交互设计的基础课程

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交互设计的基础课程范文第1篇

【关键词】 情景教学

【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962（2013）02（b）-0017-02

1 《铁路信号基础设备维护》课程在铁道信号专业中的重要性

本课程为铁道信号专业的基础专业课。本课程主要讲述我国铁路基础信号设备的组成、工作原理和设备的维护，学完本课程后，学生能够具有对我国铁路现有信号设备进行日常维护、日常测试、故障诊断、故障处理的能力。

本课程支持的专业课为《车站信号》、《区间信号》、《列车运行控制系统》、《铁路信号设计与施工》、《驼峰信号设备》以及《调度集中系统》。如果本课程未学习，学生对铁道信号专业课程涉及的基础设备知识就不清楚，对整个专业就不理解。

2 情景教学法应用于《铁路信号基础设备维护》课程教学

情景教学法是教师根据教材所编写的内容，营造出实际工作的场景，通过具体的基础铁路信号设备进行现场教学，对于较复杂的设备进行分解与组装，借助于集语音、图片、文字于一体的多媒体课件，对较复杂的铁路信号基础设备的结构和动作过程进行动画的演示，使学生提前进入工作岗位的心理状态和精神状态，使学生如闻其声，如见其人，仿佛置身其间，如临其境；师生就在此情此景之中进行着的一种情景交融的教学活动。因此，“情景教学”对培养学生职业道德，适应工作环境，了解设备运作，启迪思维，开发智力等方面有独到之处。 采用“情景教学”，一般说来，可以通过“感知――理解――深化”三个教学阶段来进行。

2.1 感知――创设画面，引入情景，形成表象

在讲授新的知识点时，教师必须确定以现场工作人员的那个岗位为情景进行设置，其日常工作内容包含有几个知识点，并把知识点设计成相应的任务，然后对应教材中的内容，做到有的放矢。比如在“转辙机的维护”这个情景中，通过播放现场工人在日常工作中的视频场景，使学生了解该情景涉及的工作任务，通过观察、查找资料，制定学习计划，确定完成该场景任务需要掌握的工作技能，然后教师通过多媒体课件或具体设备操作进行每个任务的讲解，使学生对具体的任务完成有一个全面的感性认识。在本课程中主要讲述的是实际铁路信号设备，首当其冲的是要了解铁路信号设备结构。教师通过三维立体的动画演示和实物结构的分解与组装，可以使学生从多角度、多层面来观看并掌握其结构。在《转辙机的维护》这一情景中，通过对部件的拆卸和安装过程演示使学生了解设备的组成及连接关系，并且随着画面的出示，教师作启迪性的提问：部件之间的安装方式是通过齿轮连接还是杆件连接，谁在上谁在下等，让学生观察，思考。为了渲染气氛，可同时播放让人激动鼓舞士气的音乐。这样化静为动，化虚为实，学生仿佛置身于实际的信号工区，感受到教师为其所创设的情景。该情景教学模式是完全按照机电修配信号工进行电动转辙机的轮修作业过程进行设计的，其分解与组装过程模拟了真实的生产作业过程，使学生置身于其中，及早感知和体验岗位工作性质和工作任务，有助于培养学生工作敬业的情感，激发学生学习的热情。

2.2 理解――深入情景，理解工作原理，掌握结构

教师通过对铁路信号设备各部件逐个的讲解，并辅以多媒体动画的演示。如在“转辙机的维护”学习情景第一个任务“ZD6系列转辙机的维护”中，通过多媒体动画，使学生从整体上了解转辙机的动力是电机，并通过齿轮的啮合作用带动主轴动作，为了避免轴向的晃动采取了相应的措施，主轴又带动道岔转换，主轴动作完毕后通过自动开闭器这个设备给出转辙机动作的结果。教师通过语言的讲述，动画的演示，对标准化作业程序和技术标准结合实物进行标调和演示，最后学生进行转辙机的实际操作，操作过程模拟真实的作业环境，使学生分组，进行角色扮演、任务讨论，按照咨询、决策、计划、检查、评估五步教学法进行现场教学。每组6个学生，其中1名扮演工长、1名安全员、2名防护人员、2名信号作业人员，进行标准化作业，并有教师现场解决学生遇到的所有问题。第一步：室内防护人员到车站值班员室（老师处）了解设备运用情况，登记要点确定检修设备，并上报给工长。第二步：工长通知信号作业人员和室外防护人员，准备相应的工具，出发前由安全员进行安全讲话及相应的注意事项。第三步：到达需要检修的设备处，通过电操观察设备的动作，分析设备动作过程中存在的问题，按检修标准共同制定检修方案。第四步：按标准化作业程序进行设备检修，作业完毕后检查现场有无漏检漏修项目，工具材料是否做到工完料净场地清，并通知室内防护人员恢复设备使用，上报车间领导（教师扮演）。第五步：由工长和安全员给出本次设备检修的总结，即经验和教训。

2.3 深化再现情境，加深学生对部件与部件、部件与整体的关系的理解

当学生对本次学习情景任务有了一定的概念，并经过亲自动手实践后，学生对转辙机的整体结构就有了大概的了解、对其工作原理有了一定的掌握，此时教师通过改变学生的角色、改变影响设备正常运行的条件（生产现场常见的设备故障），以提高学生的技术水平。通过对故障的分析、处理更进一步的了解本专业工作岗位的情况，对专业知识能力、动手能力的需求，也能更充分的理解各部件结合方式对整机性能的影响，有助于他们智力的开发。

3 情景教学法融入课程教学的启示

3.1 能够激发学生的学习兴趣

教学应该有一种激发学生认识兴趣的方法，让学生的主动性、积极性和创造潜能释放出来。随着我国高校开始扩招，直接压缩了中专、技校的招生空间，愿意读中专、技校的人越来越少。因此，许多中专（比如本人所在学校）为了生存采取了“降低门槛”、甚至免试入学的办法，取消了对学生年龄、成绩等限制。学生质量下降，给中专学校的教学、管理带来许多问题。虽然这些孩子的文化水平不如以前，但动手能力却不比以前差，所以为了提高学校的知名度，增强学生的就业能力，必须提高对激发学生认识兴趣方法的认识，加强对这类方法的研究和实践。在教学过程中，要注意设置问题情境，采用引题、释疑的方法，制造认识冲突，加大训练强度，开展学习竞赛，充分激发学生的学习兴趣。

3.2 理论联系实际，培养学生的动手能力

与普通高校培养的工程人才相比较，职业院校培养的技能型人才的知能结构有以下几个重要特征：

A、有一定的理论基础，但不必达到学科研究型人才的要求，更强调理论的应用性。

B、相关的专业知识要更宽泛些，因为技术实践问题更为综合，参与因素更为复杂。

C、综合应用理论知识解决实际问题的能力要更强，尤其应具备较强的解决现场实际问题的能力。

为此，教学过程中，教师要根据具体教学内容、教学条件和学生现有基础，培养学生的创造力。创新教育必须贯彻“手脑并用”，在劳力上“劳心”， 在“做上教”，在“做上学”。这样，既可在实践中不断检验教师是否教得正确，又可以使学生加速从感性认识上升到理性认识的过程。

4 总结

通过对采取情景教学的班级学生现场调查，他们一致回应，通过情景教学，任务讲授，更能学到知识，比起听不懂的理论要强的多。对几届毕业生也采取了问卷调查，95%的学生对我们所采取的教学方法表示欢迎，并证明在课上学到的知识在工作中能得到运用。学校毕业的几届学生绝大多数都能找到理想的工作岗位并适应，企业对学生的综合素质也十分满意。

参考文献

[1] 张乃予.对我国职业教育的现状分析与发展策略[J].中国科教创新导刊，2008（14）.

交互设计的基础课程范文第2篇

关键词：人机交互设计；手机产品；应用

中图分类号：TP391.41；TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0079-02

所谓人机交互设计技术，就是通过运用计算机技术，运用有效的方式实现人与计算机的相互对话。人机交互系统在网络中的营运已经取得了一定的成就，人们可以通过人际交互系统更快、更有效的达到自己的目的，这对于人们社会生活的发展具有积极地影响作用，为人们的生活和发展带来了一定的利益。人机交互的设计对于手机产品来说是一项新的挑战，它不仅仅能够推动科学技术的发展，还提高人们的生活水平，使得手机产品更加方便、快捷。

1 人机交互设计在手机产品中的应用推广

人机交互设计在手机产品上的应用主要是先了解客户的需求，将其他人机交互设计应用作为参考，根据其他人机交互设计方面的应用对人机交互设计在手机上的设计进行合理的开发和研究。现如今，已经有很多人机交互设计在其他方面的应用，但在手机的应用方面还只是处于研发和基础的状态。但是由于人机交互设计在其他方面的使用已经取得了一定的成就，比如在生活中乘车、打印还有一些其他的应用已经涉及到了人机交互设计。因此，将人机交互设计融入到手机产品中已经成为当前较为紧迫的事情，这个应用也受到了很多相关人员的关注。

2 人机交互设计在手机产品上应用的影响因素

2.1 使用群体的范围

使用群体的范围不同，设计者在设计的过程中存在着一定的难度。

由于不同的使用群体对于手机产品的要求不同，这使得人际人机交互设计与手机产品的融合存在着一定的问题，两者之间的相容性较差，将会影响两者相应的结合，使得两者在进行结合的时候不能够将手机产品和人机交互设计两者的优势发挥到最大化，这在一定程度上影响了两者本身的特点，使得人机交互设计在手机产品上的应用的可行性受到了质疑。因此，使用群体范围对人机交互设计在手机产品的应用具有重要的影响作用。使用群体的范围将会直接影响人机交互设计在手机产品上应用的可行性和适应性，因此做好群体范围的评估对于人机交互设计与手机产品的结合具有积极地影响意义。

2.2 手机产品的界面设置

手机产品的界面设置对于整个手机产品本身就具有一定的影响作用。界面设置是整个手机产品的门面，消费人群将会第一时间感受到界面设置的好或者不好，进而直接影响消费者的购买欲望，因此，界面设置对于增加消费者也具有重要意义。

除此之外，界面设置中也应该结合人机交互设计，消费者是否能够在界面设置中顺利的找到与人机交互有关的选项对消费者的便利和人机交互设计的推广都具有较为重要的作用。如果手机产品的界面设置不能够将人机交互设计的应用充分的表现出来，消费者就很难找到人机交互设计的应用，这样一来，消费者不能及时享受到人机交互设计为消费者带来的好处，人机交互设计在手机产品中也就不能得到相应的推广和传播，进而对科学技术的推广造成一定消极的影响作用。

2.3 人机交互设计的实用度

人机交互设计在实际使用的过程中存在的问题和开发项目在手机产品的设计过程中也是十分重要的，人机交互设计在手机产品中的应用如果不能够将手机产品的本身特质提高，将会严重影响手机产品的本身质量，进而影响手机产品的消费，对手机产品的利益造成一定消极的影响。人机交互设计的实际应用对于人机交互设计在手机产品上面的推广具有重要的影响作用，手机产品上的人机交互设计具有了实际应用才能够保证消费者能够方便地进行使用，才能够使得人机交互设计在手机产品上的应用变得有意义。在进行推广和设计的过程中，人机交互设计对实际应用的考虑将会对以后的研发和推广产生一定的影响。

3 人机交互设计在手机产品上的应用的解决措施

3.1 结合使用范围和操作技术进行设计

人机交互设计在手机产品上的应用应当根据使用群体的不同来进行设计，才能够保证有更多人能够找到适合自己的产品。由于不一样的消费群体将会有不一样的消费需求，不一样的消费人群也具有自己本身的特点。假如手机产品在设计的过程中仅仅是单一的设计产品，将会在一定程度上失去一定的消费群体，这将会大大减少人机交互设计手机产品的消费，使得相关企业在一定程度上受到利益的影响相同，人机交互设计在手机产品上的应用也应当根据不同的消费人群进行操作技术的设计，比如较为先进的群体与年纪较大的使用者对人机交互的应用的要求是不一样的，较为先进的使用者对操作技术的要求可能较为简单，因为他们在一定程度上对操作技术已经有了一定的掌握，使用起来也就会更加得心应手，然而老年人则较少的接触这些新鲜的科技，对操作设计将会有不一样的需求。除此之外，不一样的群体对人机交互的使用方面也存在着很大的差别，设计者应该将这些都考虑在手机产品的设置上，使得操作技术能够更好的适用于消费者。

3.2 设计较为适合的界面设置

简而言之，界面的设置将会是手机产品最直观的部分，消费者在拿到手机的第一印象除了外观之外便是界面设置了，对界面设置的适用程度将很大一部分决定了消费群体的购买欲，将会直接联系到企业的利益，因此，在设计的过程中应该结合手机本身产品的特点对界面进行设计对手机产品的整体是非常重要的。在这个过程中，应当将人机交互设计的设置按钮变得更加简便、清新，使得消费者在使用手机产品上使用人机交互应用变得较为明了和快捷，这样才能够保证消费人群在使用人机交互设计的手机产品时能够使得手机产品的效用最大化。界面的设置需要将手机产品本身的特性与人机交互设计应用的特性将结合，才能够使得两者为消费者带来的利益最大化，有利于人机交互设计在手机上的应用推广，同时为产品设计者带来一定的利益。界面设计的良好和稳定能够帮助消费者更加快速的接受人机交互设计，使得人机交互设计能够更快融入到手机产品中。

3.3 改善人机交互设计在手机应用中的适用性

人机交互设计在手机产品应用中的适用性对于人机交互设计在手机产品的应用推广具有重要的作用。当下，越累越多的在进行手机购买的过程中会考虑到产品的性价比，因此，手机的适用性也对消费人群的大小起着一定的影响作用。设计人员应该根据消费人群范围的不同进行分析和研究，增加人机交互设计在手机产品上的适用性，人机交互设计的适用性较强，接受其在手机产品上应用的人将会越多反之。如果人机交互设计的适用性较弱，那么接受这种手机产品的人也不会有太大的进步。将人机交互设计在产品中的应用和实际相结合，增加人机交互设计在生活中的使用，这样能够增加人机交互设计在手机产品中的应用率，使得人机交互设计在手机产品中的应用变得广泛和生活化，这样才能够保证人们更快、更好的接受人机交互设计在手机产品中的存在方式，为推动人机交互设计的发展做出贡献。

4 结 语

人机交互设计在手机产品的应用过程其实是将系统发展的过程，在设计人机交互系统的过程中，必须先将使用范围进行清楚的划分，再根据这些使用范围对人机交互设计进行研发和改善。在进行界面设置的过程中也应该将人机交互设计恰当的融入在手机产品的界面设置中，这样才能够保证消费着顺利找到界面设置中的人机交互设计并将人机交互设计的应用进行推广和开发。除此之外，手机产品和人机交互设计的应用的相符程度也很重要，要对手机产品和人机交互设计进行合理的分析，这样才能够保证两者都能够发挥出最大的效益。只有保证了当前障碍的解决，对影响因素能够进行合理的控制，才能够使得人机交互设计在手机产品的应用能够顺利进行。

参考文献：

[1] 王雯艳.基于文化理念之智能手机的图形用户界面设计研究[D].景德镇：景德镇陶瓷学院，2014.

[2] 刘微.基于交互系统理论的手机游戏产品设计研究[D].沈阳：沈阳航空航天大学，2013.

[3] 邓欢琴.人机交互在电子产品设计中的应用[J].包装工程，2014，（2）.

[4] 周莉莉，吕琴琴.基于智能技术发展的人机交互和谐设计方法研究[J].美术教育研究，2013，（6）.

[5] 唐培和，徐奕奕，俸学文.一种基于本体论的和谐人机交互服务研究[J].广西工学院学报， 2012，（4）.

[6] BenShneiderman， CatherinePlaisant（美），张国印，李健利（译）.用户界面 设计[M].北京：电子工业出版社，2006.

交互设计的基础课程范文第3篇

关键词：游戏美术；临摹；教学内容；教学方法；团队合作

由于数字媒体技术专业的特殊性，学生需要具备良好的数字媒体技术和艺术基础，熟练掌握数字媒体制作技术，能够进行数字媒体作品的设计。数字媒体技术专业的教学与数字娱乐、移动互联网产业、影视等文化媒体及其他数字媒体软件开发和产品设计制作行业的要求相结合，培养面向数字网络时代兼具信息传播理论、数字媒体技术和设计能力的复合型人才。与数字媒体艺术专业相比，数字媒体技术专业在技术和艺术之间更为重视学生技术能力的培养。数字媒体技术专业强调培养具有扎实的计算机基础、具备一定艺术修养，重在应用计算机技术来实现或展现文化创意的复合型高级工程技术人才。但是，由于该专业招收的学生均来自非艺术专业，缺乏艺术基础，在专业课程设置中，会出现美术设计基础类的课程，游戏美术就是其中的一门较为重要的课程。该课程不同于纯粹的艺术设计基础课程，在培养艺术设计能力和提高审美的同时，强调与实践的结合，也就是，游戏美术设计需要与游戏程序设计结合，达到程序的要求，共同实现一个完整的作品。由于游戏美术的内容和形式比较多，仅仅一门课程无法承载其内容，因此，游戏美术设计的教学内容和方法是改革探索的关键点。在游戏美术设计实际的教学过程中，发现课程培养的目标不够明确，与艺术类的游戏美术课程相比较没有自己的优势。教学内容繁杂，方法单一，与实际项目的要求脱节，培养的学生不能很好的把学到的知识和技能运用到实际项目中，针对这些问题，结合当前的数字媒体产业发展、社会的需求，将游戏美术的教学内容调整为以手机游戏美术为主，注重游戏的交互设计和体验设计，与该专业的游戏程序设计课程结合，共同完成可以正常运行的实际游戏项目。

一、游戏美术设计课程教学存在的问题

1.课程的培养目标不够明确。游戏美术设计课程是数字媒体技术专业必修课程，是一门技术和艺术相结合的课程，要求学生掌握数字媒体信息处理的基本知识与方法，掌握数字游戏设计和数字制作的基本理论与方法，了解数字媒体技术专业前沿知识，具有良好的数字制作分析和创作能力、良好的艺术鉴赏与创作能力。大部分艺术类的游戏美术设计课程培养学生具有扎实的游戏原画设计和绘制能力，游戏模型制作和渲染能力，充分发挥美术功底和创意的优势，这样培养的学生能胜任游戏原画设计、游戏模型制作等相关工作。而在培养数字媒体技术专业的学生时，也是从游戏原画开始，包括模型制作、贴图渲染、游戏动画等，强调美术功底的重要性，但是对于没有美术基础的同学们来说有很大的压力，短时间的突击效果也很有限，造成学生对游戏美术没有正确的认识，数字媒体技术专业的技术优势也没有体现出来。只有明确数字媒体技术专业的游戏美术和艺术类游戏美术设计培养目标的区别，发挥媒体制作和开发技术的优势，才能培养出符合社会需求的艺术和技术结合的复合型人才。2.教学模式和教学内容结构不够合理。现有的游戏美术教学模式中，其中一类偏向于美术基础知识，主要讲游戏美术原画设计，内容包含人物角色设计、怪物NPC设计、场景设计、道具设计，重点讲素描知识、结构透视、动态把握等，以及如何进行原画创作设计。另一类偏向于3D游戏美术设计与制作，强调技术、三维模型的制作、动作设计以及特效的制作。这两类教学内容都要求有较好的美术基础知识，或者需要大量的课时支撑，否则也达不到预期的效果。目前，游戏美术课程的教学内容主要是针对大型的客户端和网页的美术设计，大型的场景、复杂的角色设计及UI界面，注重游戏美术设计方面，而没有注重游戏的交互设计和体验设计研究。要完成一款游戏的所有游戏美术设计，需要大量的时间和较好的美术基础，对于数字媒体技术专业的同学来说，在有限的课时和薄弱的艺术基础上完成这样的任务是比较困难的。这就造成同学们对游戏美术不能有一个完整的了解，不能达到该课程的培养目标。3.教学方法单一。该门课程采用的教学方法主要是教师讲授、示范，然后学生在实践环节进行验证和实验，有部分创新创意设计。这样的教学方法让学生被动地吸收知识，接收学习任务，而没有发挥自己的主动性，去探索、去尝试，主动寻找学习的方法和途径，完成相应的学习任务。游戏美术设计是一门实践性非常强的课程，要求学生在学习该课程之前掌握一些设计软件的基本操作，如Photoshop的图片处理功能和绘图功能，以方便对模型材质和贴图的处理及绘制。如果学生只是完成教师布置的任务，而没有发挥自己的主动性去弥补在这些方面的不足，仅仅靠课堂学习是远远不够的。游戏美术设计需要同游戏程序设计、游戏策划协同完成工作任务，团队合作精神是每一个游戏工作者必不可少的职业素质。以往在游戏美术设计课程中，学生单独完成自己的作业。这样单方面输入的教学方法容易使学生感到课程的枯燥乏味，加上部分学生在艺术修养上比较缺乏，对课程失去兴趣，造成不良的教学效果。

二、改进游戏美术设计课程教学的措施

交互设计的基础课程范文第4篇

1实验示教平台建设框架

嘉兴学院工业设计专业基础课程包括：平面构成、设计素描、立体构成、设计色彩学、设计图学、人机工程学、计算机辅助设计等。学生对这些基础课程掌握程度直接影响其对高年级的课程设计和综合工程实验项目的应用。特别是新生，基础课实验能锻炼他们今后对专业的深刻认识程度，尤其对一些在课堂上难以在真实环境下开展的项目，如产品的加工、制造等，需要借助虚实结合的实验操作演示平台，让学生完成复杂系统训练，懂得如何应用专业知识提高专业技能和实践能力。为了培养学生在由基本的美学设计能力向实践技能能力提升，再到实践应用能力的加强方面形成持续不断的学习条件，嘉兴学院实验中心主要面向艺术、工科设计类专业，构建基础课程展示与演示区、基础课程实践技能验证与应用区、综合设计训练区3个层次实验教学区平台（见图1）,给学生提供理论认知与动手实践的实验环境，全面提高实验效果，开阔学生的思维和视野，培养创新能力。

2实验示教平台特点

实验平台教学内容突出多个基础课程的交叉、资源共享、逐步提升的特点。第一层次的专业基础课程实验教学主要针对工业设计美学类、工程类、原理类课程，比如：平面构成、立体构成、设计色彩学、设计素描、设计图学、设计原理、人机工程学等；这一层次的课程主要为演示或认知型实验，实现方式以图例展示、自制小型制图设备、拆卸小型产品的演示等来认知基础课程中关键知识点，其中图例展示采用知识要点的用途展现为主，这种展现可以放在实验室里的墙面上，可根据不同科目不定期进行更新，如色彩学中对“线”的色彩性质理解（见图2），不再强调如何画线，而是通过线条在具体的产品上颜色深浅关系体现出直线条具有的分割、庄严、刚劲的特点。采用直观的展现方法再加上学生动手演练效果更好，比如，图2中的冰箱，可以先在墙壁上挂上冰箱的总体轮廓图，让学生根据自己的想法在上面用直线纸贴的方式分割，看看效果如何，这样能为工设专业一二年级学生加深对基础理论知识的理解。第二层次基础课程实践技能验证与应用区的实验分为心理学类、工程图样表现类、计算机辅助设计类、设计营销学类等五个模块，为分析\验证型实验，该实验区是以第一层次的课程为基础，操作实验为主，内容涵盖绘画、制图、信息交互设计类的10多门专业必修和选修教学课程，各课程可根据专业人才培养的要求，进行跨学科模块化选择组合课程实验，弥补专业实物实验的不足。第三层次包括以综合实践、竞赛为主的实验区，为创新型\综合型实验，以真题实做、实题伴做等多人协作的综合实验项目结合综合课程设计、毕业设计和课外专业竞赛的需要，实现工业设计专业知识的综合应用、工艺创新的人才培养要求。

3平台应用分析

本实验示教平台实验体系连贯性强，可以逐步提升学生的基本专业视野，提高对工业设计基础课程的理解和应用。这些教学和实验项目使理论知识点变得清晰，对工业设计专业学生加深学科知识理解，改变了以往由于对关键知识点在课程衔接上运用不连贯，导致毕业设计时，很多人觉得大一开始学的课程收获较小甚至无用的思想，为专业设计提供了更为直观、体验深刻的训练平台。以工业设计工程基础类课程为例来说明本示教平台在体现“工程”主线实验项目的连贯性，其对应实验活动及能达到的目标见表1。在大一，工业设计工程类的实验课程为“设计图学”，教学形式主要是通过工程制图实验来对图形的认知和基本画法进行理解，奠定工程基础（也即图1平台的第一层次阶段）；大二再通过“设计原理”“工业设计机械基础”课程进行产品结构、加工制造原理方面进行应用性实验操作，了解产品工程方面的构造信息及用途；大三通过“人机工程学”、“计算机辅助应用”等课程实验，进行工程设计能力的培养（即图1平台的第二层次阶段）；大四结合真题项目、实题伴做、竞赛、课程设计、毕业设计等形式的实验课程进行产品的综合设计、系统设计（也即图1平台的第三层次阶段），提高学生的综合工程研究创新能力，这样能将四年的基础课程知识点始终贯穿在一起。

4小结

交互设计的基础课程范文第5篇

关键词： 机械基础 网络虚拟实验 教学平台

1.引言

机械基础课程是近机械类专业的一门重要专业基础课，具有理论与实际紧密联系的特征。其中实验教学是本门课程的重要组成部分，通过实验强化理论联系实际的能力。随着高校的不断扩招，学生人数众多，原有实验场地、仪器、实验教师均不能满足实验要求，影响了教学效果，因此实验改革势在必行。

2.机械基础实验的特点

根据教学大纲，机械基础实验包括：常用机构认知实验、机构运动简图的测绘实验、齿轮范成实验和带传动实验。常用机构认知实验主要是展示常用结构的形式，分析其工作原理，包括连杆机构、凸轮机构、圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮、蜗杆、齿轮系和间歇运动机构等内容。机构运动简图的测绘实验，为学生展示较为复杂的机构，像多杆机构、齿轮连杆组合机构、凸轮与连杆组合机构等。让学生动手对这些机构进行测绘，绘制出机构运动简图，进行机构的结构分析，计算机构的自由度。该实验可提高学生的绘图能力，使其对机械结构分析有更深刻的认识，形成对现有机构进行分析的能力。齿轮范成实验是演示范成法加工渐开线齿轮的基本原理及渐开线齿轮齿廓曲线的形成过程，通过齿轮范成仪进行模拟齿轮切削过程，学生了解齿轮加工方法，掌握齿轮加工时产生的根切现象，学会正确加工齿轮的方法。带传动实验主要通过实验验证欧拉公式的正确性，使学生掌握摩擦传动的特性。

3.实验的虚拟实现

针对各实验，教师先利用三维建模软件如Solidworks、UG等进行机构的实体建模。然后利用三维建模软件中的运动仿真模块进行机构的运动仿真。在运动仿真中，可跟踪零件的运动轨迹，分析各构件的运动情况。将各个视角的运动图转化成视频文件，实验时点击相应视角，即可观察机构运动情况。学生可以选择机构运动的一个具置，用尺子测量机构的结构尺寸，用机构运动简图表述出机构，依据所画机构运动简图进行自由度计算，进行结构分析。范成实验进行演示，观察根切产生的原因，熟悉产生根切现象齿轮的形状，为实际工作中杜绝根切现象打下基础。带传动实验，调整带轮包角，对带施加初拉力，在临界打滑的状态，记录刻度盘上的刻度紧边拉力，验证欧拉公式。最后完成实验报告，上传到教师邮箱。

虚拟实验过程中最关键的是如何在网络的框架下，完成建模零件的虚拟装配，并且进行运动学仿真，检查各零件的干涉现象。为实现以上目的，首先要进行各零件进行建模，利用三维有限元软件如SolidWorks或UG进行各零件建模，如各种形状的杆件、不同类型的齿轮、凸轮及间歇运动机构。然后进行装配，利用软件自带功能，生成爆炸视图效果，转化成视频文件，供学生从不同角度观察复杂机构。更进一步，可以采用SolidWorks和3DMAX对机械组件进行实体建模；用CULT3D和JAVA结合对实体模型进行多视角处理，完成模型的平移、放缩、旋转等功能；以VirTools和VSL（Virtools scripting Language）对动画中的实体模型进行轨迹控制；最后用网页技术将各种资源进行整合。利用SolidWorks运动仿真模块进行机构的运动仿真，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力，建立各种复杂的实际系统仿真模型。为了设计的动画和材质能够形象地演示出零件的基本结构和工作过程。在3D Studio MAX动画中，为模拟自然界中各种物体表现出来的千差万别的材料质感，应从三个方面定义模型的色彩特征，即色彩、纹理模型及属性。除定义几何物体的色彩外，还需定义光的色彩及类型。而运动轨迹的设定，则是在系统机械零部件动态过程虚拟设计中，采用关键帧法来设计运动轨迹。首先在某些帧（称为关键帧）预先设定好物体的位置及属性，然后在这些关键帧之间进行样条或线性插值来完成运动轨迹的设定。

采用Solidworks建立模型，完成了动态过程的设计后，要利用Cult3D对模型进行交互性设计，主要步骤：

（1）用3DMAX软件建立三维场景，然后将其通过相应的Cult3D export plug-in转换为Cult 3D（*.c3d）文件格式。模型经过3DMAX软件进行转化，导出模型到Cult 3D Designer作为交互设计的对象。

（2）用Cult 3D Designer把*.c3d打开，添加交互动作，并进行编辑。

（3）把制作好的文件保存为网页格式文件，Project文件制作完成后进行压缩就可以制作网页接收文件（*.co），最后将*.co文件嵌入HTML网页。

4.网络平台的搭建

虚拟实验教学平台面向教师、学生和实验管理员三大类对象，他们分布在网络终端，可以在任何使用TCP/IP连接网络的地方使用这个系统。该系统采用Client/Server两层结构，由本地虚拟实验管理服务器和远程客户组成，平台的网络传输使它们通过局域网或者INTERNET连接成一个有机的整体。实验的虚拟操作在学生本地机器上进行，而实验的管理配置，教师对学生的实验的教学交互则通过网络来实现，相对于很多把实验过程放在服务器上进行的平台来说，本平台减轻了服务器处理数据的压力，同时在当今网络带宽没有达到可能的时候，减少了系统内部之间信息的传输量，对网络速度的限制减少，因此更适合广大的大专院校使用，整个平台的构成如下图所示。

5.结语

机械基础网路实验系统不仅提供了良好的人机交互功能，而且提供了实验教学的新思路，大大降低机械学科的教育成本，改善相关实验的实训环境，优化教学过程，解决实验教学活动中普遍存在的实验设备不足、型号落后难以更新换代跟上科技发展的困难。实践表明，虚拟实验能节省教学资源，优化教学过程，激发学生的学习兴趣，有效提高教学质量。

参考文献：

[1]高江红.机械基础课程虚拟实验子系统的研发[J].南京工程学院学报（自然科学版），2003，1（1）：52.

[2]于英华，徐兴强.基于Pro/ENGINEER2001的减速器虚拟装配与运动仿真[J].机械设计与制造，2006（1）：103.

[3]江洪，陆利锋，魏峥等.Solidworks动画演示与运动分析实例[M].北京：机械工业出版社，2006.