對工程制圖CAI課件中學習情境的設計分析

朱苗苗

【摘 要】學習情境的設計是課件開發過程的重要組成部分，學生需要將學習內容融入至具體的情境中，從而提高自身的認知結構。基于此，本文提出了構建創造仿真繪圖情境、具體繪圖的情境、創建由圖到形的設計情景、設計圖樣畫法的情境四種情景設計方法，提高學生的創造思維能力。

【關鍵詞】工程制圖；CIA課件；學習情境

工程制圖是以正投影原理為基礎，用二維圖形、符號表達三維空間的學科。學生需要具有較強的空間想象力，在二維與三維之間的圖形進行思維轉換。所以在學習過程中，學生需要通過情境，建立圖與形之間關系，從而更好地完成繪畫、識圖和讀圖的任務。

一、工程制圖CAI課件學習情境設計原則

CAI課件是學生學習工程制圖的認知工具，學生需要理解課件所表達的內容，具體需要遵循以下原則：第一，學生應該提高自身的認知能力，投入到教師所設計教學活動中，將自己的思路緊跟教師講課的進度，做到專心聽講，并注意與老師進行眼神交流，提升專注力，從而提高學習效率。第二，教師在情境設計會時，會將課件內容與現實相結合，有利于學生的理解。所以學生應該利用真實情景，解決實際問題，在提高自身基礎知識水平的同時，加強實踐能力。第三，學生在學習過程中需要具有好奇心，在教師的情景設計中，對未知領域進行探索，將學習內容與生活相聯系，并且從中尋找樂趣，從而加深印象，提高學習效率。第四，在教師所設計的情景中，學生需要充分考慮多媒體的特性，了解教師提供的文字信息、動畫內容等方面，提升專注力，從而提高制圖水平。

二、工程制圖CAI課件學習情境設計方法

（一）構建具體繪圖的情境

工程制圖課程的特點是圍繞圖形進行，所以教師的CAI教學課件一般以圖為主，并且通過power point的動畫功能強調繪圖過程，便于學生直觀的了解繪圖過程。學生需要根據教師所設計的構圖情境、幻燈片的播放順序、所畫圖形的方向學習圖形要素，特別注意教師在點線面中投影的使用方法。并且分析和比較教師所講的內容，通過思考區別所學內容，找出其中的重點和非重點，使自己所制作圖形的形成符合制圖標準和規定。例如，教師在在第一張幻燈片中展示四邊形的水平投影的畫圖過程，在第二張幻燈片中，描述和手工的繪畫過程一致的繪圖過程，學生需要根據這樣一個全真的繪圖情境，掌握制圖的基本方法與步驟。學生在學習過程中需要不斷提高自身的空間想象力，通過多媒體設備，加深對知識點的印象。以《工程制圖與AUTOCAD》一課為例，教師會在幻燈片中展示等分直線段、等分圓周、圓弧連接、平面曲線、漸開線畫法的畫法，學生需要在教師所設計的情境中學習“了解幾何作圖的基本概念和用途”、“熟悉幾何作圖的基本方法”、“掌握幾何作圖的基本技能和技巧”的內容，并且抓住其中的重點與難點：圓弧連接的作圖方法和平面曲線的作圖方法，從而提高學習本堂課內容的效率[1]。

（二）創造仿真繪圖的情境

教師會利用三維動畫，設計仿真的學習情境，從而吸引學生的注意力。第一，學生應該掌握基本理論，在學習情境中注意空間形體與其投影之間的相互聯系，對“從空間到平面，再從平面到空間”進行反復研究與思索，注意將抽象概念形象化，在課堂中進行物體與圖形的相互轉化訓練，逐步提高空間邏輯思維能力和形象思維能力。第二，通過作圖實踐，以圖為中心，隨時圍繞圖進行學習和練習，更多地注意如何在具體解題時運用這些理論和原則，觀察、分析教師在CIA課件中展示的三維動畫。例如，兩回轉體相貫的問題，學生需要了解如果兩回轉體軸線垂直相較，直徑的變化會影響相貫線，由于在通常情況下，相貫線是封閉的空間，相貫線的走向會隨著兩個相貫體發生變化，在理論學習中較難想象，所以學生需要根據教師利用3DSmax制作展示復雜形體變化過程的三維動畫，準確清晰的了解相貫線的形狀和走向。并且教師會在CAI課件中利用超鏈接，和AutoCAD中的多視口或3Dmax界面顯示相聯系，學生應仔細觀察二維視圖中相貫線的形狀與畫法，通過教師演示的對基本立體進行挖切、疊加等操作，觀察不同類型的組合體的組合形式和連接處的曲線變化，結合平面作圖過程的知識，了解相關組合體的內容。

（三）設計圖樣畫法的情境

教師在設計圖樣畫法情境時，會運用PPT思維動畫功能進行工程制圖中圖形的動態演示，尤其會對其動作途徑功能，擴展動畫范圍，使幻燈片上的圖形沿著各種設定的路徑運動，其中包括直線、曲線、斜線等方面。第一，學生在理解和掌握各種試圖的同時，通過學習，進一步提高自己的空間想象力和讀圖繪畫的能力。例如，教師在講解全剖、半剖、局部剖等作圖過程時，會利用AutoCAD完成二維圖形，導入PPT后，通過設置動作路徑實現圖形的動畫演示。學生需要根據教師的演示，了解掌握不同機件的畫法。第二，學生需要了解圖樣在生產上具有指導作用，如果繪畫和讀圖錯誤，會給生產帶來不同程度的損失。所以在課程學習時需要嚴肅認真，在練習作圖時要細致，嚴格要求自己，樹立對生產負責的思想，提高自學能力。讀課本或看網頁時要邊看邊動手畫插圖，然后帶著弄不清的問題去聽教師的輔導。例如，在學習畫組合體投影圖的步驟、方法時，教師會在CAI課件上分別演示正投影的五個步驟，并且會根據不同類型的組合體演示投影圖的畫法，學生需要集中注意力，加強練習，為工程中的投影畫法奠定基礎。

（四）創建由圖到形的設計情景

畫圖和讀圖是學生在學習工程制圖的兩大任務。第一，畫圖是由三維轉為二維的過程，教師在課件開發中，為了便于學生的理解，會建立以圖說文的概念，使課件更加簡潔、直觀、形象。教師在制作課件中利用AoutoCAD和Solidworks制作三維模型，創建由形到圖的學習情境，學生應該做到在此情境中，建立空間概念，增強空間思維能力。第二，讀圖是畫圖的逆過程。首先，學生需要學會識圖。在教學中教師會利用多媒體、掛圖、手畫圖等方式創造較為直觀的教學情景。學生需要加深對教師所展示內容的印象；其次，析圖。教師在教學過程中會仔細講解制圖過程和方法，學生需要集中注意力，對教師所講解內容以及圖片進行分析，學會制圖方法；最后，進行繪圖和用圖。例如，在學習組合體視圖畫法時，教師會通過CAI課件演示三視圖的形成和投影規律，首先，學生需要了解由基本形體疊加或切割而成的形體被稱為組合體，其中有疊加和切割兩種方式。其次，學生需要了解相錯、相交、平齊兩表面的畫法，在練習過程中注意分清主次，進行讀圖和識圖。最后，按照步驟進行繪圖，嚴格根據投影關系，在畫每一部分時，先畫反映該部分特征的視圖進行畫圖[2]。

三、總結

綜上所述，工程制圖CAI課件具有多種情景設計方法，并且每種方法之間相互聯系。學生需要根據不同的學習內容，利用多媒體的靈活性，將自己融入教學環境中，從而提高自身的空間想象力，深刻理解制圖中的難點與重點。

【參考文獻】

[1]李牧，胡慧蕓，劉偉良.Revit輔助土木工程制圖教學的實踐[J].西部素質教育，2019，5（02）：149-151.

[2]鐘玲玲，姚群，汪智澤.我校應用型本科《工程制圖》課程改革研究[J].科技經濟導刊，2019，27（03）：159-160.