制图和CAD相结合的教学效果探讨

来源:用户上传      作者: 胡愈 田静

　　[摘 要] 对于土木工程专业的学生来说，建筑制图和CAD是两门很重要的专业基础课程。本文就如何把二者有效地结合起来，使得老师在教学过程中能够发挥其优势，学生又能够欣然接受进行了深入的探讨。
　　[关键词] 建筑制图 CAD 专业基础课
　　
　　现今的市场要求土木工程的学生能够看懂并且能够运用CAD绘制建筑图样。在众多课程当中，《建筑制图》课程是研究绘制和阅读图样的原理和方法的一门专业基础课，以画法几何学作为理论基础（包含制图基本知识、绘图基本技能、投影理论知识、建筑识图等知识），主要研究绘制和阅读工程图样的理论和方法，培养学生的手工制图和识图能力。它的目的和任务是：学习正投影的基本理论，掌握阅读和绘制图样的基本知识、基本方法和技能，培养学生的空间想像能力及读图、绘图能力。而AutoCAD是一款比较成熟的绘图应用软件，是当前最流行的计算机辅助设计软件之一，对计算机性能要求低，用途广泛，是建筑专业培养学生识图、绘图能力的基础课，是培养学生空间想象能力和创新能力的重要课程。它主要研究如何利用各种指令绘制图样，极大的提高了绘图效率和绘图质量，还可完成手工不能绘制的复杂图形。现如今虽然CAD取代了手工制图方法，但并没有取代制图理论和制图的一些标准、规范。相反，CAD是在制图理论、标准下开发出来的绘图软件，并极大的丰富了制图理论；而且，还增加了CAD制图标准。现在，我们只有把《建筑制图》与《CAD》这两门课程有机的结合到一起，才能够使学生充分的掌握使用计算机绘图的技术和技巧[1]。
　　目前，大部分院校在计算机绘图课中都讲授AutoCAD。利用AutoCAD辅助工程制图教学，使得教师能更全面地熟悉AutoCAD的功能，更熟练地使用各种命令，进而提高教师的计算机绘图教学水平。计算机绘图是工程制图教学的一部分，各学校或采用两者融合式教学，或采用分阶段教学，即先开设工程制图课，再讲授计算机绘图。无论哪种方式，在工程制图课中使用AutoCAD辅助教学，使学生在学习工程制图知识时，体会到AutoCAD的功能，对计算机绘图产生兴趣，为学好计算机绘图奠定基础。
　　学生要想熟练使用CAD软件进行图形的绘制，必须先打好制图的基础。老师在讲授制图基础的时候，使用的手法也极为关键。对于传统教学方法，一般都是老师应用绘图工具、三角板、圆规等在黑板上进行制图理论知识的讲授，所有的图形都需要教师一笔一划的绘制。此种教学方法对一些刚学习入门的学生较为有效，教师通过板书讲解教学内容中的细节、要点、讲评习题，并放慢讲课的速度，理清解题的思路，有助于加深学生的印象。但是，传统的教学方法存在上课效率低，某些复杂的图形需要花费较多的时间进行绘制，讲授内容较为单一，不够直观、生动，并且这种授课方式容易使制图与CAD的教学内容上相互独立，各自为阵，不能有机地融合在一起。首先，在理论教学方面：《建筑制图》中的一些理论性较强的章节如制图的基本知识、投影的基本知识等可以采用以黑板板书为主进行讲授，这部分的知识是学习本门课程的入门部分，并且图示部分较为简单。通过板书的细致的讲解激发学生的学习兴趣，给予学生必要的引导与启发。其次，多媒体教学方面：有些章节如平面立体的投影、轴测图、组合体的投影和建筑形体的表达方法等章节需较强的空间思维能力，因此在授课时运用多媒体课件进行教学，将一些图形形象地展示出来。特别是相贯体的投影，需要三维的图形和二维的图形之间相互转换，难度较大，是教学中的难点。此时，可以利用CAD中强大的三维功能，在三维空间中展示相贯体，多角度观测它，并且将CAD界面变成4个视口，4个视口分别显示相贯体的立体图、主视图、左视图、俯视图。学生通过对4个视口中的三维图形和二维图形不断的对比、转换、分析，学习的效率就大大提高了。多媒体教学使教学变得直观、生动，学生更能够理解及吸收专业知识。第三，多媒体案例教学方面：对于民用建筑建筑施工图、民用建筑结构施工图，这部分属于建筑识图内容，同本专业关系密切，图纸数量多，专业性强，紧随工程前沿。此时在讲授这部分内容时引入一整套建筑图纸，讲授时通过CAD的界面进行讲授，这样即可以看到一整张的图形，又可以在CAD中放大看到局部，讲授方式灵活。通过工程案例教学，大大激发了学生对本专业知识探索的乐趣，并且在识图的过程中，也可以讲解一些图形符号的画法，将所学的知识点串联起来。最后，机房实践教学方面：本门课最重要的是实践要求高，因此绘制CAD图形的教学除了教师的讲解外，最重要的是学生要在机房动手操作。学生只有在CAD机房自己动手绘制图形，才能更深刻地体会老师所讲授的知识，真正地达到学以致用。课程教学结束后，安排2周的实习专用周作为实习强化训练周，通过集中的训练，使学生的操作水平达到一个从量变到质变的过程，能够独立的绘制建筑施工图。从而增强学生的自信心，并且也为今后走上工作岗位打下一个良好的基础[2] [3] [4]。
　　在目前的传统教学和计算机辅助教学相结合的过程当中，老师们常会遇到一些问题，只有充分认识到这些问题以及相应的危害性，才能有效地提高教学效果，提升学生们的学习兴趣。在实际教学中，老师可以采取一些尝试[5]：
　　1、教学地点：传统上CAD课程是在多媒体教学上课，教师在上面演示，学生在下面观看，实践证明这样的教学形式效率并不高，这是由CAD课程实践性强的特点所决定的。教师作为已经掌握绘图技巧的人员，在操作时可能随手拖动鼠标就能达到的效果，而对于没有使用过软件的学生来说就非常困难。再加上，教师有时可能会使用一些快捷方式，或者使用键盘操作，这些都是学生在下面看不见的。往往地，教师所讲授的内容如果不能及时上机巩固的话，学生就会很快地淡忘。因此笔者在教学过程中，将上课地点移动至机房，学生每人一机，教师将绘制内容分解为若干步骤，每进行完毕一个步骤后，检查学生的绘制进度，并根据此调整进度。这样的教学方式，学生们可以跟得上教学内容，有困难也能迅速解决，因此受到了学生的好评。
　　2、课程教学方法和手段的建设：根据CAD理论及应用特点，按照对本科生能力培养的不同层次，将CAD的计算机图形技术与专业课程学习有机地结合起来，系统介绍利用计算机绘制和阅读建筑、结构、和设备施工图的理论和方法，培养学生应用典型CAD系统进行工程计算机制图的能力。用一个实际项目的一系列图纸作指导，例如完整的一套建筑图、结构图、水暖图、电气图等，不仅可以提高学生的读图和制图能力，而且能使学生更加明确自己的目标和要求，同时也提高了学生解决实际问题的能力。通过这些实际项目，学生不仅掌握了使用软件制图的方法，并能解决一些绘图时存在的实际问题。这样的教学方法，提高了学生的学习兴趣，使学生更加主动探究CAD制图的技巧，提高了学习效率，加强了学生的自学能力。
　　3、注重基础：教学重视CAD基础知识的掌握，不断提高学生操作技能。CAD软件发展速度极快，每隔一到两年就会推出新的升级版本，我们不可能把这些版本都传授给学生，所以课堂教学应把握知识的实质和核心内容，让学生能够举一反三，温故知新。从刚就业的毕业生情况来看，很多人过于依赖专业软件的使用，缺乏必要的操作技巧，使自己的设计思路受到严重束缚。所以在我们的教学中，必须重视掌握CAD基础知识的重要性，使学生深入理解基础软件与专业软件的相互关系，通过一些特例让学生体会CAD基础对于弥补专业软件的不足、对于提高操作技巧的重要性。

　　4、改革考试形式：传统的上机考试和笔试确实是一种简单易行的考核办法，但是对于CAD软件的测试确有很大的不足。例如让学生在某个阶段完成一个课程设计作业或者采用联机的考试系统等无纸化考试模式都可以考察出学生对这些软件应用的水平。无纸化考试模式是当前计算机应用能力考试的首选方式，无纸化考试不仅能够测试学生对操作和使用各种软件的能力，而且有利于提高学生的整体素质。目前的教育方式正在从应试教育向素质教育转变，其作用对于应用性、技术性教育更为显著。无纸化考试系统题库庞大，覆盖面广，考题涉及课程的方方面面，避免学生只注重某部分知识的学习，强化了学生对课程的全面理解。使每个学生所完成的试卷都能更真实地反映学生的实际水平。
　　除此之外，在今后使用CAD教学过程中，需要引起我们重视的地方还有很多，重点应该注意以下几点：①要加强教学软件、题库和网络教学环境的建设：完善课程的多媒体教案；研制网络教学课件以及习题库；建议学校加强计算机硬件的建设，在课程教学过程中，许多同学们反应能看明白可是不能操作。大家都想去一个既有多媒体投影屏幕，又每人有一台计算机的教室上课，这样可以现场操作，提高绘图速度。②要加强制图标准的学习。建筑设计是较早应用计算机技术的领域之一，近20年计算机技术取得了飞速的发展，已经深入到建筑设计中的各个环节。但建筑和计算机技术并不属于同一学科，二个学科的交叉点就是国家颁布实施的六项制图标准，其中《房屋建筑制图统一标准》（GB/T 50001-2001）是具有总纲性质的。标准对图纸幅面、线宽、线型、设置文字样式、标注样式和图案填充等做了规定，这需要我们在制图时要遵循规范，而不是随心所欲。③授课过程要灵活，面对没有任何成就感的各种命令的一次次地无聊的操作，可能会致使大部分学生对该课程的新奇感丧失殆尽，就很难再能培养学生对CAD这门课的兴趣，继而学习不主动，不积极，在基础阶段的学习效果可想而知；等到了第二阶段的运用的学习时，是和实际挂上了钩，但前面所学，本来就不牢靠，再一下子要运用那么多的知识点于实际中，谈何容易，更不用说灵活运用了，此时，作为教师，由于课时的关系，在运用到某一个知识点时，不可能再利用时间重复以前所说，很可能一带而过。最终结果是不能、或不能很好完成课程教学目的与要求。因此建议要根据不同专业要采取不同的教学进度。
　　总而言之，学习阶段的教学中，教师要及时了解学生的学习情况，合理控制教学进度。针对存在的问题，应及时进行讨论、讲解、评价。对学有余力的学生布置一些拓展性任务，对学习困难的学生进行单独指导。小组成员对任务完成情况进行检查，互帮互学，平衡发展。CAD制图课程教学是一门以学生自主操作为主的课程。我们应分析相关影响因素，通过任务引导，培养学习兴趣，激发尝试学习的积极性，从而才能培养学生的自学能力和创新能力。
　　参考文献：
　　[1] 白图娅,冀利峰,冀忠厚. 制图与CAD课程相结合的实效性探讨. 内蒙古石油化工[J]. 2008.15.
　　[2] 叶爱银. 《建筑制图与CAD》课程教学改革的探索. 内江科技[J]. 2008.7.
　　[3] 焦永和. 我国高校图学教育现状的调查与研究[J]. 工程图学学报[J], 2002, (5): 160-165.
　　[4] 杨胜强. 现代工程制图[M]. 北京：国防工业出版社, 2001.
　　[5] 刘晓峰. 土木工程CAD教学实践的探讨, 科技信息[J]. 2009.13: 512.

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