結合專業應用的AutoCAD課程教學研究

李小林　段天宏

摘要：本文對AutoCAD課程教學的整個過程進行了分析設計。通過結合工業工程專業知識應用情景設計案例，在案例教學法、建構主義教學法的基礎上將各知識點、操作技能融入其中，提高學生對新知識的同化能力。在教學過程中，注重知識點的全面講解以及情景案例對知識點的串連作用，以提高學生對知識點的記憶和綜合應用能力，同時通過分組教學有效地提高了教學效率。

關鍵詞：計算機輔助設計；案例法教學；AutoCAD；工業工程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）14-0156-02

一、引言

計算機輔助設計技術越來越深入地影響到每個社會生產制造領域，在建筑業、制造業、煤礦生產企業等各領域中發揮著越來越重要的作用。其中由AutoDesk公司開發的AutoCAD軟件由于其強大的繪圖功能以及應用的廣泛性，而在各高校得到了普遍的推廣學習。我校在礦業學院、安全學院、機電學院等的相關專業均開設AutoCAD軟件的教學課程，在提高學生的實踐動手能力，計算機應用水平，更好地將個人技能與社會需求相結合等方面發揮了重要的作用。我院的工業工程專業在學生培養上注重提高學生的創新能力和實踐能力，注重理論與實踐相結合的綜合能力培養。由于各類生產企業對人員的計算機輔助設計能力要求日益普遍，AutoCAD已經成為個人工作中必需的基礎技能，因此，從專業培養的角度而言，加強對AutoCAD教學方法的研究，提高學生在計算機輔助設計方面的綜合能力也就變得愈加重要。

二、研究現狀

AutoCAD軟件繪圖功能強大，特別是在二維圖形精確繪制方面，繪圖優雅，操作靈活多變，掌握合適的繪圖技巧后，可以極大地提高工作效率，從而為各領域的工作人員所青睞。與此相對，該軟件也存在命令繁多、知識點零碎、使用不同繪圖思路對繪圖效率影響大等困難。特別是對新接觸計算機繪圖的學生，形成使用計算機輔助設計的思維也存在不同程度的困難。

在計算機輔助設計的教學中經常會出現上課時講授效果很好，但由于知識點零散，學生又無法實時地進行操作練習，所以，會導致兩種情況：一是，僅在思維理解上明白如何繪制以及能實現何種繪制效果，但在上機實際操作時很生疏，無法成功的繪制圖形；二是，學生對各零散的繪圖知識點可以熟練掌握，但無法將這些知識點進行融會貫通，即缺乏從宏觀上分析圖形，再綜合使用各知識點的能力鍛煉。

目前，許多教學人員對計算機輔助設計的課程教學進行了各個方面的探討和嘗試。魯泳等[1]針對計算機輔助設計課程教學過程中實時互動不足、難以實施針對性的個性化教學等困難，提出了利用網絡教學輔助傳統教學方式的有益嘗試。張鵬等[2]結合計算機輔助設計教學的實際特點，探討了計算機輔助設計課程教學中的建構主義教學模式。建構主義教學模式中注重問題情景的創建，強調學生的自主學習和協作，最終達到使學生有效地實現對當前所學知識的意義建構的目的。

也有很多教學人員將案例教學方法引入計算機輔助設計的課程教學中。案例教學法中，通過提供經典案例，使學員處于決策者般的情景中，進行審視、分析并擬定個案的處理方針，該方法在管理類課程的教學中被廣泛使用。當然，該方法的實際應用也存在許多困難，一方面因為一幅圖的繪制并不一定是按教學順序可以完成，另外就是圖形的整體性較強時，可能使得圖形的內部耦合度較高，如果前期繪制存在問題，可能直接導致后面的繪圖無法進行。本文認為，可以針對部分章節構造案例，以提高案例設計的靈活性。

計算機輔助教學需要求將課堂教學和上機操作相結合，以培養學生的實際操作能力，楊青[3]將PBL（Problem Based Learning）教學法引入計算機輔助設計的教學，強調以學生為中心，以問題為基礎，在教師的啟發指導下，以自學和小組討論的形式進行授課。結合這一思路，在上機教學時，我們采用分組教學的方式對學生在上機過程中存在的問題進行處理，有效地提高了上機效率。

三、結合專業應用的AutoCAD課程教學的實施

根據前面的討論，可以看到在計算機輔助教學過程中存在多方面的困難，首先是軟件本身操作上復雜靈活，再者不同的教學方法的選擇會對教學效果產生很大影響，最后在教學目標上需要讓學生把理論和實踐結合起來，將其作為一項技能來掌握而不僅僅是知識點的記憶，這樣就對教和學提出更高的要求。將計算機輔助設計作為一項技能來掌握不僅僅需要學會使用計算機進行輔助繪圖，而且需要將計算機輔助設計與專業技術知識結合起來掌握。顯然軟件技術不是孤立存在的，而是需要依賴于某一專業領域知識，才能發揮其作用。因此，在計算機輔助設計技術課程教學中，我們不但通過設計情景案例將知識點貫穿起來，而且在案例選取時要注重與專業知識的結合。根據以上思路，在計算機輔助設計技術的課程教學中，從教學案例選擇，再到課堂講授，最后到上機練習，具體實施起來，包括如下方面：

1.體現整體性，將各知識點貫穿于AutoCAD教學案例中。由于AutoCAD軟件命令繁多，并且使用靈活，同一繪圖效果常常有多種操作可以實現。這樣在教學中經常會陷入各個零碎知識點以及繪圖技巧的介紹。學生在學習時很可能會出現只見樹木，不見森林的情況，并且操作命令眾多，命令間無相關性，使得記憶困難，到上機操作時無從下手。鑒于此，我們根據各章節內容的知識點設計能夠包含大多數知識點的案例，形成一條線，將各知識點貫穿起來，有利于學生對知識點的統一把握。

2.與所學專業知識結合起來設置AutoCAD教學案例。在教學案例的設計上，應該從學生所學的專業知識出發進行設計。在皮亞杰的“認識結構說”基礎上發展起來的建構主義學習理論認為，學習的過程是知識建構的過程，學生通過主動建構知識的意義來完成認知結構的變化。對于工業程專業的計算機輔助設計教學而言，將學生置于其熟悉的工業工程相關的應用情景下，會更有利于其在已有認識結構上同化新的知識。

3.知識點講解與案例的綜合練習相結合。將案例準備完成后，接下來需要在課堂教學中進行講授。顯然，案例不能完全代替知識點的講解，因為，一個圖形通常無法完全覆蓋所有的知識點，所以在課堂教學時，應該在詳細講解各知識點的情況下，用案例串聯起來各知識點，以利于學生對知識點的整體記憶和應用。

4.實行分組教學。由于不同的學生對于繪圖的理解能力、操作能力不同，各人的學習進度也存在較大差別。所以，在上機時經常出現同一個知識點需要反復講解演示的問題。為了提高上機效率，可以根據上機的場地將學生分為不同組，當存在操作問題時，先在組內解決，如果組內無法解決再教師統一對該組進行講解。

四、實施舉例

以講授光柵圖像部分為例，該部分的鄰近章節內容包括多線命令、多段線命令以及樣條曲線命令的使用。因此在案例選擇時，盡量包括這些主要的知識點。同時，將該案例與工業工程專業知識相結合以讓學生在熟悉的情景中記憶和繪制圖形。以設施規劃與設計部分講述歐式距離和折線距離的圖形[4]并進行適當修改為案例。

在課堂講授時，從光柵圖像的使用、多線建立及編輯、結合線型使用多段線、樣條曲線的使用、文字的添加等各個知識點進行講解，最后使用跟蹤描繪法完成圖形的繪制。在講解具體的知識點時，不僅僅針對案例進行講解，而是覆蓋該知識點所有繪圖技巧及相關命令。各部分所涉及知識點為，多線部分：多線命令的調用、編輯多線樣式以及多線編輯工具的使用；多段線部分：多段線命令調用、多段線繪制、多段線編輯以及線形設置；樣條曲線：命令調用、切向確定以及樣條曲線編輯；文字：單行文字及多行文字的調用、文字樣式設置以及文字編輯；光柵圖像：插入光柵圖像、光柵圖像的調平以及編輯光柵圖像。

在上機操作時，學生以繪制該案例為主線，當涉及某個知識點的使用時，再完成該知識點其他繪圖技巧的復習。顯然，上機時學生操作只涉及部分知識點。如多段線編輯在AutoCAD2010中提供12種編輯方式，而在案例中主要使用十字閉合以及T形閉合。另外在文字使用方面，也只涉及文字高度設置、旋轉操作以及字體設置等。但通過案例的整合，可以使得學生對知識點的零散記憶整合在一起，在以后的相關知識點的使用時，舉一反三即可。并且這種記憶結合了工業工程的專業知識，會和以后的專業課程學習形成互補作用。

五、結語

計算機輔助設計技術應用的廣泛要求我們在CAD教學過程中加強對學生理論聯系實踐的綜合能力的培養，以使學生的能力更加適應社會生產的需要。由于計算機輔助設計軟件本身在使用上較為靈活，相關的知識點零碎，因此我們結合當前教學工作者嘗試使用的案例教學法、建構主義教學法以及PBL教學法等的特點，對案例選擇、課堂講授以及上機操作等整個教學流程進行分析和設計。通過從工業工程的專業環境中尋找設計案例，并使用案例將知識點綜合起來，有效地提高了學生對零碎知識點的記憶和綜合應用能力。

參考文獻：

[1]魯泳，李光榮，袁新芳.基于網絡平臺的《計算機輔助設計》課程教學研究[J].中國科技信息，2012，（24）：209+212.

[2]張鵬，張運九，劉旭濤.基于建構主義的計算機輔助設計教學模式探討[J].農業網絡信息，2012，（03）：124-126.

[3]楊青.PBL教學法在高職計算機輔助設計教學中的適用性研究[J].寧夏師范學院學報，2012，（03）：95-97+109.

[4]Wayne C. Turner J H M，Kenneth E.Case，John W. Nazemetz. Introduction to Industrrial and Systems Engineering[M]. third edition ed：Prentice-Hall，Inc.，2001.