CAD教學探討與實踐

張云秋

（延邊大學工學院,吉林 延吉 133002）

CAD(Computer Aided Design)是計算機輔助設計的簡稱，指利用計算機軟件、硬件系統輔助工程技術人員對產品或工程進行設計、分析、修改以及交互式顯示輸出的一種方法(或手段)，是一門多學科的綜合性應用技術。如何結合專業特點更好地提高培養學生的創新能力，正是教師不斷探究的課題。

1 教學內容的確定

目前CAD技術廣泛應用于電子、機械、建筑等諸多領域。各專業所開展的專業CAD教學都是針對本專業的培養目標來確定教學內容，不同專業的CAD 教學側重面也是不同的，各專業CAD課程的前期基礎知識也是各不相同，在整個教學內容中體現專業制圖的規范和標準又結合專業特征。也有的以專業CAD軟件為操作平臺進行課程的教學。

計算機應用專業開設的計算機輔助設計課程是從計算機專業人才發展需要出發，重點是輔助設計基礎。我們將各專業的制圖規范和標準納入學生CAD教學中的自學內容，學生可根據自己的興趣愛好選擇一個專業或多專業的標準和規范進行學習。由于計算機應用專業的學生在程序設計上具有明顯的優勢，在教學內容上引入了以Visual LISP[1]程序設計基礎為的AutoCAD的二次開發技術，使之能更好地應用于專業領域。

為此所確定的教學內容主要有計算機輔助設計的功能及應用、圖形生成的基本原理、圖形的繪制和編輯、圖形標注、三維實體造型和Visual LISP程序設計基礎。

2 課堂教學過程的實施

CAD課程是一門實踐性、操作性和靈活性很強的課程。我們本著重基礎、調動潛能、提高能力的教學思路，以實現以學生為中心，啟發學生在實踐中學習的CAD教學的理念，將CAD教學安排在計算機機房，便于實現實例教學、學以致用。要探究實例與所學知識及課程本身的知識點間關系，找出異同，便于學生掌握。將所有教學資料在課前通過網絡提供給學生。

對計算機輔助設計的功能及應用、圖形生成的基本原理這部分教學內容，對計算機專業學生來說很容易掌握，因此采用教師指導學生自學的方式進行效果會為佳。

在進行圖形的繪制和編輯以及圖形標注前要先進行圖層、繪圖環境設置方面的教學，可以使學生養成一個良好的習慣，這些內容可結合已學過的前期課程內容的教學來進行。這樣即復習了前期課程知識，又能很好地完成這部分的教學。

課堂教學是實時動態調整教學內容的最佳途徑，是提高教學質量的關鍵[2]。如點的坐標和教學，采用實例邊長為60三角形的繪制作為實例，提出疑問：那么三個點的坐標如何確定呢？第一點可任意選擇后查看其坐標，第二點輸入“@60,0”，第三點輸入“@60<120”，畫出圖形后標注尺寸，學生更直觀地體會了點的相對直角坐標和相對的極坐標的表示方法，去掉@就是點的絕對坐標，再說明@的一般含義。這樣完成了這個最常用知識點的教學，通過驗證效果很好。再例如具有復制功能修改命令“復制”、“鏡像”、“陣列”“偏移”的教學可放在一起通過實例比較教學，使學生更容易掌握這些知識點。

在教學中引導學生在畫圖前分析圖形，多于PhotoShop相比較，結合CAD本身的特點教師引導學生從圖形的圖元構成和編輯方法逐步同步分析，共同繪制，相互比較，在繪制過程中還要多設情境，圖形的繪制完后還要引導學生去總結，培養學生的繪圖、讀圖的能力。

通過實例教學教師能抽出更多的課堂時間指導學生，由于學生學習基礎參差不齊，對圖形的理解及操作速度等諸多原因，教師的指導還要分類進行，好的學生要加量，即多加實例或啟發他們自己找實例進行操作，稍差的學生教師既要多花一點指導時間又要多一些耐心指導他們獨立完成操作，告訴他們課堂內沒有完成的部分就是他們課后的作業，對個別太差的學生就要利用空閑時間個別輸導，久而久之就提高他們學習的興趣和實際動手能力。教師還要鼓勵學生，互幫互助，共同學習，共同進步。

Visual LISP程序設計基礎結合已學過的程序設計課程的對比進行，以案例教學為主，讓學生帶著問題去學，就會在較短的時間內更快、更好地掌握程序設計的思想和方法。讓學生逐步領會要領，理清思路，逐步細化求精，從培養學生的計算思維能力出發培養學生的程序設計能力。

在實驗課前引導學生準備實驗，根據每個實驗的要求，從現實出發通過教學資料、網絡、現實生活等多渠道收集實例設計實驗內容，針對有些學生在實驗前無準備由教師協助設計實驗內容。教師重視學生實驗過程的指導，鼓勵學生“創意”性的完成實驗，并對實驗過程進行總結，使操作更熟練, 知識點掌握的牢固，技巧掌握的更扎實。

復雜的實例安排在實驗課或習題課上學生與老師同步進行，學生還需在期末考試前完成并提交的大作業：2D圖形的繪制、3D圖形的繪制及綜合程序設計，這三個開放式作業不限內容，但不允許有雷同。

教學中應引導學生了解或參加CAD的認證考試，參加CAD有關的學會、參加相關競賽，感興趣的同學還可以選取CAD相關課題的畢業設計題目來完成等來提高CAD的設計能力，將課內教學向延伸到課外。

3 成績的評價

成績分兩部分：平時成績和期末成績。平時成績主要以課堂完成情況、作業、大作業、實驗報告作為評分依據。期末考試主要考查知識的掌握程序、繪圖能力和程序設計能力幾個方面。通過教學實踐，學生的成績完全體現學生的學習水平。

作為老師如何更好地提高教學效果是一個不斷探究的重量課題，只有在軟件變化和內容變化的情況下不斷提高自身的CAD素質，不斷研究教學，精心設計教學，更新課程的教學思路，提升教師的教學能力，以提高學生的思維能力和創新能力為出發點多思考、多觀察、多研究，才能更好地實現時代賦予教師的職責。

[1]陳伯雄，馮偉. Visual LISP 程序設計－技巧與范例踐[J]. 人民郵電出版社, 2002（08）.

[2]王移芝，金一，周圍. 基于“計算思維”能力培養的教學改革探索與實踐[J]. 中國大學教學,2014(03):49-53.