山西農業(yè)大學工程技術學院韓小平

2011.3機械CAD技術基礎§1.1CAD技術的發(fā)展歷程1.1.1CAD硬件技術發(fā)展歷程1、20世紀50年代（開始交互式計算圖形學的研究）

美麻省理工學院于1950年研制出“旋風1號”的計算機上采用了陰極射線管（CRT）做成的圖形終端，并能被動地顯示圖形。50年代后期又出現(xiàn)了繪圖儀和光筆。

圖形輸出設備的出現(xiàn)，標志著CAD發(fā)展的開始。2、20世紀60年代（計算機圖形學發(fā)展的重要時期）

美麻省理工學院的I.E.Sutherland發(fā)表了博士論文《SKETCHPAD——人機對話系統(tǒng)》，首次提出了計算機圖形學、交互技術、分層存儲符號的數(shù)據(jù)結構等新思想，從而為CAD技術的發(fā)展打下了理論基礎。有關計算機圖形學和計算機輔助設計方面的科學組織和著作于1966年得到了承認。 1964年，美通用汽車公司研制出DAC-1系統(tǒng)，1965年，洛克希德飛機公司推出了CADAM系統(tǒng)，貝爾電話公司的GRAPHIC-1系統(tǒng)。

此時各種論文、文獻、教程及學術會議大量涌現(xiàn),整個70年代是計算機圖形學及計算機繪圖獲得廣泛應用的時代。但它們大多數(shù)還是16位機上的三維線框系統(tǒng)及二維繪圖系統(tǒng)，還只能解決一些簡單的產品設計問題。出現(xiàn)了以小型機為主的CAD工作站。

3、20世紀70年代：4、20世紀80年代（CAD突飛猛進時期）：

新理論、新算法大量涌現(xiàn)。AutoCAD于1982年出現(xiàn)，并出現(xiàn)了許多實體造型系統(tǒng)，如GMsolid（通用汽車公司）、Solidesign（Computervision公司）等等。隨著硬件發(fā)展，80年代中期以后出現(xiàn)了工作站和網絡環(huán)境下的高性能的CAD/CAM系統(tǒng)。5、20世紀90年代。CAD技術正向著集成化、網絡化、智能化和標準化方向發(fā)展。1.1.2CAD軟件發(fā)展歷程1.第一次技術創(chuàng)新——曲面造型技術

曲面造型(SurfaceModeling)是計算機輔助幾何設計(ComputerAidedGeometricDesign,CAGD)和計算機圖形學(ComputerGraphics)的一項重要內容，主要研究在計算機圖象系統(tǒng)的環(huán)境下對曲面的表示、設計、顯示和分析。它起源于汽車、飛機、船舶、葉輪等的外形放樣工藝，由Coons、Bezier等大師于二十世紀六十年代奠定其理論基礎。如今經過三十多年的發(fā)展，曲面造型現(xiàn)在已形成了以有理B樣條曲面(RationalB-splineSurface)參數(shù)化特征設計和隱式代數(shù)曲面(ImplicitAlgebraicSurface)表示這兩類方法為主體，以插值(Interpolation)、擬合(Fitting)、逼近(Approximation)這三種手段為骨架的幾何理論體系。2.第二次技術創(chuàng)新——實體造型技術

60年代末CAD研究界提出了用計算機表示機械零件三維形體的構想，以便在一個完整的幾何模型上實現(xiàn)零件的質量計算，有限元分析，數(shù)控加工編程和消隱立體圖的生成。經過十幾年的努力探索和多種技術途徑的技術驗證，這一思想終于成熟起來，形成了功能強大，使用方便的使用軟件，并且代表了當代CAD技術的發(fā)展主流。

（1）參數(shù)化設計

是指參數(shù)化模型的尺寸用對應的關系描述，而不需用確定的數(shù)值。變化一個參數(shù)值，其設計模型將自動改變與其相關的尺寸。（2）參數(shù)化設計的主要功能

通過改變參數(shù)化模型的約束條件，就可自動地導出精確的幾何模型，對系列零件，通過修改局部參數(shù)就可生成新的零件。3.第三次技術創(chuàng)新——參數(shù)化造型參數(shù)化模型在設計中常用到的是幾何模型。a．幾何模型描述的是幾何實體的幾何關系和拓撲關系，有的圖形幾何關系相同，而拓撲關系不同，有些圖形幾何信息不同而拓撲關系相同，b．參數(shù)化模型就是帶有參數(shù)名的草圖，用戶修改參數(shù)名，零部件幾何模型的拓撲信息不變，而尺寸自動改變。c．約束就是對幾何元素的大小、位置和方向的限制。簡單地可理解為圖形的定形尺寸和定位尺寸。（3）參數(shù)化模型A、變量幾何法1）變量幾何法：

將幾何形狀定義為一系列的特征點，將幾何元素間的約束關系轉換成以特征點坐標為變量的非線性約束方程組。當約束變化時，解出方程組，得到一系列新的特征點，從而生成新的幾何模型。2）特點

這種方法要求用戶輸入充分且一致的尺寸約束才能求解約束方程的解，當模型越復雜，約束越多，解線性方程的規(guī)模越大，構造方程唯一解的約束也越不容易，求解方程也越困難，故該法應用于較簡單的平面模型。（4）參數(shù)設計的幾種方法變量幾何法是一種整體求解的方法，通用性好，但局部修改性能差，牽一發(fā)而動全身，效率很低。例:

如圖一個二維的三角形，三個頂點為其特征點，取三個邊長的值為參變量。采用參數(shù)化設計時，先構造一個數(shù)學模型，把各約束關系用一系列的方程來表示。當改變其參數(shù)變量時，該幾何模型的拓撲結構應保持不變。該幾何模型的方程組為：B、尺寸驅動法1）基本思想：在工程圖中，圖元的形、位是由尺寸標注確定的，通過變動所標注的尺寸就能自動地得到幾何圖形的相應變化。

2）方法：

要修改圖形，并不是直接修改圖形實體特征點（如直線段的起始點、終點）的坐標，而是修改圖形實體的尺寸（參變量）。尺寸標注線可以認為是一個向量，如下圖，上面標注的內容就是參變量的現(xiàn)值，反映了圖形的尺寸大小，其方向反映了幾何數(shù)據(jù)的變化趨勢，終點坐標就是要修改的幾何數(shù)據(jù)，其終點稱為該尺寸線的驅動點。被驅動實體所對應的點為被動點。當要改變參數(shù)值時，就可以根據(jù)尺寸線向量計算出新的終點坐標，以此來修改數(shù)據(jù)庫中被動點的幾何數(shù)據(jù)，使它們得到新的坐標值。如圖5-13中，尺寸線d可看成為（0，0）到（1，0）的向量。長度為參量a的現(xiàn)值，方向為0°，表示B點將沿水平方向變化。終點D（與B點重合）就是驅動點。線段L的端點B就是被動點。若令a值為2，尺寸線向量可算出新的終點坐標（2，0），并替換原數(shù)據(jù)中驅動點、被動點的坐標。線段L伸長為L’，尺寸線d也變成d’，這就達到尺寸驅動圖形變化的目的。

參數(shù)化造型是由編程者預先設置一些幾何圖形約束，然后供設計者在造型時使用。與一個幾何相關聯(lián)的所有尺寸參數(shù)可以用來產生其它幾何。其主要技術特點是：基于特征、全尺寸約束、尺寸驅動設計修改、全數(shù)據(jù)相關。

5、參數(shù)化造型技術的主要特點基于特征：

將某些具有代表性的平面幾何形狀定義為特征，并將其所有尺寸存為可調參數(shù)，進而形成實體，以此為基礎來進行更為復雜的幾何形體的構造；全尺寸約束：

將形狀和尺寸聯(lián)合起來考慮，通過尺寸約束來實現(xiàn)對幾何形狀的控制。造型必須以完整的尺寸參數(shù)為出發(fā)點(全約束)，不能漏注尺寸(欠約束)，不能多注尺寸(過約束)；尺寸驅動設計修改：

通過編輯尺寸數(shù)值來驅動幾何形狀的改變；全數(shù)據(jù)相關：

尺寸參數(shù)的修改導致其它相關模塊中的相關尺寸得以全盤更新。采用這種技術的理由在于：它徹底克服了自由建模的無約束狀態(tài)，幾何形狀均以尺寸的形式而牢牢地控制住。如打算修改零件形狀時，只需編輯一下尺寸的數(shù)值即可實現(xiàn)形狀上的改變。尺寸驅動已經成為當今造型系統(tǒng)的基本功能，無此功能的造型系統(tǒng)已無法生存。工程關系(EngineeringRelationship)如：重量、載荷、力、可靠性等關鍵設計參數(shù)，在參數(shù)化系統(tǒng)中不能作為約束條件直接與幾何方程建立聯(lián)系，它需要另外的處理手段。變量化技術是在參數(shù)化的基礎上又做了進一步改進后提出的設計思想。變量化造型的技術特點是保留了參數(shù)化技術基于特征、全數(shù)據(jù)相關、尺寸驅動設計修改的優(yōu)點，但在約束定義方面做了根本性改變。變量化技術將參數(shù)化技術中所需定義的尺寸“參數(shù)”進一步區(qū)分為形狀約束和尺寸約束，而不是象參數(shù)化技術那樣只用尺寸來約束全部幾何。

除考慮幾何約束(GeometryConstrain)之外，變量化設計還可以將工程關系作為約束條件直接與幾何方程聯(lián)立求解，無須另建模型處理。（1）變量化造型技術的主要特點4.第四次技術創(chuàng)新——變量化造型兩種技術都屬于基于約束的實體造型系統(tǒng)，都強調基于特征的設計、全數(shù)據(jù)相關，并可實現(xiàn)尺寸驅動設計修改，提供方法與手段來解決設計時所必須考慮的幾何約束和工程關系等問題。（2）兩種造型技術之共同點參數(shù)化技術在設計全過程中，將形狀和尺寸聯(lián)合起來一并考慮，通過尺寸約束來實現(xiàn)對幾何形狀的控制；變量化技術將形狀約束和尺寸約束分開處理。參數(shù)化技術在非全約束時，造型系統(tǒng)不許可執(zhí)行后續(xù)操作；變量化技術由于可適應各種約束狀況，操作者可以先決定所感興趣的形狀，然后再給一些必要的尺寸，尺寸是否注全并不影響后續(xù)操作。參數(shù)化技術的工程關系不直接參與約束管理，而是另由單獨的處理器外置處理；在變量化技術中，工程關系可以作為約束直接與幾何方程耦合，最后再通過約束解算器統(tǒng)一解算。（3）兩種造型技術之基本區(qū)別──約束的處理由于參數(shù)化技術苛求全約束，每一個方程式必須是顯函數(shù)，即所使用的變量必須在前面的方程式內已經定義過并賦值于某尺寸參數(shù)，其幾何方程的求解只能是順序求解；變量化技術為適應各種約束條件，采用聯(lián)立求解的數(shù)學手段，方程求解順序無所謂。參數(shù)化技術解決的是特定情況(全約束)下的幾何圖形問題，表現(xiàn)形式是尺寸驅動幾何形狀修改；變量化技術解決的是任意約束情況下的產品設計問題，不僅可以做到尺寸驅動(Dimension-Driven)，亦可以實現(xiàn)約束驅動(Constrain-Driven)，即由工程關系來驅動幾何形狀的改變，這對產品結構優(yōu)化是十分有意義的。變量化技術既保持了參數(shù)化技術的原有的優(yōu)點，同時又克服了它的許多不利之處。它的成功應用，為CAD技術的發(fā)展提供了更大的空間和機遇。無疑，變量化技術驅動了CAD發(fā)展的第四次技術革命。CAD技術基礎理論的每次重大進展，無一不帶動了CAD/CAM/CAE整體技術的提高以及制造手段的更新。實際上，“參數(shù)化/變量化設計”并不是CAD軟件帶給我們的新設計模式，僅僅是對傳統(tǒng)設計過程的提煉和抽象，為的是能夠將我們的設計過程在計算機軟件中處理。從應用上來說，參數(shù)化系統(tǒng)特別適用于那些技術已相當穩(wěn)定成熟的零配件行業(yè)。這樣的行業(yè)，零件的形狀改變很少，經常只需采用類比設計，即形狀基本固定，只需改變一些關鍵尺寸就可以得到新的系列化設計結果。再者就是由二維到三維的抄圖式設計，圖紙往往是絕對符合全約束條件的。除了一般的系列化零件設計，變量化系統(tǒng)在做概念設計時特別得心應手，比較適用于新產品開發(fā)、老產品改形設計這類創(chuàng)新式設計。

（4）不同的技術導致截然不同的應用

CAD定義：

CAD是計算機輔助設計（ComputerAidedDesign）的英文縮寫，計算機輔助設計指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作?！?.2機械CAD技術應用

美國國家工程科學院對人類1964-1989年的25年來工程成就進行評選，結果表明，CAD/CAM技術的開發(fā)應用是十大成就之一。機械CAD約占CAD/CAM市場的35-40%1、CAD技術在機械工業(yè)中的應用：1）二維繪圖：用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工繪圖2）圖形及符號庫：將復雜圖形分解成許多簡單圖形及符號，做成圖庫以便調用。3）參數(shù)化設計（用于標準化或系列化零部件）4）三維實體造型：采用三維實體造型設計零部件結構，經消隱、著色處理后顯示物體的真實形狀，可作裝配及運動仿真，以便觀察有無干涉。5）工程分析：如有限元分析、優(yōu)化設計、運動學及動力學等分析等。6）設計文檔或生成報表1）

減少手工繪圖時間，提高繪圖效率。2）

提高分析計算速度、解決復雜計算問題。3）

便于修改設計。4）

促進設計工作的規(guī)范化、系列化和標準化?？傊翰捎肅AD技術后，設計質量↑，設備利用率↑2-3倍，周期↓（30%-60%），成本↓（15%-30%），競爭能力↑。2、

采用CAD技術的好處：3、機械CAD產品開發(fā)過程：1、概念設計

在這一階段，設計者根據(jù)客戶和市場需求，確定新產品的功能和市場定位，給出產品的概念造型或草圖。2、初步設計

對概念設計中的內容進行方案分析比較，修正概念模型，使之更符合客戶要求。用CAD的圖形技術進行設計修改，方便、快捷，設計速度提高。3、詳細設計

詳細設計是產品的真正設計階段，需要確定產品的所有結構和尺寸。在這一階段還要進行有限元分析、仿真及模擬。4、文檔設計

從概念設計到加工制造，根據(jù)不同的需求產生相應的文檔，以便管理，使產品開發(fā)的整個過程有機結合在一起。5、工藝規(guī)程設計

工藝規(guī)程設計通常由經驗豐富的工藝師與計算機配合完成。由于零件結構的不確定性，工藝規(guī)程設計往往不能由計算機獨立完成，還需要工藝師的參與。6、加工制造

按照CAD圖樣和工藝過程要求，生成數(shù)控代碼，完成零件的加工、部件及產品裝配、推出新產品、投放市場，從而完成產品的開發(fā)。其中，CAD圖樣是加工的重要依據(jù)。CAD技術就要求計算機在設計時把產品設計過程中要用到一些設計規(guī)范、設計標準，要查閱大量的圖表、手冊、標準自動地檢索出來。為此必須先把這些設計資料處理成計算機能夠操作的方式，讓計算機能自動地查找和檢索所需數(shù)據(jù)。設計中常用的規(guī)范、設計標準大多以數(shù)表、線圖、公式等形式給出，所以，只需對這幾種形式進行程序處理。一、設計資料的程序處理§1.3工程數(shù)據(jù)處理數(shù)表中的數(shù)據(jù)可以以數(shù)組(一維、二維或三維)的形式或擬合成公式編入程序。數(shù)表按其數(shù)據(jù)間有無函數(shù)關系可分為：非函數(shù)數(shù)表和函數(shù)數(shù)表。1、非函數(shù)數(shù)表

待查數(shù)據(jù)與對應數(shù)據(jù)之間無函數(shù)關系，如漸開線齒輪的標準模數(shù)、滾動軸承的內、外徑等結構尺寸、各種傳動的工況系數(shù)等等。這類數(shù)據(jù)一般用數(shù)組的形式存儲，直接檢索、調用，不需要改變其數(shù)據(jù)值。（一）數(shù)表的處理2、函數(shù)數(shù)表

待查數(shù)據(jù)與對應數(shù)據(jù)之間有著一定的函數(shù)關系，如中、低精度齒輪齒根彎曲疲勞強度計算中的齒形系數(shù)和應力校正系數(shù)、帶傳動的包角系數(shù)等。這類數(shù)表中的數(shù)據(jù)常需要通過插值的方法檢索數(shù)據(jù)。插值法的基本思想是：

在插值點附近選取幾個合適的節(jié)點，過這些點構造一個簡單的函數(shù)g（χ）代替原來的函數(shù)?（χ），這樣作為插值點的函數(shù)值就用g（χ）的值代替，g（χ）也稱為逼近函數(shù)。

最常用的逼近函數(shù)g（χ）為代數(shù)多項式，常用的為線性插值法和拋物線插值法

1、有原始數(shù)學公式的線圖找到線圖的原始公式，將公式編入程序。這是最精確的程序化的處理方法。2、將線圖離散成數(shù)表，再按數(shù)表的處理方法處理。這種方法占計算機內存大，且精度也不高。（二）線圖的處理3、有些線圖本來就是試驗數(shù)據(jù)、經驗公式的圖形化，采用曲線擬合把這些線圖重新擬合成公式編入程序，準確性較高。曲線線圖擬合的方法很多，最常用的是最小二乘法。在這種方法中，需要用與線圖曲線相近的函數(shù)進行擬合，采用何種函數(shù)，視曲線的形狀而定。常用線性擬合、冪函數(shù)或指數(shù)函數(shù)擬合或多項式擬合。1．使用方便、快捷2．數(shù)據(jù)依賴于程序而存在，若要修改數(shù)據(jù)，就要修改程序3．同樣的數(shù)據(jù)資料存在于不同的應用程序中，無法共享。（三）特點1．概念：把一組相關數(shù)據(jù)元素的集合以文件的形式組織和保存，當程序需要用到數(shù)據(jù)時，通過有關語句打開數(shù)據(jù)文件進行讀取。2．特點1）優(yōu)點：數(shù)據(jù)以文件形式存儲后，就可以與數(shù)據(jù)操作的處理程序分離開，當數(shù)據(jù)有變化時，只需更改數(shù)據(jù)文件，而程序保持不變。二、數(shù)據(jù)資料的文件化

2)缺點

1）專用性：數(shù)據(jù)文件是面向應用問題的，文件結構一般是用戶專有。各用戶都有自己建立的一套文件結構，造成大量的數(shù)據(jù)冗余和不一致性。

2）依賴性：文件中數(shù)據(jù)的邏輯定義、物理存儲、組織方式及存儲方法由程序員在應用程序中設定，數(shù)據(jù)文件一旦離開其所依賴的應用程序將失去存在的意義。

3）無結構性：文件結構中的數(shù)據(jù)一般只反映單一事物的信息，不能描述各種數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。3．分類

文本文件：

用于存儲行文檔案資料，如技術報告、專題分析、論證材料等，可以利用任何一種計算機文字處理工具軟件建立。

數(shù)據(jù)文件：

是記錄的集合，有自己固定的存取格式，用于存儲數(shù)值、短字符串數(shù)據(jù)，如零件編碼、切削參數(shù)、標準零件尺寸等，通常用語言的文件管理功能實現(xiàn)文件的建立、數(shù)據(jù)的存取。

不能在不同的系統(tǒng)間共享數(shù)據(jù)存儲量小，不同滿足系統(tǒng)的需要難以存儲結構復雜、操作要求高的數(shù)據(jù)。三、設計資料的程序化和文件化的缺點

CAD/CAM集成系統(tǒng)要實現(xiàn)系統(tǒng)中各應用程序所需要的及產生的各種信息的存儲、交流和操作使用，因此信息的集成問題最終反映出、表現(xiàn)出的是數(shù)據(jù)的交換和共享問題，目前數(shù)據(jù)庫技術是能較好地解決共享問題的數(shù)據(jù)處理方法，數(shù)據(jù)庫技術是CAD/CAM集成系統(tǒng)的關鍵技術之一。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應用程序及支持數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的操作系統(tǒng)所組成。四、工程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理1．數(shù)據(jù)庫（Database）：

是一個可滿足多個用戶、多種應用的需要、在計算機系統(tǒng)中按一定的數(shù)據(jù)模型組織、存儲的相互聯(lián)系的數(shù)據(jù)集合。用戶可以采用各種方法來對數(shù)據(jù)進行各種組合以滿足各種應用。數(shù)據(jù)庫和圖書館相似，圖書館的任務是存儲和負責借用圖書資料，數(shù)據(jù)庫的任務是存儲數(shù)據(jù)并負責用戶訪問數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫不能僅僅理解為存儲數(shù)據(jù)的集合，應看作是一個系統(tǒng)，既數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，一個圖書館要很好的為讀者服務必須完成以下工作：1）

建立完善書卡2）

圖書應有組織的存放在書庫里3）

規(guī)定借閱權限4）

建立周密的借閱管理制度數(shù)據(jù)庫也應該完成類似的工作：1）數(shù)據(jù)庫應建立數(shù)據(jù)模型，使用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)模型訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而不必關心數(shù)據(jù)庫中的物理存儲位置。數(shù)據(jù)模型應該象書卡一樣可以反應各種數(shù)據(jù)建立的內在聯(lián)系。2）數(shù)據(jù)應該有組織的存放在存儲設備上，并建立數(shù)學模型到物理存儲位置的對應表，使數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能按照用戶的訪問找到被訪問數(shù)據(jù)的存儲位置。1．復雜的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫在描述數(shù)據(jù)的同時，也描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。2．數(shù)據(jù)的共享性好，冗余度低。數(shù)據(jù)庫從整體觀點處理數(shù)據(jù)，面向系統(tǒng)，彈性大，易擴充，使用方式靈活，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)庫的特點：3．數(shù)據(jù)的獨立性數(shù)據(jù)可以獨立于程序而存在，應用程序不必隨數(shù)據(jù)結構的變化而變化，數(shù)據(jù)庫本身有操作功能，不需要應用程序額外負擔數(shù)據(jù)操作任務。4．數(shù)據(jù)具有安全性、完整性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供對數(shù)據(jù)的保護，防止不合理的使用，保證數(shù)據(jù)的完整性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結構1．分類：數(shù)據(jù)庫的模式結構從邏輯上分為外模式，概念模式和內模式這三級。外模式：又稱為用戶模式或子模式，面向用戶，是用戶能看到并操作的數(shù)據(jù)視圖，它表示了用戶所理解的實體、實體屬性和實體間的聯(lián)系。每個用戶可以以自己的觀點使用一個外部模式對所用到的數(shù)據(jù)結構進行邏輯描述。即屬于某特定用戶的邏輯數(shù)據(jù)庫，這種邏輯數(shù)據(jù)庫只是整個數(shù)據(jù)庫的一個部分。在這里沒有實際的數(shù)據(jù)存儲，而只有關于該用戶如何存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)說明.外模式有多個，處于系統(tǒng)的外層。概念模式：

又稱邏輯模式，是對數(shù)據(jù)庫的整體邏輯結構和特征的描述。它表示出數(shù)據(jù)庫的整體數(shù)據(jù)組織狀況和邏輯結構。同樣，在這里也沒有數(shù)據(jù)的實際存儲，只有關于整體數(shù)據(jù)庫的“說明”。一個數(shù)據(jù)庫可以有多種的外部模式，但只有一個概念模式，處于系統(tǒng)的概念層。內模式：也稱為存儲模式，是對數(shù)據(jù)庫的物理結構和存儲方式的描述，包括多種記錄的類型，索引及物理存儲順序等，該模式就相當于一個數(shù)據(jù)倉庫。只有一個，處于系統(tǒng)的內層。下圖是一個比較實際的例子。假設一個“通信數(shù)據(jù)庫”，有三個用戶，電子通信用戶，郵政通信用戶，電話通信用戶；他們各自只需要自己的信息（其他信息不要）。對整體數(shù)據(jù)庫而言，要能為所有用戶服務；故“綜合”了所有用戶的信息表示成“概念數(shù)據(jù)庫”，并物理地存儲在物理數(shù)據(jù)庫中；對每個外部用戶，從概念數(shù)據(jù)庫中“映射”出他需要的信息，表示成邏輯數(shù)據(jù)庫"。在這里"概念數(shù)據(jù)庫"亦是一個邏輯概念；不同的是概念數(shù)據(jù)庫是整體數(shù)據(jù)庫的邏輯結構；而邏輯數(shù)據(jù)庫僅是局部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫的邏輯結構。2．三者關系1）外模式/概念模式變換

定義了外模式和概念模式之間的映射關系。當整個系統(tǒng)要求改變概念模式時，可以改變此映射關系而保持外模式不變。這種用戶數(shù)據(jù)獨立于全局邏輯數(shù)據(jù)的特性稱做邏輯數(shù)據(jù)的獨立性。2）概念模式/內模式變換

定義了概念模式和內模式之間的映射關系。當整個系統(tǒng)要求改變內模式時，可以改變此映射關系而保持外模式和概念模式不變。這種全局邏輯數(shù)據(jù)獨立于物理數(shù)據(jù)的特性稱做物理數(shù)據(jù)的獨立性。通過這三個抽象層構成數(shù)據(jù)庫的體系結構。對一般用戶而言，他的某些應用只處理數(shù)據(jù)庫中的部分數(shù)據(jù)，則我們通過“外部模式”來向他提供那部分數(shù)據(jù)，而將其它數(shù)據(jù)屏蔽“起來，不讓他”知道“，更不讓他”觸及“到。從而達到既提供用戶服務，又保證數(shù)據(jù)的安全。數(shù)據(jù)的”存“和”取“通過不同模式之間的”映射“進行轉換和組織。這些映射是DBMS的職能，即由DBMS自動完成的。

任何一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實際存在的只是物理級（內模式）的數(shù)據(jù)庫。概念級數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向應用問題的抽象描述，是為了方便人們對數(shù)據(jù)庫邏輯結構的理解。用戶級數(shù)據(jù)庫則是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向用戶的接口。數(shù)據(jù)模型（DataModel）：

是一種人們對現(xiàn)實世界進行描述的工具，不僅描述數(shù)據(jù)本身的內容，也描述數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關系。數(shù)據(jù)庫的核心問題是研究如何表示和處理數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。1）層次模型

層次模型也稱為樹狀模型，其數(shù)據(jù)結構呈樹型結構，如圖所示。是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用的最早的一種數(shù)據(jù)模型。層狀模型節(jié)點間聯(lián)系簡單，層次分明，結構清晰，但只能反映一對一或一對多的聯(lián)系。支持層次模型的典型系統(tǒng)是IBM公司的IMS(InformationManagementSystem)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型2）網狀模型

網狀模型，其數(shù)據(jù)結構呈網狀，如圖所示。網狀模型允許每個結點有多個父結點和多個子結點，是一種多對多的聯(lián)系。網狀結構可以描述實體之間的復雜聯(lián)系，但在概念上，結構上及實現(xiàn)起來都比較復雜。支持網狀模型的典型系統(tǒng)是DBTG(DataBaseTaskGroup)系統(tǒng)。3）關系模型關系模型就是一張二維表，用二維表來描述實體間的關系和實體間的聯(lián)系，如下表。關系模型數(shù)據(jù)之間的關系簡單明了，有嚴格的數(shù)學基礎，用戶易懂易用，因此關系數(shù)據(jù)庫得到了很大的發(fā)展,也是當今計算機世界所流行的一種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如FoxBASE,FoxPro、Access等。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）：

是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，是統(tǒng)一管理整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用支撐軟件，具有數(shù)據(jù)庫的定義、管理維護、通信以及設備控制等功能。DBMS的中心任務把對數(shù)據(jù)庫的各種操作轉換到物理級去執(zhí)行。目前有許多商品化的DBMS。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1．DBMS的基本功能

1）數(shù)據(jù)庫定義和存取功能

DBMS的最基本功能是有效地執(zhí)行數(shù)據(jù)庫語言，包括數(shù)據(jù)庫模式定義、子模式定義、存儲結構定義和數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等功能。2）數(shù)據(jù)庫控制功能

這是DBMS的核心部分，包括控制系統(tǒng)的運行、用戶的并發(fā)訪問、安全性檢查、恢復機制、完整性約束條件的檢查和執(zhí)行等。

3）數(shù)據(jù)維護功能

包括數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)的更新和再組織、數(shù)據(jù)的轉換轉儲和恢復等以及數(shù)據(jù)庫性能監(jiān)視。4）通信功能

和操作系統(tǒng)協(xié)作處理庫內外數(shù)據(jù)的傳輸。2．數(shù)據(jù)庫語言

用戶使用數(shù)據(jù)庫，必須對數(shù)據(jù)庫進行各種操作，包括對數(shù)據(jù)模式的定義，數(shù)據(jù)的增、刪、改、查和控制等，這就要求DBMS必須為用戶提供相應的命令和語言來完成這些操作，也就是用戶和數(shù)據(jù)庫的接口。目前應用最廣泛的是SQL語言。SQL語言（StructuredQueryLanguage）是關系數(shù)據(jù)庫的標準語言。精致、簡潔、命令數(shù)量不多，但具有對數(shù)據(jù)庫操作的基本功能。SQL語言是一種非過程語言，即用戶只須用SQL語言說明“做什么”，而無須指明“怎么做”；可以以交互命令的方式使用，也可以嵌入主語言在程序中使用。3．DBMS的分類

1）微機方式下簡單的DBMS。

常見的有FoxBase、Foxpro、Access等。這些系統(tǒng)既有單機版也有網絡版。操作簡單，價格低廉，應用廣泛。2）分時系統(tǒng)環(huán)境下，集中式數(shù)據(jù)庫體系結構。

在這種系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是集中的，數(shù)據(jù)管理也是集中的，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心結構都集中在DBMS所在的中心計算機上，各用戶借助終端共享中心DBMS上的功能和資源，如ORACLE系統(tǒng)。3）網絡環(huán)境下的客戶/服務體系結構。

Client/Server是隨著LAN的發(fā)展而提出來的，目前成為計算機LAN下的一種主流體系結構。工程數(shù)據(jù)庫:指能滿足人們在工程活動中對數(shù)據(jù)處理要求的數(shù)據(jù)庫。

因為工程上所處理的數(shù)據(jù)，其對象、類型、結構、性能要比商務上復雜的多，工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)較之一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有諸多區(qū)別和特點。工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（EDBMS）1．工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的區(qū)別和特點

1）管理對象一般數(shù)據(jù)庫:是靜態(tài)的工程數(shù)據(jù)庫:管理靜態(tài)的數(shù)據(jù)高度動態(tài)的數(shù)據(jù)2）數(shù)據(jù)的類型一般數(shù)據(jù)庫:字符串和數(shù)值類型，工程數(shù)據(jù)庫:字符串和數(shù)值，大量的復雜數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)3）數(shù)據(jù)結構一般數(shù)據(jù)庫:關系模型工程數(shù)據(jù)庫:多數(shù)是樹狀的繼承關系，還有復雜的網狀結構，4）數(shù)據(jù)庫的變化一般數(shù)據(jù)庫:數(shù)值多變，結構變化緩慢的，工程數(shù)據(jù)庫:設計者作為工程數(shù)據(jù)的全權使用者，必須讓其對庫的數(shù)值和結構上都可作改動、以滿足設計過程中的多變性。5）信息種類工程數(shù)據(jù)包含的信息種類繁多，如：（1）產品的圖形信息：（2）產品的文字數(shù)據(jù)信息：（3）設計所需參數(shù)和分析計算數(shù)據(jù)：（4）工藝數(shù)據(jù)：加工設備、工藝規(guī)程、工序文件及加工的數(shù)控代碼等。6）系統(tǒng)的分層結構一般數(shù)據(jù)庫:支持事物處理功能，但商務性、管理性的事務規(guī)律性較強，便于實現(xiàn)。工程數(shù)據(jù)庫:涉及的數(shù)據(jù)結構繁多、復雜，并需要多次的反復和修改。所以需要設計分層結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，來解決工程中的長事物處理問題。系統(tǒng)的分層結構如圖5-7。2．工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構成方法

1)改造現(xiàn)在的一般數(shù)據(jù)庫使之支持工程數(shù)據(jù)處理。

它利用一般數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點，輔之以圖形處理的手段，集成為一個工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，或以一般數(shù)據(jù)庫為核心，擴充CAD/CAM應用所需要的若干功能模塊組成一個工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。目前國內研制的工程數(shù)據(jù)庫大多采用這種方法。

2)分析、拆解一般數(shù)據(jù)庫的源代碼，按照工程數(shù)據(jù)庫的要求修改原組織結構、概念模式，擴充強化功能。IBM公司SanJose研究實驗室推出的“擴充的SystemR”工程數(shù)據(jù)庫就屬于此類。3)

研制新的數(shù)據(jù)模型，開發(fā)新的工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

在現(xiàn)有的一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)下改造，往往很難實現(xiàn)真正的工程數(shù)據(jù)庫要求的功能。因此人們試圖開發(fā)新的數(shù)據(jù)庫模型和數(shù)據(jù)庫管理方法，面向對象的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（OOEDBMS）就是這種數(shù)據(jù)庫的代表。OOEDBMS雖然已經有人在研制開發(fā)，但未形成商品化。3、工程數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展趨勢

1）新型化：

2）智能化：3）巨型化：4）工具化：

5）分布式：

6）集成化：§1.4CAD系統(tǒng)的結構與分類CAD系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構成。硬件系統(tǒng)包括計算機、外圍設備（包括輸入輸出設備、圖形顯示設備、外存儲設備等）；軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件及應用軟件。1.4.1CAD分類：主機-終端CAD系統(tǒng)以大型機為基礎，具有龐大的存儲器和極強的計算功能，適于復雜和處理大量信息的設計。投資大，更新操作比較困難。工作站CAD系統(tǒng)以32位微機工作站為基礎，配有較大的內外存，網絡能力強。

個人微機系統(tǒng)價格便宜，配置方便，軟件升級、更新方便。1.4.2網絡結構1.個人微機及局域網2.客戶機/服務器3.Internet/intranet1.5CAD系統(tǒng)硬件的組成1.主機2.外存設備包括：磁盤、移動硬盤、U盤、光盤等。3.圖形輸入設備包括：鍵盤、鼠標和跟蹤球、掃描儀等4.圖形輸出設備包括：繪圖儀、打印機5.圖形顯示設備如顯示器CAD/CAM系統(tǒng)硬件選型原則從應用的觀點出發(fā)，在選擇硬件系統(tǒng)時應特別考慮下述幾點：①工作能力②經濟性③使用方便性④工作可靠性⑤維修方便性⑥標準化程度及可擴充性⑦工作環(huán)境⑧響應時間及處理速度⑨采用的語言⑩磁盤容量等1.6CAD系統(tǒng)軟件的組成

1.系統(tǒng)軟件2.支撐軟件支撐軟件主要用來實現(xiàn)幾何建模、繪圖、工程設計計算和分析等功能。根據(jù)其應用可分以下幾類：1、計算機分析軟件（輔助工程軟件）這類軟件主要用于工程設計中的各種數(shù)值計算和分析。以現(xiàn)代計算力學為基礎，以計算機仿真進行工程分析，實現(xiàn)產品的優(yōu)化設計。其主要包括有限元分析法、邊界法等方法。計算機分析軟件很多，如ANSYS、ADAMS、CSA/Nastran、FLDAP、LS-NLKE3D等。一些軟件還具有較強的前后置處理能力。2、CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)這些軟件支持二維和三維圖形方式下進行產品及零件的定義。

1）SDRC公司的I-DEAS軟件是一個綜合的集成化CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。除了CAD、CAE、CAM功能外，還具有測試數(shù)據(jù)分析、仿真項目管理、開放結構等功能。2）PTC公司的Pro/Engineer軟件是一個全參數(shù)化和基于特征的CAD/CAM系統(tǒng)。3）EDS/Unigraphics公司的Unigraphics（UGⅡ）系統(tǒng)是一個綜合性的設計、分析、制造一體化集成系統(tǒng)。除了CAD/CAE/CAM功能外，還具有CAQ（計算機輔助質量控制）、CAT（計算機輔助測試）、CAPP（計算機輔助工藝規(guī)劃）等功能。4）Autodask公司的AutoCAD目前的版本是AutoCAD，是目前微機上應用最為廣泛的通用的交互式計算機輔助繪圖與設計軟件包。3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）目前有許多商品化的軟件，有微機方式下簡單的DBMS：如FoxBase，F(xiàn)oxpro，AccEss等；分時系統(tǒng)環(huán)境下，集中式數(shù)據(jù)庫體系結構：如ORACLE等；網絡環(huán)境下的客戶／服務體系結構：如Client/Server等。這些DBMS大都屬于關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，常用于商業(yè)事務管理。這些數(shù)據(jù)庫經過改造使之支持工程數(shù)據(jù)處理，但很難實現(xiàn)真正的工程數(shù)據(jù)庫所要求的功能。4、網絡服務軟件數(shù)據(jù)交換和共享是當今CAD必不可少的手段，如企業(yè)內部各部門間的數(shù)據(jù)共享與傳遞、企業(yè)與企業(yè)之間的信息交流等。網絡服務軟件為這些系統(tǒng)在網絡上傳輸和共享數(shù)據(jù)提供了條件。1.7機械CAD技術的發(fā)展趨勢 ◆集成化◆網絡化 ◆智能化 ◆標準化

一、集成化

為了適應設計與制造自動化的要求，特別是近幾年來出現(xiàn)的計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的需求，進一步提高集成水平是CAD/CAM系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向。因此，必須做好以下幾個方面：

1)數(shù)字化產品建模。建立包括幾何信息在內的完整的產品信息模型（包括幾何、工藝、加工、管理等信息），創(chuàng)造CAD、CAPP、數(shù)控編程集成的必要條件。2)產品數(shù)據(jù)交換。

解決好不同CAD系統(tǒng)間產品模型數(shù)據(jù)的轉換問題；（初始圖形交換規(guī)范IGES應逐步向國際標準STEP靠攏）

3）產品數(shù)據(jù)管理。

應繼續(xù)改進與提高PDM軟件性能，有效管理與產品相關的所有數(shù)據(jù)以及與產品有關的所有過程。4）繼續(xù)改進與開發(fā)各種Cax（CAD、CAE、CAPP…）以及DFx（DFA、DFM、DFT…）并使它們有機集成起來。即系統(tǒng)內部應包括種類更多、功能更為完善的設計與制造應用軟件。如：CAPP軟件、文字處理軟件、面向對象的各種應用軟件等。

返回二、網絡化

隨著因特網及Web技術的發(fā)展，設計工作向網絡協(xié)同模式發(fā)展。CAD技術需在以下方面提高水平：1）能夠提供基于因特網的完善協(xié)同設計環(huán)境；2）提供網上多種CAD應用服務，例如設計任務規(guī)劃、設計沖突檢測與消解、網上虛擬裝配等。返回三、智能化1、數(shù)值型工作：計算、分析、繪圖2、符號推理型工作：方案構思和擬定、最佳方案選擇、結構設計、評價、決策及參數(shù)選擇等） 因此，將人工智能技術，特別是專家系統(tǒng)的技術，與傳統(tǒng)CAD技術結合起來，形成智能化CAD系統(tǒng)是機械CAD發(fā)展的必然趨勢。智能化應注意以下幾個問題：1）發(fā)展新的設計理論與方法，特別是并行工程的設計理論以及概念設計的理論的研究，2）繼續(xù)深入研究機械設計型專家系統(tǒng)中的一些基本理論及技術問題。（如知識的表達與獲取、推理機制、工具系統(tǒng)的研制等）返回四、標準化

隨著CAD技術的發(fā)展，工業(yè)標準化問題越來越顯出它的重要性。迄今已制定了不少標準：

◆計算機圖形接口CGI

◆計算機圖形核心系統(tǒng)GKS

◆面向程序員層次的交互圖形系統(tǒng)PHIGS

◆初始圖形交換規(guī)范IGES

◆產品模型數(shù)據(jù)交換標準STEP

STEP（StandardforTheExchangeofProductModelData）既是標準，又是方法學，由此構成了STEP技術，它深刻地影響著產品建模，數(shù)據(jù)管理及外部接口等。

返回1.8CAD的工作方式1、建立坐標的概念在圖板上繪圖時，點的位置是靠有刻度的丁字尺、三角板來確定的。在CAD中，點的位置是由坐標來確定的，所有的幾何圖形都是置于坐標下的。在作圖時通過輸入點的坐標來輸入點；在讀圖時，通過查詢可以獲得點的坐標。2、建立CAD標準的概念“符合標準”是進入市場的通行證。一個好的設計必須符合標準。對于機械制圖國家早已頒布了標準。隨著CAD的普及國家又頒布了機械工程CAD制圖規(guī)則，對于圖層的名稱、線型、顏色進行了規(guī)定。因此在用CAD進行設計時，除了貫徹執(zhí)行機械制圖標準外，還應貫徹執(zhí)行機械工程CAD制圖標準。3、修改錯誤的方式CAD中的修改錯誤是一個全新的概念。用erase命令可以刪除圖形用undo命令可以取消錯誤的操作，使原圖形得以恢復。用move命令可以把圖形從一個位置移動到另一個位置。用strecth命令可以伸長或縮短局部圖形的長度。用rotate命令可以旋轉某個圖形的角度。4、復制重復使用是工程上十分重要的思想。凡是能重復使用的，就不必重新設計。在CAD中有許多重復使用的手段,復制是重復使用的基本手段之一。凡是有對稱軸的圖形都可以用mirror命令進行鏡像復制。凡是有規(guī)律分布的都可以用array命令進行陣列復制。凡是相似形，如同心圓都可以用offset命令進行偏移復制。

5、圖塊設計中心提供了許多標準件和一些標準圖層，對這些現(xiàn)有的圖塊我們可以直接調用，不必重新設計。這也是重復使用的手段之一。凡是常用的圖形（例如，粗糙度符號、標題欄等）都可以做成圖塊，凡是標準件都使用現(xiàn)成的，只設計不常用的、非標準的零件，大大提高了設計速度和設計質量，降低設計成本。6、外部參照當今時代，設計工程都是由團隊完成的，團隊協(xié)作或分工合作是必然的。外部參照是當前文件共享其他圖形文件信息的有效方式。外部參照可以插入到圖形中指定的位置，以便檢查兩圖的銜接，也可以從外部參照開始繪圖?？傊?，在進行計算機輔助設計時，不僅要明白CAD是機械設計的重要組成部分，是離不開的助手；而且要及時改變自己的思維方式和工作方式，以適應CAD。結束教師專業(yè)發(fā)展評鑑

推動策略姚素蓮一、學校擁有發(fā)展課程的決定權：我們如何決定？課程決定的信心多大？課程決定規(guī)準是主觀？客觀？專業(yè)？隨意？檢視課程理論與學?，F(xiàn)場二、教師自主決定：１.課程設計２.教學實施３.學生輔導４.教學評量５.班級經營教師的專業(yè)知能如何？

三、教師專業(yè)表現(xiàn)１.建構學校課程、教材２.靈活有效啟發(fā)學生３.培養(yǎng)學生帶著走的能力四、教師專業(yè)自主的省思１.教師自主VS.專業(yè)提升２.自主衝突VS.專業(yè)判斷３.判斷標準VS.衝突、和諧４.職場現(xiàn)象VS.專業(yè)知識五、評鑑為溝通與協(xié)商的歷程推動策略宣導→溝通→實作

↑↓培訓檢討評鑑回饋←結果運用←人員

實用正當可行具體壹、宣導一、對象：行政人員、教師、家長二、教師專業(yè)發(fā)展需求日殷三、評鑑的本質與目的是為教師專業(yè)發(fā)展四、試辦是找可行性和發(fā)現(xiàn)執(zhí)行問題五、學校對教師專業(yè)發(fā)展評鑑提供支持六、試辦的選擇權在學校和教師七、並非為解決不適任教師八、試辦期程自９５年～９８年有補助經費，加速學校本位發(fā)展貳、溝通一、澄清疑慮１.與不適任教師、考績..等脫鉤２.是教師專業(yè)形象的重塑二、透過對話建立互信三、評鑑計劃回歸學校本位四、實施計畫、配套措施、支持系統(tǒng)同步規(guī)劃實施計畫含：（一）評鑑內容：１.課程設計與教學２.班級經營與輔導３.研究發(fā)展與進修４.敬業(yè)精神與態(tài)度（二）評鑑人員（三）評鑑方式（四）評鑑時程（五）評鑑結果的運用五、引領教師了解評鑑指標意涵＊評鑑指標可自訂，亦可參考已研發(fā)之規(guī)準評鑑人員在評鑑時，以所列規(guī)準和項目為依據(jù)。工具若有錯誤，結果必打折。好的工具應符合：1.教育現(xiàn)場需求2.有效評量出所要達到的目標。參、實作一、掌握回歸教學現(xiàn)場，化評鑑於無形的原則二、輔導建置教學檔案三、擬訂實用可行的評鑑方式四、開發(fā)簡易具體的評鑑工具一、掌握回歸教學現(xiàn)場，化評鑑於無形的原則1.全面宣導。自願參與鼓勵參與全面參與。2.成立評鑑推動委員會，討論評鑑計劃。3.透過工作坊(讀書會)方式詮釋評鑑規(guī)準、內涵、示例..等。4.經由討論決定評鑑模式、工具..等二、輔導建置教學檔案教育專業(yè)被挑戰(zhàn)！專業(yè)的尊嚴－是贏來的，而非爭來的.

專業(yè)的權威－是來自別人的肯定，而非自我的認定.建置教學檔案是展現(xiàn)教師專業(yè)能力簡易、具體的措施教學檔案的定義一、教師是教學檔案的主體二、教學檔案的要項是有系統(tǒng)的、有結構的三、教學檔案的內容是反省與對話的歷程四、教學檔案的目的是促進教學專業(yè)發(fā)展教學檔案含一、教學目標與教學理念之陳述二、檔案計畫與組織三、課程的計畫四、作業(yè)的樣本（含對作業(yè)的解說與標題）五、師生的互動情形六、學習成就記錄七、個人的成長及反省八、他人的回饋及建議九、自我專業(yè)成長的記錄十、對檔案的評述三、實用可行的評鑑方式:(一).對話(二).審閱教學檔案(三).教室觀察(四).教學計畫(五).作業(yè)調閱對話訪談模式有:1.非正式訪談2.導引式訪談3.標準化開放式訪談4.封閉式訪談(一).對話說明目的→使參與者感到輕鬆→促使人際互動1.要有議題.2.對話內容要有準備.3.論述要有辯証,勿淪於各抒己見.訪談要領1.確認錄音(錄影)正常運作2.一次只問一個問題3.過程保持中立4.鼓勵多發(fā)表意見5.紀錄時不忘注意受訪者表情6.順利移轉主題訪談方法與發(fā)問技巧

1.選取符合主題需要人員.2.先談事實的問題,再談爭論性問題.3.先討論現(xiàn)況,再討論過去或未來的事4.讓受訪者自由發(fā)揮感覺.對話(訪談)1.以開放性問題引起討論問題.如:您以為目前的教學環(huán)境如何?2.激發(fā)與會者提出不同想法.如:我不認為有那麼糟,您以為呢?3.達到初步共識後:引入更深入討論.如:我們可以怎麼做?4.討論離題時,需回到主題.5.盡量不要過度贊同與會者意見.6.盡量不發(fā)表個人意見.7.錄音或即時紀錄要點.(二).審閱教學檔案評量要項一.檔案目錄二.個人專業(yè)背景三.課程教學設計與省思四.學習成果評量五.班級經營與輔導六.個人專業(yè)成長*注意事項1.不論是教師成長或學生作品樣本均須同一教學單元,其因為:a.能真正深入教學整體的各細部,有效協(xié)助教師反思與專業(yè)成長.b.一次一個單元不會造成過度負擔較易引導教師分析反省自己.2.簡要解釋每一個作品內容的標題和註解3.對教學及作品反省思考.4.檔案內容要逐年更改.屬直接觀察教學行為、察看環(huán)境與設備,以了解實際行為、環(huán)境現(xiàn)況的方法.含:1.教學環(huán)境佈置.2.學習形式組織.3.師生互動.4.靜態(tài)文件資料.如:教師檔案、學習檔案、作業(yè)、會議記錄.(三).教室觀察:教室觀察方法:1.準備紀錄單／檢核表.2.觀察並紀錄每一項的行為或存在事實.3.可同時紀錄次數(shù)、人數(shù),以符合程度、量化依據(jù).4.留意紀錄單未載之行為或情形.5.簡單紀錄行為發(fā)生或事物存在之現(xiàn)場環(huán)境.6.觀察次數(shù)要足夠,避免斷章取義.教室觀察注意事項:一.要蒐集具有代表性的事實資料,不必蒐集全部資料二.掌握新發(fā)現(xiàn)問題,並進一步蒐集相關資料以為驗證三.有效運用時間:1.觀察教師教學與學生學習2.與學生晤談

3.觀察對象要廣泛,觀察要完整a.觀察課外活動情形b.查閱評鑑與績效管理情形c.分析學生近期表現(xiàn)資料d.分析特殊學生學習紀錄4.把重點擺在影響學生表現(xiàn)的原因(四).教學計畫一.教學目標1.掌握教材內容~能連結舊經驗與新概念.2.設計教學方案~依據(jù)教學目標設計教學活動並提供切合教學目標的補充教材.3.系統(tǒng)呈現(xiàn)教材二.活用教學策略~善用不同教學方法；善於發(fā)問.三.善用評量回饋~評估學習表現(xiàn)提供回饋與指導.

(五).作業(yè)調閱1.作業(yè)內容要項分布是否平均?2.學生作業(yè)品質.3.教師批閱是否適切~批閱的時間、方式進度、評語..等等作業(yè)訂正是否追蹤?四、開發(fā)簡易具體的評鑑工具1.課程計畫編寫自我檢核表2.課程計畫編寫課發(fā)會檢核表3.教學檔案建置指標檢核表4.教學環(huán)境佈置檢核表5.教室觀察表6.班級經營表現(xiàn)(檢核表)教室觀察量表1.教室管理技巧2.維持適當?shù)慕淌倚袨?.集中並維持學生的注意力4.提供學生複習與練習的機會5.展現(xiàn)發(fā)問技巧6.呈現(xiàn)多種教學方式7.營造一個積極的教室氣氛8.促進正向的自我概念9.佈置積極教室環(huán)境教學效能教室觀察表一.學科教學能力1.導引學習方向2.清楚呈現(xiàn)教材3.運用多種教學技巧4.提供練習與回饋5.有效利用時間二.班級經營能力1.維持班級秩序2.鼓勵正向行為表現(xiàn)3.實施生活教育4.表達清晰5.板書適當6.正向的師生互動教學效能教室觀察表臺北縣○○國小教師教學評鑑—「教室觀察」檢視表

基本資料授課教師（）老師學習領域（）學習領域授課班級（）年（）班教材來源□教科書（）版本□其他

教學日期

年月日時分觀察者指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議1瞭解學校課程計畫的內涵□持續(xù)參與領域課程計畫□徹底執(zhí)行彈性學習課程□設計校本課程相關主題與活動設計□規(guī)劃補救或銜接教學□自編教材或學習單□教學札記□□2瞭解學校課程的架構□了解學校願景□了解校本課程主題□參與教科書評選□了解重大大議題融入領域教學□□□□□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議3參與學校課程的發(fā)展□參與課程發(fā)展小組的座談、研討□與行政人員、教師意見交流、對話□學校課程地圖充分運用□積極參與學年（班群）、班親會會議□學生課程活動紀錄□教學札記□

4分析可運用的教學資源□思賢公園□文化藝術中心□新莊運動公園□署立臺北醫(yī)院□大眾廟□慈祐宮□廣福宮□文昌祠□新莊老街□傳統(tǒng)行業(yè)□導護商店□自然公園

5研擬適切的教學計畫□教學計畫設計週延□活動安排與學校行事曆相結合□運用家庭聯(lián)絡簿進行個別輔導□注意學生學習經驗□流暢的教學歷程

6編選適切的教學材料□教材與學生身心發(fā)展相合□採用教科書版本經過分析、整理□社區(qū)資源融入教材□教學材料與學生生活經驗相融合□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議7規(guī)劃適切的學習評量□筆試□口試□表演□實作□自我評量□小組討論□實踐□同儕互評□

8編選適當?shù)脑u量工具□文字描述的□圖畫的□量化的測驗□檔案記錄的評量□口語的評量□□□□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議9.營造有利於學習的情境□配合教學單元佈置教室□佈置欄分類呈現(xiàn)□佈置欄內物品沒有掉落□掃除用具排列整齊□粉筆槽整理乾淨□黑板只呈現(xiàn)該單元內容□學生桌面整潔□學生抽屜不雜亂□教師桌面整齊□桌椅排放整齊□公物維修良好□打開窗戶讓教室光線充足、通風□美化、綠化教室□教室內外保持整潔□維護教室內設備如CD收錄音機、電視、錄放影機等清潔?！跎险n秩序良好□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議10.建立有助於學習的常規(guī)□準時上、下課□學生秩序井然有序□學生學習氣氛熱絡□師生互動頻繁□學生對教師問題樂意