學(xué)生的學(xué)習(xí)需求進(jìn)行了充分的照顧，現(xiàn)在已經(jīng)變成了教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別化輔導(dǎo)的非常有效的方式，再加上，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)不受時(shí)間以及地域的制約，即便師生間相隔萬里之遠(yuǎn)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)來自由的進(jìn)行交流與溝通，因此給學(xué)生的輔導(dǎo)提供了諸多方便。是計(jì)算機(jī)輔助教育結(jié)構(gòu)圖，從圖中我們可知，網(wǎng)絡(luò)教育輔助教育的諸多優(yōu)勢。
2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的問題
（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性
但是現(xiàn)在我國大多數(shù)院校網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程較少，一般僅有16個(gè)學(xué)時(shí)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有很多的實(shí)踐性內(nèi)容，而實(shí)驗(yàn)課卻較少，致使了難以對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排。如果想要利用實(shí)踐深化理論知識(shí)難度就更大。
（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)，系統(tǒng)性缺乏
很多院校因?yàn)橐恍┮蛩氐闹萍s，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候存有開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容太過片面的問題。往往只開設(shè)網(wǎng)絡(luò)軟件應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)操作系統(tǒng)使用以及網(wǎng)線制作等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)雖然可以提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，但是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建、路由器和交換機(jī)的配置等實(shí)驗(yàn)較少開設(shè)。這就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)和理論關(guān)聯(lián)性較差，理論和實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)。
（3）學(xué)生的主觀能動(dòng)性較差
學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性沒有完全調(diào)動(dòng)起來，實(shí)踐操作不熟練實(shí)驗(yàn)過程中常常出現(xiàn)僅僅以指導(dǎo)教師為中心的問題。一般來說指導(dǎo)教師都會(huì)先演示和介紹一下實(shí)驗(yàn)，然后再讓學(xué)生們自行操作。因?yàn)橹笇?dǎo)教師要對(duì)多種學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，難以跟學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)中問題發(fā)生的原因進(jìn)行透徹分析，導(dǎo)致這些問題不是被忽略就是由老師來解決。這就導(dǎo)致了學(xué)生的認(rèn)知主體作用被忽視，沒有較好的互動(dòng)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性難以激發(fā)，不利于培養(yǎng)創(chuàng)新思維。
（4）實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍素質(zhì)有待提高，建設(shè)有待加強(qiáng)
一般學(xué)生都是分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)教師往往是理論教師。在較少的實(shí)驗(yàn)課程中，單單憑借一位教師，很難達(dá)到較好的組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及細(xì)致的指導(dǎo)學(xué)生的目標(biāo)。一定會(huì)有一些學(xué)生難以順利的完成實(shí)驗(yàn)，即使有的學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成了實(shí)驗(yàn)，也很難消化實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，致使實(shí)驗(yàn)無法達(dá)到理想效果，因此要加強(qiáng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍。
（5）實(shí)驗(yàn)考核的力度不夠
目前網(wǎng)絡(luò)課程具有重理論考核、輕實(shí)踐考核的問題存在。實(shí)驗(yàn)考核缺乏力度會(huì)致使學(xué)生更加重視理論的學(xué)習(xí)，而忽視實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，這就導(dǎo)致了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏積極性與主動(dòng)性，所以需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核力度。
3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改革教育研究提議
（1）加強(qiáng)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室
管理、配置并且維護(hù)好實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)盡可能使學(xué)生們自主研究解決實(shí)驗(yàn)問題，從而讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中積累更多的經(jīng)驗(yàn)，得到更多的知識(shí)與技能。
（2）恰當(dāng)安排實(shí)驗(yàn)課時(shí)
對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程要有充分的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。通過小組來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。路由器、交換機(jī)、主機(jī)的配置都由小組成員間的相互分工與寫作的形式完成，從而為組織開展實(shí)驗(yàn)提供方便，讓所有學(xué)生都可以接觸到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，使得學(xué)生的協(xié)調(diào)溝通能力不斷提高，體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)合作精神，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用得以更好的發(fā)揮。
（3）對(duì)專用的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行充分的利用
對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排，從而使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果得以有效的提高。
（4）加強(qiáng)建設(shè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍
實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍應(yīng)該由兩部分組成，分別為：實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的要求對(duì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行安排；指導(dǎo)相關(guān)技術(shù)人員完成實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的任務(wù)；協(xié)同實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員將實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)完成。
4結(jié)束語
數(shù)學(xué)是一門抽象的學(xué)科，它具有精確性、嚴(yán)密性、創(chuàng)造性和邏輯性。數(shù)學(xué)教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的能力和邏輯推理能力，這就使得部分學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)感覺到枯燥和乏味。而多媒體技術(shù)的出現(xiàn)，使得數(shù)學(xué)教學(xué)變得生動(dòng)和豐富起來。例如，在講極限的定義時(shí)，通過割圓術(shù)來引出極限，我們可以通過動(dòng)畫的形式形象地刻畫出，隨著正多邊形邊數(shù)的增加，正多邊形的面積越來越逼近圓的面積。這樣，不僅使問題從抽象變得具體，使問題變得更加直觀，而且激發(fā)了學(xué)生的好奇心，積極融入于課堂，進(jìn)而喜歡上了數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)。美國著名物理學(xué)家愛因斯坦認(rèn)為，學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生最好的老師。美國著名心理學(xué)家布魯納也說過，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的興趣是最強(qiáng)大的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。只要學(xué)生喜歡上了數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，那么他就喜歡鉆研數(shù)學(xué)，并發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)推理嚴(yán)密性所體現(xiàn)的獨(dú)特的與眾不同，找到其中的樂趣，并因此樂此不疲。
二、利用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)，節(jié)約教學(xué)時(shí)間，提高教學(xué)效率
在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師需要花部分時(shí)間來書寫板書和繪制圖形，這樣使得教學(xué)時(shí)間過多，教學(xué)效率低下。而多媒體教學(xué)節(jié)約了教學(xué)時(shí)間，使學(xué)生在單位時(shí)間內(nèi)獲得了更多的知識(shí)，從而大大提高了教學(xué)效率。多媒體數(shù)學(xué)教學(xué)增加了教師和學(xué)生的交流時(shí)間，使學(xué)生的主動(dòng)能動(dòng)性大為提高。例如，在講授利用導(dǎo)數(shù)求實(shí)際問題中出現(xiàn)的函數(shù)的最大值和最小值時(shí)，在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師要把部分時(shí)間用在實(shí)際問題中圖形的繪畫和分析上，并且繪制的圖形不具有動(dòng)態(tài)性和直觀性，但多媒體技術(shù)就形象地呈現(xiàn)出我們要解決的問題，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極參與到具體問題的解決上。
三、計(jì)算機(jī)和板書有機(jī)結(jié)合
在計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)中，要做到計(jì)算機(jī)和板書的恰當(dāng)結(jié)合。板書可以有效地控制課堂節(jié)奏，使學(xué)生大體掌握這堂課的教學(xué)進(jìn)度，對(duì)這堂課的安排做到心中有數(shù)。而多媒體技術(shù)通過視頻、動(dòng)畫、聲音等技術(shù)手段激發(fā)了學(xué)生的求知欲。但在教學(xué)過程中，有些教師卻變成了講解員和操作員，只要滑動(dòng)鼠標(biāo)，點(diǎn)點(diǎn)鍵盤，一堂課就流水賬似地講完了。學(xué)生沒有時(shí)間獨(dú)立思考，走馬觀花似地跟著課件迅速聽完了這堂課，雖然課堂氛圍熱烈，但一關(guān)閉電腦，學(xué)生的腦袋一片空白，忘記了這堂課的講授內(nèi)容。因此，我們需要做到計(jì)算機(jī)和板書的互相補(bǔ)充。其實(shí)，粉筆尖在黑板上呈現(xiàn)出的公式的推理，數(shù)學(xué)式子的計(jì)算和定理的證明，這些都是邏輯推理嚴(yán)密性的體現(xiàn)，是一種數(shù)學(xué)思維的美，這是多媒體技術(shù)所不能替代的。我們要清楚地意識(shí)到，教師和學(xué)生才是課堂的主導(dǎo)者，計(jì)算機(jī)只是一種輔助工具。例如，在講授求二重積分時(shí)，初學(xué)者在計(jì)算二重積分時(shí)，經(jīng)常不知道怎么繪畫出積分區(qū)域并寫出積分區(qū)間。這時(shí)，教師需要把積分區(qū)域具體地畫在黑板上并詳細(xì)說明如何選取x型區(qū)域或y型區(qū)域，最后寫出積分區(qū)間。這樣對(duì)于這個(gè)問題，教師為學(xué)生展示了具體的思維過程，使學(xué)生更好地掌握了其中的知識(shí)。
四、計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)不應(yīng)分散學(xué)生的注意力
多媒體技術(shù)使得課本知識(shí)變?yōu)橐环鷦?dòng)的圖片呈現(xiàn)在大屏幕上，這使得學(xué)生在課堂上聽得津津有味。但課件的制作不能過于追求色彩斑斕的畫面，動(dòng)聽的伴奏音樂，五彩繽紛的動(dòng)畫效果，應(yīng)該恰如其分地增添動(dòng)畫、視頻、聲音等計(jì)算機(jī)技術(shù)。否則，“畫蛇添足”的結(jié)果只會(huì)分散學(xué)生的注意力，使得教學(xué)效果大為下降。國外有名的哲學(xué)家皮亞杰對(duì)行為動(dòng)作和思維的關(guān)系做了深入的研究，他認(rèn)為行為動(dòng)作是一個(gè)人思維的基礎(chǔ)，動(dòng)作深刻影響著一個(gè)人思維的產(chǎn)生和過程，在學(xué)習(xí)過程中，要使學(xué)習(xí)者真正掌握某方面的知識(shí)，就必須使那些運(yùn)算成為學(xué)習(xí)者自己的運(yùn)算。因此，如果上課時(shí)間充足，可以讓學(xué)生多做練習(xí)。適當(dāng)?shù)恼n堂練習(xí)會(huì)讓學(xué)生加深對(duì)本節(jié)課知識(shí)的鞏固，集中學(xué)生的注意力，增加學(xué)生的成就感。例如，在講授復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)時(shí)，我們首先要講授有關(guān)復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)方法的定理，再通過樹形圖像來表示求導(dǎo)過程中復(fù)合函數(shù)層層變量之間的關(guān)系，最后通過具體的例子講授復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)。在這一過程中，不能過多地追求動(dòng)畫和視頻，我們應(yīng)側(cè)重對(duì)學(xué)生方法的傳授，并在黑板上對(duì)具體例子中復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)作出詳細(xì)的解釋，并且需要學(xué)生多做練習(xí)。
五、計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)不是一塊電子黑板
國外有名的數(shù)學(xué)教育家波利亞說過：“數(shù)學(xué)存在兩個(gè)方面，一方面，數(shù)學(xué)具有歐幾里德似的嚴(yán)密性，從這方面來講，數(shù)學(xué)是一門系統(tǒng)性的演繹學(xué)科；另一方面，數(shù)學(xué)具有創(chuàng)造性，從這方面來講，數(shù)學(xué)又是一門實(shí)驗(yàn)性的歸納學(xué)科?！钡^去的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)就是呆板的三個(gè)“一”，一張嘴，一支粉筆，一本書，通過教師的演算、證明、假設(shè)等一系列的演繹方式講授數(shù)學(xué)知識(shí)。數(shù)學(xué)教育家波利亞所說的第二個(gè)方面在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中根本沒有辦法體現(xiàn)，但現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)教學(xué)就提供了這個(gè)平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)上，教師可以根據(jù)學(xué)生給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在大屏幕上展示出具體的圖像，使學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)、探索、模擬、假設(shè)和演示，猜測出想要的結(jié)論。但要得到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)理論，還需要教師的進(jìn)一步講授和推理。在這一過程中，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)造力，啟發(fā)了學(xué)生探索科學(xué)的精神，這在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中是很難做到的。因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，計(jì)算機(jī)屏幕并不只是一塊電子黑板，決不能只是把教案搬到大屏幕上，再加上一些動(dòng)畫、聲音、圖片、音樂等，要注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
一、 運(yùn)用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
心理學(xué)認(rèn)為，興趣是積極探索某種事物的認(rèn)識(shí)傾向，它是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力源，是智能和心理發(fā)展的催化劑。學(xué)生一旦對(duì)學(xué)習(xí)發(fā)生強(qiáng)烈的興趣，就會(huì)激發(fā)內(nèi)在的學(xué)習(xí)愿望和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，就會(huì)聚精會(huì)神，努力追源，并感到樂在其中。多媒體計(jì)算機(jī)通過定格、慢放、加速、重復(fù)、圖像的變化、色彩以及聲音配合等效果，充分發(fā)揮其直觀、形象、新奇、促思等優(yōu)勢，引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生求知欲，活躍學(xué)生的思維。例如在“分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)”一課中，一上課老師就說：“同學(xué)們，今天我給大家講一個(gè)故事”，一邊說一邊簡單地操作鼠標(biāo)，與計(jì)算機(jī)連接的電視機(jī)顯示器上出現(xiàn)了畫面，學(xué)生一下子被屏幕上的有趣的畫面吸引了，隨著螢屏的演示，老師繼續(xù)講故事：猴山上的小猴子最喜歡吃猴王做的那些又香又甜的大餅，一天猴王做的大餅剛出爐
，它的三個(gè)孩子吵著說 “我要吃餅 ，我要吃餅
?！庇谑呛锿醢讶龎K大餅分給三只小猴子吃，它先把第一塊餅平均切成四塊分給老一一塊，老二嫌小吵著說“一塊太少了，我要兩塊”，猴王便把第二塊餅平均切成八塊分給老二兩塊；老三更貪了吵著說
“兩塊太少了，我要三塊”，于是猴王把第三塊餅平均切成十二塊分給老三三塊。同學(xué)們，你知道哪只猴子分到的餅多嗎？因?yàn)橛行蜗蟮墓适虑楣?jié)，有多媒體計(jì)算機(jī)生動(dòng)有趣的圖象動(dòng)態(tài)顯示，使抽象的數(shù)學(xué)概念形象化，激發(fā)學(xué)生以極大興趣投入學(xué)習(xí)。
又如在教學(xué)“面積和面積單位”時(shí)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的畫畫板輔助教學(xué)，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解面積的意義。教師在屏幕上畫出下面圖形：
讓學(xué)生選擇喜歡的顏色給圖形涂色，學(xué)生們十分感興趣地挑選喜歡的顏色給圖形涂色，每涂一個(gè)，老師就讓學(xué)生回答這個(gè)圖形的面積是什么？當(dāng)涂到第五個(gè)圖形時(shí)，顏料一下子都跑到外面充滿整個(gè)瑩屏，學(xué)生被愣住了，為什么呢？這時(shí)教師抓緊時(shí)機(jī)問：“這個(gè)圖形的面積又是什么呢？”學(xué)生們驚喜地發(fā)現(xiàn)：這個(gè)圖形不是封閉圖形，它沒有面積。這種無聲的、動(dòng)態(tài)的形象顯示，不僅一下子激發(fā)孩子們的好奇心，引起他們對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)的高度興奮，并且在教師有聲的語言引導(dǎo)下進(jìn)入學(xué)習(xí)過程，達(dá)到啟迪思維，激發(fā)興趣的目的。
二、 運(yùn)用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有利于學(xué)生掌握重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。
電化教學(xué)的核心是要提高教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)過程中，只有當(dāng)學(xué)生掌握知識(shí)的重點(diǎn)，突破難點(diǎn)的情況下，才能談得上提高教學(xué)質(zhì)量。利用多媒體計(jì)算機(jī)突破教學(xué)過程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)是很好的教學(xué)手段。
例如在教學(xué)“相遇問題”應(yīng)用題時(shí)，運(yùn)用軟件直觀演示輔助教學(xué)，創(chuàng)設(shè)情境，幫助學(xué)生較深刻地理解題目中數(shù)量間的關(guān)系。教師簡單地操作鼠標(biāo)，屏幕上首先出現(xiàn)了一條鐵軌，上面有一輛火車從左往右地行駛，一會(huì)兒，另一輛火車也從右往左地駛過來，兩列火車在逼真的火車運(yùn)行時(shí)發(fā)出的聲音中相對(duì)開出，直到相遇。這時(shí)屏幕上出示了一道應(yīng)用題：“甲乙兩列火車從兩地相對(duì)行駛，甲車每小時(shí)行駛75千米，乙車每小時(shí)行駛69千米。甲車開出后1小時(shí)乙車才開出，再過2小時(shí)兩車相遇。兩地間的鐵路長多少千米？”教師再操作鼠標(biāo)，屏幕上出示了線段圖，在線段圖上分別標(biāo)出了每小時(shí)火車所行的路程。這樣難點(diǎn)在火車形象運(yùn)行的動(dòng)態(tài)演示和直觀的線段圖中得以解決，它比老師的任何解釋都具有說服力，增強(qiáng)了感觀上的剌激。演示一結(jié)束，學(xué)生們很快就列出正確的算式解答。因此，利用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)可以使學(xué)生清楚地掌握概念，獲得正確的結(jié)論，并嘗到成功的喜悅，強(qiáng)化了學(xué)習(xí)的興趣。
三、運(yùn)用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有利于學(xué)生思維的發(fā)展。
小學(xué)生的認(rèn)識(shí)特點(diǎn)是從形象思維為主向抽象思維為主過渡，要使學(xué)生理解抽象的數(shù)學(xué)概念，就必須為學(xué)生提供必要的感性材料，使之借助事物的具體形象或表象進(jìn)行思維，從而逐步理解和掌握知識(shí)。而多媒體計(jì)算機(jī)通過模擬演示，突出實(shí)際操作過程，讓學(xué)生進(jìn)行觀察、比較、分析、綜合、抽象和概括，通過引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷獲取知識(shí)的思維過程，達(dá)到培養(yǎng)智能，啟迪思維的目的。
例如在“圓柱的認(rèn)識(shí)”教學(xué)中，利用軟件演示，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)圓柱的形成和側(cè)面面積的計(jì)算：
①教師操作鼠標(biāo)，屏幕上出示幾個(gè)圓柱的實(shí)物圖；再操作鼠標(biāo)，圓柱實(shí)物圖背景消去，
剩下閃爍的圓柱立體圖，學(xué)生從圓柱實(shí)物圖抽象出圓柱的立體圖，初步認(rèn)識(shí)了圓柱。
②操作鼠標(biāo)，屏幕上出現(xiàn)一個(gè)長方形，然后這個(gè)長方形繞著它的一條邊旋轉(zhuǎn)一周，形成一個(gè)圓柱體，讓學(xué)生掌握?qǐng)A柱的形成過程和認(rèn)識(shí)圓柱的底和高。
③操作鼠標(biāo)，圓柱的底面隨著閃爍慢慢地從上往下移，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)圓柱不但兩個(gè)底面的面積相等，而且從上到下的粗細(xì)一樣，也就是說每個(gè)橫截面的面積都相等。
④待學(xué)生掌握了圓柱的特征后，老師引導(dǎo)學(xué)生觀察、討論：把圓柱的側(cè)面展開會(huì)是什么圖形呢？讓學(xué)生展開思維，各抒已見，自由發(fā)揮；有的認(rèn)為圓柱側(cè)面展開是長方形，有的認(rèn)為是平行四邊形，有的認(rèn)為是正方形。到底哪個(gè)答案對(duì)呢？老師不急著表態(tài)，而是操作鼠標(biāo)，讓學(xué)生觀察屏幕上的演示：把圓柱的側(cè)面豎著剪開，打開后得到一個(gè)長方形。
⑤操作比較：如果把側(cè)面斜著剪能否得到一個(gè)長方形？斜著剪得到一個(gè)什么樣的圖形？
⑥思考：這個(gè)長方形（或平行四邊形）的長（底）和寬（高）與圓柱的什么有關(guān)呢？在什么條件下展開后的圓柱體的側(cè)面是個(gè)正方形？這時(shí)又怎樣計(jì)算圓柱的側(cè)面面積？學(xué)生通過計(jì)算機(jī)的形象演示、教師提出的問題，結(jié)合自己的操作過程和觀察比較過程，能有條有理地講述圓柱側(cè)面面積怎樣推導(dǎo)出來。學(xué)生通過充分的動(dòng)眼、動(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)口，不但弄清楚知識(shí)之間的來龍去脈，也活躍和發(fā)展了學(xué)生的思維。
四、 借助多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，增加課堂密度，強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
“云計(jì)算輔助教學(xué)”的教學(xué)設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的需求，設(shè)計(jì)過程中教師要提供盡可能多的、整體的、精致的課程資源，作為設(shè)計(jì)者和教學(xué)者要為學(xué)習(xí)者盡可能提供真實(shí)的情景、活動(dòng)和任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過三輪的行動(dòng)研究，我們的實(shí)驗(yàn)研究組提出了相對(duì)穩(wěn)定的云課堂教學(xué)模式：以“翻轉(zhuǎn)課堂”為核心，包括了課程開發(fā)、課前學(xué)習(xí)、課堂內(nèi)化、測試與反饋、研討總結(jié)等主要環(huán)節(jié)。在實(shí)施過程中，為了在教學(xué)應(yīng)用上加強(qiáng)與“人人通云教學(xué)”平臺(tái)的功能特點(diǎn)匹配，對(duì)傳統(tǒng)“翻轉(zhuǎn)課堂”模式的環(huán)節(jié)和要求進(jìn)行了一定程度的修改，以達(dá)到“翻轉(zhuǎn)課堂”與云平臺(tái)的深度融合。云課堂教學(xué)模式主要操作環(huán)節(jié)如下：
1.課程準(zhǔn)備
首先是編制導(dǎo)學(xué)案。主備教師在該學(xué)科集體備課前準(zhǔn)備好學(xué)案和電子課件，然后在集體備課時(shí)共同研討、優(yōu)化學(xué)案和電子課件，整合優(yōu)化后上傳到“人人通云教學(xué)”平臺(tái)的“云盤”和“導(dǎo)學(xué)”模塊。其次是資源的開發(fā)和收集，備課教師深入研究課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容后，依據(jù)教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)，制作微課，或者在其他資源網(wǎng)上收集相關(guān)的優(yōu)質(zhì)課程資源，推送給學(xué)生。
2.云學(xué)習(xí)
學(xué)生在獨(dú)立預(yù)習(xí)教材的基礎(chǔ)上，運(yùn)用電腦或者其他電子終端觀看導(dǎo)學(xué)案和視頻，觀看、閱讀、聽講，進(jìn)行課前學(xué)習(xí)。學(xué)生按導(dǎo)學(xué)案的要求，完成學(xué)習(xí)任務(wù)，制作課堂展示課件，學(xué)習(xí)完成后，利用云平臺(tái)的筆記功能記錄錯(cuò)誤和困惑以待課堂上交流反饋。教師可以在課前登錄“人人通云教學(xué)”平臺(tái)，了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況，調(diào)整課堂教學(xué)進(jìn)度、難度，制定個(gè)別輔導(dǎo)計(jì)劃，增強(qiáng)課堂教學(xué)的針對(duì)性和有效性。
3.云課堂教學(xué)和學(xué)習(xí)測評(píng)
經(jīng)過三輪以上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在學(xué)科組的研究討論下，形成了在時(shí)間和順序上基本穩(wěn)定的云課堂教學(xué)模式課中教學(xué)流程，在不同課型、不同內(nèi)容和不同容量的教學(xué)過程中，時(shí)間和順序可以做靈活調(diào)整。課堂上，首先教師運(yùn)用交互式電子白板和“人人通云教學(xué)”平臺(tái)內(nèi)準(zhǔn)備的課件和資源，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的情境，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，點(diǎn)燃他們思維和智慧的火花。接著，學(xué)生在小組協(xié)作平臺(tái)上通過同儕互助，形成統(tǒng)一的意見，由小組代表向全班展示本小組的學(xué)習(xí)成果。各學(xué)習(xí)小組在平臺(tái)互動(dòng)交流后，排除重復(fù)的提問后，提出本組學(xué)習(xí)過程中遇到的疑惑，教師在收到各組提出的疑問后，在班上統(tǒng)一對(duì)共性問題進(jìn)行重難點(diǎn)的答疑和小結(jié)。最后進(jìn)行在線測評(píng)，教師通過平臺(tái)的后臺(tái)統(tǒng)計(jì)可以得知學(xué)生存在的問題，測試后及時(shí)對(duì)存在的問題進(jìn)行講解，并對(duì)學(xué)生存在的個(gè)性化問題進(jìn)行輔導(dǎo)。
4.提煉深化
通過云平臺(tái)，學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)情況、測驗(yàn)評(píng)價(jià)成績，均被實(shí)時(shí)記錄，形成學(xué)生云課堂學(xué)數(shù)據(jù)。通過平臺(tái)系統(tǒng)的分析，可以對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況、應(yīng)用技巧、分層能力等進(jìn)行客觀呈現(xiàn)。教師可以通過系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行批評(píng)性的反思，有針對(duì)性地對(duì)教學(xué)方案進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)。
二、實(shí)驗(yàn)情況和數(shù)據(jù)分析
1.實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
（1）實(shí)驗(yàn)對(duì)象。從2014年4月起，在實(shí)驗(yàn)校七年級(jí)4個(gè)班中抽取兩個(gè)人數(shù)、成績基本相近的班級(jí)1班和4班作為實(shí)驗(yàn)班和對(duì)比班，其中1班為實(shí)驗(yàn)班，共47人；4班為對(duì)比班，共46人。（2）研究內(nèi)容。“云課堂”教學(xué)模式的主要特點(diǎn)、程序，“云課堂”教學(xué)模式的實(shí)效性及學(xué)生學(xué)習(xí)策略的改變。（3）控制。實(shí)驗(yàn)班和對(duì)比班都由同一教師任教，都用湘教版七年級(jí)地理下冊(cè)九年義務(wù)教材，為了避免實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長而導(dǎo)致的干擾變量過多從而影響實(shí)驗(yàn)效果，本實(shí)驗(yàn)沒有采用一年或一學(xué)期的實(shí)驗(yàn)周期，而是采用了按教材單元模塊的教學(xué)來設(shè)置實(shí)驗(yàn)周期，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容為湘教版七年級(jí)地理下冊(cè)第三章《走進(jìn)國家》，時(shí)間從4月開始，到6月底結(jié)束。按學(xué)校的統(tǒng)一規(guī)定，每周2課時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為12周，共24課時(shí)。教學(xué)的任務(wù)和要求也一樣，實(shí)驗(yàn)班的地理課采用“云課堂”教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，對(duì)比班采用常規(guī)教學(xué)法教學(xué)。（4）檢測。前測用下學(xué)期期中成績，后測用自編的第三章《走進(jìn)國家》單元能力檢測成績，，前后測試卷在考后經(jīng)過的學(xué)科組總結(jié)和分析，信度和效度均達(dá)到較高水平。實(shí)驗(yàn)完成后，實(shí)驗(yàn)研究人員還應(yīng)用修改后的初中生學(xué)習(xí)策略量表（lassi量表）對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)策略測量，并運(yùn)用數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
其中，n為樣本容量，即各班級(jí)人數(shù)。X是樣本的平均數(shù)，即測驗(yàn)平均分。S為樣本的方差。
3.學(xué)習(xí)策略的測量及分析
實(shí)驗(yàn)班與對(duì)比班學(xué)生的學(xué)習(xí)策略在動(dòng)機(jī)、信息加工、選擇要點(diǎn)、學(xué)習(xí)輔助、自我測試和考試策略這幾項(xiàng)上呈統(tǒng)計(jì)顯著(P<.05)。表明實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在學(xué)習(xí)上更認(rèn)真投入，思維能力更強(qiáng)，更善于在學(xué)習(xí)中面對(duì)大量信息時(shí)，從中選擇重要信息進(jìn)一步學(xué)習(xí)，更善于創(chuàng)造和使用輔技術(shù)及材料來幫助學(xué)習(xí)，更善于使用復(fù)述和理解監(jiān)控技術(shù)判斷自己對(duì)要學(xué)習(xí)的信息的理解程度，更多地意識(shí)到自我評(píng)價(jià)的重要性，更善于備考。
三、結(jié)論與建議
通過實(shí)驗(yàn)得知，云輔助教學(xué)對(duì)提高學(xué)生知識(shí)掌握的程度和學(xué)生學(xué)習(xí)策略的改進(jìn)有較大的促進(jìn)作用，教學(xué)實(shí)驗(yàn)是有效的。學(xué)生在參與學(xué)習(xí)的過程中，能夠利用情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素去充分發(fā)揮自身的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神，最終實(shí)現(xiàn)有效的知識(shí)建構(gòu)。云教學(xué)平臺(tái)的使用，促使學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、對(duì)話交流去獲取知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立精神和協(xié)作品質(zhì)，以及獲取知識(shí)、分析問題、解決問題的能力。對(duì)于教師，在很大程度上促進(jìn)了教師的專業(yè)發(fā)展。首先，云環(huán)境下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施，需要教師通過對(duì)現(xiàn)有多種資源進(jìn)行再次利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)信息的開發(fā)、加工、組合和整理，因此鍛煉了教師知識(shí)重組、意義建構(gòu)、資源整合的能力；其次，利用云教學(xué)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)功能，教師能夠了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的知識(shí)掌握情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題，并針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行批評(píng)性的反思來改進(jìn)自己的教學(xué)；第三、教學(xué)模式的改變，促使導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)成為教學(xué)中的重點(diǎn)，是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)顛覆，是真正意義上的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)創(chuàng)作過程，它需要教師對(duì)所教的知識(shí)進(jìn)行再加工，需要融進(jìn)教師的個(gè)性、思想、理念和方法，進(jìn)一步促進(jìn)教師對(duì)現(xiàn)代教育理論和技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握。在實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程中，筆者發(fā)現(xiàn)一些需要關(guān)注的問題。
1.必須認(rèn)真編制導(dǎo)學(xué)案，重視導(dǎo)學(xué)案的應(yīng)用
導(dǎo)學(xué)案是學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程的引領(lǐng)，其質(zhì)量的好壞關(guān)系到整個(gè)云課堂教學(xué)模式實(shí)施的成敗，教師可以通過導(dǎo)學(xué)案對(duì)學(xué)生進(jìn)行導(dǎo)引，創(chuàng)設(shè)問題情境，誘發(fā)學(xué)生的思考，使其在認(rèn)知上出現(xiàn)新的“沖突”，促使學(xué)生為解決“沖突”而自控性地選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，并利用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)針對(duì)新知識(shí)的不同情況進(jìn)行同化或順應(yīng)，對(duì)其原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷地進(jìn)行反思和重構(gòu)，形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到新的平衡。
2.提高云教學(xué)主導(dǎo)者的全程把控意識(shí)
云教學(xué)平臺(tái)是一個(gè)新興事物，學(xué)生的好奇心也很重，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的自主性很大，網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容十分蕪雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中容易被與教學(xué)無關(guān)的內(nèi)容所干擾而分散學(xué)習(xí)精力。因此，要求教師科學(xué)合理地對(duì)云課堂的全程有意識(shí)地把控，通過把控激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，維持正常的課堂教學(xué)秩序。把控的內(nèi)容包括學(xué)生的課堂紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度、師生互動(dòng)的頻率、課堂氛圍等．以期讓云課堂效果得到最大程度的優(yōu)化。
3.提倡進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)和云計(jì)算輔助教學(xué)之間的混合學(xué)習(xí)
論文關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 輔助教學(xué) 課程整合
論文摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)越來越多地被運(yùn)用到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，在計(jì)算機(jī)技術(shù)與其他學(xué)科整合中，它作為這些學(xué)科教學(xué)的工具，改變了教與學(xué)的方式，提高了教學(xué)效率。然而在整合的過程中產(chǎn)生的一些問題，十分值得我們?nèi)ヌ接憽?/p>
在多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的口號(hào)日漸響亮的今天，教師應(yīng)該掌握將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與課程整合的技能，從而推動(dòng)教學(xué)的發(fā)展。我認(rèn)為，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)要想真正發(fā)揮它的作用，必須要讓教師真正地把計(jì)算機(jī)當(dāng)做自己教學(xué)、工作的工具，深刻地了解它的功能后，才能進(jìn)一步從自己學(xué)科的角度來研究如何使用計(jì)算機(jī)來幫助自己的教學(xué)。下面我就計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和其他學(xué)科整合中的問題，談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)看法。
首先，我們要明確計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與學(xué)科整合的含義。
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與課程整合的本質(zhì)與內(nèi)涵就是在先進(jìn)的教育思想、理論的指導(dǎo)下，尤其是“主導(dǎo)——主體”教學(xué)理論的指導(dǎo)下，把以計(jì)算機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具與豐富的教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)工具，并將這些工具全面地應(yīng)用到各學(xué)科教學(xué)過程中，使各種教學(xué)資源、各個(gè)教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)節(jié)經(jīng)過整理、組合，相互融合，在整體優(yōu)化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生聚集效應(yīng)，從而促進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方式的根本變革，也就是促進(jìn)以教師為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)模式的變革，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的目標(biāo)。
簡而言之，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與課程整合，不是簡單地把計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)僅僅作為輔助教師教學(xué)的演示工具，而是要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與學(xué)科教學(xué)的“融合”。
其次，我們要意識(shí)到計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與課程整合所面臨的問題。
1. 教師對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與課程整合的認(rèn)識(shí)不到位
作為一種新型的教學(xué)模式，很多教師已經(jīng)意識(shí)到計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)勢。而很多教師只是將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板書，反而讓教學(xué)失去了原有的靈活性，無意中把它作為的一種門面來裝飾，有時(shí)所謂的多媒體教學(xué)效果反而沒有傳統(tǒng)的教學(xué)效果好，這種脫離實(shí)際的“多媒體”沒有了生命力。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段是用來支持教學(xué)工作，提高課堂教學(xué)效率，突破重點(diǎn)難點(diǎn)，主要用來解決一些傳統(tǒng)教學(xué)中不易解決的實(shí)際問題。它在教學(xué)中的作用和地位也是工具，和教科書、投影儀、幻燈片、掛圖等一樣，具有提高教學(xué)效果、擴(kuò)大教學(xué)范圍和延伸教師功能的作用。它與其他工具相比具有無可比擬的優(yōu)勢。所以我們要正確地認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，才能與學(xué)科很好地整合在一起。
2. 教學(xué)種類不多，教學(xué)實(shí)用性比較差
盡管計(jì)算機(jī)近十幾年可以說是高速發(fā)展，各種軟件也層出不窮，教學(xué)軟件的討論和研究進(jìn)行了很多，但課堂教學(xué)用的輔助教學(xué)軟件還處于探索階段，只有像幾何畫板等極少數(shù)能較好地滿足教學(xué)。這些軟件如果直接用于教學(xué)，就存在較多的問題，主要是：（1）形式不適用。市場上出售的教學(xué)軟件，要么有點(diǎn)像一本電子課本，要么是題庫之類，不宜搬到課堂上當(dāng)教學(xué)的輔助媒體。（2）靈活性差。教學(xué)軟件面對(duì)的是學(xué)生，學(xué)生知識(shí)水平和能力層次因人而異、各有不同，使用軟件的教師的教學(xué)方法也各具特色。這些軟件盡管有許多名教師參與，但應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)，怎樣突破教學(xué)難點(diǎn)的方案不一定能適合每位學(xué)生、老師。（3）材料不完善?，F(xiàn)在的教育軟件有的素材不是很完善，如對(duì)生物等動(dòng)畫的細(xì)節(jié)材料提供不足。還有純粹是將教師的課堂講授內(nèi)容搬上計(jì)算機(jī)，配上聲音圖畫，難免有些嘩眾取寵；有的軟件平鋪直敘，缺乏交互性。 轉(zhuǎn)貼于
3. 教師的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平還很不夠
在剛開始時(shí)，主要矛盾在于硬件缺乏，沒有足夠的硬件供教師的教學(xué)活動(dòng)使用。當(dāng)硬件問題得到緩解后，主要矛盾轉(zhuǎn)變?yōu)槿狈δ軌蛟诮虒W(xué)中應(yīng)用的軟件?，F(xiàn)在，已經(jīng)出現(xiàn)了一些優(yōu)秀的教學(xué)軟件，但也同樣難以在學(xué)校中推廣使用，其原因是各學(xué)科教師使用計(jì)算機(jī)的意識(shí)還比較差，計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平也比較低，從而很難在自己的教學(xué)中使用這些軟件。
可以說，提高各學(xué)科教師的計(jì)算機(jī)意識(shí)和應(yīng)用水平已經(jīng)成為當(dāng)前最為緊迫的問題。我認(rèn)為應(yīng)該從以下三個(gè)方面去解決：
第一方面主要解決教師計(jì)算機(jī)知識(shí)、技能與態(tài)度，操作計(jì)算機(jī)的問題，使教師能夠熟練地使用計(jì)算機(jī)，真正把計(jì)算機(jī)當(dāng)做自己備課、授課、組織學(xué)生活動(dòng)的工具；第二方面主要是加強(qiáng)教師的學(xué)科修養(yǎng)，掌握學(xué)科最新進(jìn)展與教育理論，教育技術(shù)和教育心理的理論與實(shí)踐，并且?guī)椭處煾M(jìn)一步地把握學(xué)科教育的目的和本質(zhì)；第三方面主要解決如何用現(xiàn)代教育手段更好地達(dá)到教學(xué)目的的理論問題。所謂“現(xiàn)代化教學(xué)”與其說是把現(xiàn)代化的手段引入教學(xué)，還不如說是以現(xiàn)代化教學(xué)的思想來指導(dǎo)教學(xué)。同樣，計(jì)算機(jī)進(jìn)入教學(xué)本身并不能直接推動(dòng)教學(xué)改革，真正推動(dòng)教學(xué)改革的是教師的教育觀念，而計(jì)算機(jī)只不過是引起教師觀念變化的催化劑。實(shí)踐也表明：如果教師不轉(zhuǎn)變教育觀念的話，計(jì)算機(jī)在教學(xué)中的作用將是極為有限的。
因此，不管是在教學(xué)改革還是在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，培養(yǎng)教師的現(xiàn)代教學(xué)觀念才是最重要的。
最后，我們要遵循計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與課程整合的原則。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與課程整合，是將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有機(jī)地融合在各學(xué)科教學(xué)過程中。但整合不等于混合，在利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)之前，教師要清楚計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)勢和不足，并了解學(xué)科教學(xué)的需求。在整合過程中，教師要設(shè)法找出計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在哪些地方能提高學(xué)習(xí)的效果，從而使學(xué)生用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)來完成那些用其他方法做不到或效果不好的學(xué)習(xí)任務(wù)。
參考文獻(xiàn)
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論文摘要：基于此本文將根據(jù)其課程的特點(diǎn)，總結(jié)教學(xué)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，深入研究教學(xué)大綱、課程體系結(jié)構(gòu)、理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、課程標(biāo)準(zhǔn)等，以能力培養(yǎng)為主線，對(duì)該課程課堂教學(xué)體系設(shè)置進(jìn)行探討。
《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》課程是工程造價(jià)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。主要研究如何運(yùn)用相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的計(jì)量與計(jì)價(jià)方法，并形成對(duì)應(yīng)的規(guī)范文本。因此其涉及較廣泛的計(jì)量與計(jì)價(jià)理論、軟件操作方法，是一門系統(tǒng)性、時(shí)效性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程?；诖斯P者將根據(jù)《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》課程的特點(diǎn)，總結(jié)教學(xué)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，深入研究教學(xué)大綱、課程體系結(jié)構(gòu)、理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、課程標(biāo)準(zhǔn)等，以能力培養(yǎng)為主線，對(duì)該課程課堂教學(xué)體系設(shè)置進(jìn)行探討。
1、合理選擇教學(xué)內(nèi)容，注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐性與時(shí)效性
《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》課程是對(duì)前序計(jì)量與計(jì)價(jià)課程的一個(gè)有力補(bǔ)充與促進(jìn)，課程更強(qiáng)調(diào)對(duì)于前序計(jì)量計(jì)價(jià)理論的一種實(shí)現(xiàn)。這必然要求學(xué)生具備前序課程的基礎(chǔ)，同時(shí)也對(duì)教師提出更高的要求，即不能單純強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)的操作，更應(yīng)體現(xiàn)計(jì)算機(jī)操作與工程造價(jià)理論的結(jié)合。由于計(jì)量計(jì)價(jià)課程內(nèi)容受國家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策變化影響較大，相關(guān)規(guī)范修訂、新規(guī)范頒布實(shí)施都會(huì)引起課程內(nèi)容變動(dòng)。因此，專業(yè)教師要隨時(shí)關(guān)注工程造價(jià)領(lǐng)域的前沿變化。在教學(xué)過程中確保學(xué)生接收到的知識(shí)與工程實(shí)踐界相吻合，而不是照本宣科，導(dǎo)致學(xué)生無法學(xué)以致用。例如， 2003 年《建設(shè)工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》頒布實(shí)施，改革了傳統(tǒng)的定額計(jì)價(jià)模式，引入了工程量清單計(jì)價(jià)模式，而教材一般只側(cè)重介紹一種計(jì)價(jià)模式。而不會(huì)同時(shí)詳盡的介紹定額和清單這兩種計(jì)價(jià)模式，但到2008年國家相關(guān)部門頒布了現(xiàn)行的2008 版的《建設(shè)工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》，更進(jìn)一步講后續(xù)清單規(guī)范的修訂也在進(jìn)行，這必然就要求教師要根據(jù)授課對(duì)象調(diào)整或補(bǔ)充內(nèi)容。基于此，教師在選擇教學(xué)內(nèi)容時(shí)一定要依據(jù)工程造價(jià)學(xué)科具有實(shí)效性的特點(diǎn)，緊跟相關(guān)規(guī)范及政策的調(diào)整，以期使所講述內(nèi)容貼近工程造價(jià)的發(fā)展趨勢。
同時(shí)，由于《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》的研究目的就是一種實(shí)現(xiàn)，而實(shí)現(xiàn)更體現(xiàn)為一種運(yùn)用能力，必然決定了本課程所選擇教學(xué)內(nèi)容應(yīng)更強(qiáng)調(diào)以實(shí)際工程為背景突出其實(shí)踐性，以期更符合該課程設(shè)置的目的。
2、運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，梳理學(xué)生知識(shí)體系
由于本課程是建立在對(duì)于前序計(jì)量計(jì)價(jià)課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的一種實(shí)現(xiàn)，而計(jì)量及計(jì)價(jià)計(jì)算過程中，計(jì)算規(guī)則相對(duì)呆板，都是一些條文規(guī)定，即更強(qiáng)調(diào)術(shù)語的通用性。但工程項(xiàng)目具有單件性的特點(diǎn)，決定了實(shí)際工程千變?nèi)f化，設(shè)計(jì)圖紙多樣化，每個(gè)工程都有各自的特點(diǎn)，在計(jì)算過程中對(duì)圖紙的理解和計(jì)算方法的采用并沒有一定的模式，對(duì)于同一個(gè)工程，可以采用的計(jì)算方法很多、計(jì)算先后順序也可不同，在教學(xué)過程中采用啟發(fā)式教學(xué)，組織學(xué)生進(jìn)行討論給學(xué)生方向性的指引，這不僅使學(xué)生對(duì)于前序課程的知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)而有效的梳理，同時(shí)也為計(jì)算機(jī)軟件操作的展開建立了強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)。
這一基礎(chǔ)的建立對(duì)于學(xué)生從本質(zhì)上把握計(jì)算機(jī)軟件的作用具有非常重要的意義。即計(jì)算機(jī)軟件并沒有顛覆計(jì)量與計(jì)價(jià)理論只是對(duì)于計(jì)量與計(jì)價(jià)理論的一種實(shí)現(xiàn)，這一種觀點(diǎn)的建立將使學(xué)生從本質(zhì)上把握計(jì)量計(jì)價(jià)課程與計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)課程的區(qū)別與聯(lián)系，進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)該課程的目的，而這一基礎(chǔ)的建立也將使教師的后續(xù)教學(xué)跟容易實(shí)現(xiàn)計(jì)量計(jì)價(jià)理論與計(jì)算機(jī)操作之間的有機(jī)結(jié)合，以此達(dá)到本課程教學(xué)的根本目的。
3、加強(qiáng)案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
由前文闡述可見《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及工程實(shí)際中的應(yīng)用能力。講授過程中應(yīng)借助大量的案例進(jìn)行教學(xué)，才能達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。同時(shí)，由于《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》課程是對(duì)于計(jì)量計(jì)價(jià)方法的一種實(shí)現(xiàn)，計(jì)量與計(jì)價(jià)課程本身具有很強(qiáng)的綜合性、專業(yè)技術(shù)性和實(shí)踐性。同時(shí)內(nèi)容較抽象，講授過程中要借助大量圖形及案例進(jìn)行輔助教學(xué)，才能達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。例如，講授工程量計(jì)算規(guī)則時(shí)，需要大量實(shí)際工程中各類構(gòu)件的設(shè)計(jì)圖作為案例，使學(xué)生理解、掌握并能運(yùn)用工程量計(jì)算規(guī)則進(jìn)行工程量計(jì)算。由此，加強(qiáng)案例教學(xué)是實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目的的重要且有力的手段。
我專業(yè)現(xiàn)正采取這一方法，即課程的理論環(huán)節(jié)以一實(shí)際工程施工圖為藍(lán)本展開，運(yùn)用廣聯(lián)達(dá)計(jì)量軟件展示相關(guān)工程量的計(jì)算方法，并運(yùn)用清單計(jì)價(jià)專家軟件按相關(guān)規(guī)范編制工程的工程量清單與招標(biāo)控制價(jià)及投標(biāo)報(bào)價(jià)。這一方法的運(yùn)用不僅使學(xué)生借助軟件的相關(guān)能力進(jìn)一步強(qiáng)化了對(duì)相對(duì)抽象的計(jì)量計(jì)價(jià)規(guī)則的理解，同時(shí)也激發(fā)了廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
4、增加實(shí)踐教學(xué)數(shù)量與時(shí)間，適應(yīng)課程特點(diǎn)
在過去的教學(xué)活動(dòng)中，往往是以理論教學(xué)為主，教師只能被動(dòng)地按照既定的教材給學(xué)生上課，過多強(qiáng)調(diào)學(xué)科系統(tǒng)性。這與本課程特點(diǎn)略顯沖突，不太能夠適應(yīng)提高學(xué)生運(yùn)用能力的教學(xué)主線。
因此，結(jié)合本課程的特點(diǎn)，在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)，要增加實(shí)踐課的課時(shí)，同時(shí)適當(dāng)減少理論課課時(shí)數(shù)，在課程最后安排課程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，避免了因?yàn)閷?shí)際操作時(shí)間的不足，而影響學(xué)生運(yùn)用能力的培養(yǎng)效果。實(shí)踐教學(xué)對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)、形成學(xué)習(xí)能力也具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義，在課程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，以實(shí)際工程造價(jià)的編制為背景，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，將教學(xué)內(nèi)容置于真實(shí)的實(shí)踐情境中，要求學(xué)生較為系統(tǒng)地綜合運(yùn)用多門專業(yè)課程的知識(shí)，通過運(yùn)用相關(guān)軟件編制一份完整的施工圖預(yù)算書，使學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，在促進(jìn)學(xué)生計(jì)量與計(jì)價(jià)能力提高的同時(shí)也加深了對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力的提高。這真正體現(xiàn)了計(jì)量計(jì)價(jià)理論與計(jì)算機(jī)的有機(jī)結(jié)合，也實(shí)現(xiàn)了《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》課程的教學(xué)目的。
5、結(jié)語
綜上, 《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》課程的特點(diǎn)決定了課程體系的設(shè)置，即
需要綜合考慮學(xué)生學(xué)情、專業(yè)、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)時(shí)安排等多方面因素，合理安排教學(xué)內(nèi)容、強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式的教學(xué)方法，采用以案例教學(xué)為手段，合理分配教學(xué)時(shí)間
強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力為目的，從根本上實(shí)現(xiàn)計(jì)量計(jì)價(jià)理論與計(jì)算機(jī)操作的有機(jī)結(jié)合，真正達(dá)到《計(jì)算機(jī)輔助工程造價(jià)》課程設(shè)置的目的。
參考文獻(xiàn)
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