基于三維CAD技術的工程制圖教學改革研究

摘要：為了做好工程制圖教學工作，本文將展開相關研究。研究針對工程制圖三維CAD技術應用教學工作展開，主要論述CAD鐵路工程制圖教學現狀，后指出現狀問題，最終針對問題提出改革策略。策略的實施可以解決當下問題，實現教學改革目標，改革后的教學工作將三維CAD技術充分融于工程制圖教學，能強化學生CAD技術應用能力，成為高素質工程制圖人才。

關鍵詞：三維CAD技術;工程制圖;教學改革

引言

學校作為人才培養平臺與行業人才輸出渠道，理應根據鐵路行業人才要求展開培養工作，確保人才畢業后能順利就業，但根據鐵路工程制圖教學現狀了解到，該項教學工作雖然已經全面融入了三維CAD技術，但依舊存在一些問題，不利于學生就業，故需要進行改革，為實現改革目的有必要展開相關研究。

1.CAD鐵路工程制圖教學現狀

目前，三維CAD技術已經深入工程制度教學中，學校基本都開設了對應的課程，也對課程內容進行了詳細的劃分，諸如圖形處理課程內容就包括二維、三維兩項，同時也設置了對應的理論、實踐教育環節。但從教育情況來看，因為工程制圖屬于傳統學科，以往主要以二維制圖為主，所以受傳統教學影響，現代許多學校并不注重三維教學，例如某學校全學期教學中約70%以上的內容都屬于二維圖形處理，三維內容比較少，且三維教學主要圍繞AutoCAD軟件展開，但該軟件目前不夠完整，其實體造型功能不具備參數化特征，因此無法直接對設計結構進行高精度調整。從這里可以看出，CAD鐵路工程制圖教學現狀喜憂參半，且總體上依舊已二維為主，與當前行業所需不符，故不僅對學生就業有不利影響，還阻礙了行業乃至社會發展，因此必須改革[1]。

2.CAD鐵路工程制圖教學現狀問題

2.1教學體系傳統

通過現狀可以看出，當下的CAD鐵路工程制圖教學體系趨于傳統，其中存在諸多問題，而問題中較具代表性的有三：第一教學內容，即學校雖然開設了相關課程，但多數時間用于二維教學，導致教學中缺乏三維CAD技術教學要點，不利于學生技術應用能力提升;第二教學方法，即無論是二維還是三維教學，教師都應當采用正確的教學方法展開工作，但現代許多教師在教學中采用的方法比較統一，普遍先通過課堂講解傳授理論，再組織學生參與實踐，這種教學方法固然有效，但并不能滿足所有學生的個性化學習需求，容易導致CAD鐵路工程制圖教學質量參差不齊;第三作業形式不合理，即當下許多教師在CAD鐵路工程制圖教學中會布置作業，以便學生掌握理論知識，但教師布置的作業趨于理論，多為問答題目，鮮少涉及實操。在三大問題下說明CAD鐵路工程制圖教學體系傳統，理應進行改革[2]。

2.2教學直觀性不足

目前，許多教師在CAD鐵路工程制圖教學工作中會重點講授幾何圖形畫圖方法、要點等，這些內容確實是CAD鐵路工程制圖教學必須體現的，但教師在講解這些內容時，主要是通過二維視角進行剖析，諸如教師會在黑板上畫出一個幾何圖形，再通過語言引導學生思考，促使學生在腦海中構成立體模型，而這種方法的信息呈現形式不夠直觀，很多學生未必能通過教師語言構成正確的立體模型，甚至無法構成立體模型，在這種情況下學生對教學內容的理解就會出現偏差，因此造成教學質量問題。

2.3實踐教學缺陷

許多學校在CAD鐵路工程制圖教學中開設了實踐課程，該課程主要是在學生學完所有基礎理論后展開，要求學生使用以往所學進行實操。這種實踐教學方式確實具有可行性，但實施起來并不穩定，很容易出現兩大問題：第一，因為學生在理論學習中很少實踐，所以可能無法發覺自身存在的問題，故在實踐操作中可能會遇到困難，難以取得良好實踐成果;第二因為CAD鐵路工程制圖教學中的理論較多，所以學生在漫長的理論學習中容易遺忘知識，導致學生在實操中容易手足無措，故實踐教學質量也會受到質量影響。

3.CAD鐵路工程制圖教學改革策略

3.1改革方案概覽

CAD鐵路工程制圖教學改革需要考慮到課時，不能直接通過新增內容的方式進行改革，否則原本就十分緊張的課時資源將無法滿足教學需求。在這一基礎上，著眼于CAD鐵路工程制圖教學當下存在的三大問題，學校應當先削減教學中不必要的內容，騰出一定課時用于支撐新內容教學，同時還要選擇一些高效率教學方法，用盡可能少的課時讓學生消化知識，盡快參與實踐。另外，學校理應關注行業要求，調整教學內容結構，增設與三維CAD技術相關的教學內容，將教學重心對準該項技術應用，這樣才能培養出行業需要的人才，且解決學生就業問題。著眼于改革方案的思路，改革中需要使用到的策略有：CAD鐵路工程制圖教學體系更新、教學方法優化、理論與實踐混合。

3.2策略分析

下文對改革方案中的三大改革策略進行論述，依照各項策略的應用方式可實現CAD鐵路工程制圖教學改革目的。

（1）CAD鐵路工程制圖教學體系更新

針對傳統CAD鐵路工程制圖教學體系的三大缺陷，學校必須對癥下藥進行改革，首先圍繞教學內容，學校理應增加三維CAD技術的內容比重，且在教學中引入實體建模概念，強調二維與三維圖形轉換思維，幫助學生建立三維建模思路。同時教師要理清教學內容中的教學要點，以便找準教學方向。其次圍繞教學方法，教師要結合教學要點作出選擇，諸如在“三視圖、組合體”要點上，教師就要選擇課堂理論+三維CAD技術建模實踐的方法進行教學，這樣能夠第一時間讓學生掌握知識應用方式，并懂得審驗三視圖。最后圍繞作業，教師也要依照教學要點設定。關于更新后CAD鐵路工程制圖教學體系的教學要點、教學方法、作業要點見表1（實際內容過多，表1僅展示部分，以供參考）。

（2）教學方法優化

為了提高教學的直觀性，建議學校在課堂上安裝計算機等相關設備，讓教師通過計算機代替黑板進行教學。教師可以通過計算機打開CAD制圖軟件，在軟件中借教學內容進行建模，這種內容區別于以往簡單的平面幾何圖形，具有立體性，故CAD鐵路工程制圖教學的直觀性增強，教學質量得到優化。

（3）理論與實踐混合

理論與實踐均是CAD鐵路工程制圖教學的重要板塊，但在兩個版塊的教學中教師不能讓兩者分隔過遠，建議采用理論與實踐混合策略進行改革。所為理論與實踐混合，是讓教師先從理論教育著手，每講解完一個單元的理論內容后，就迅速的組織學生進行實操，實操項目要與該單元理論內容相符，這樣能起到鞏固學生理論知識印象，強化學生知識應用能力的作用，同時還節省了課時。

4.結語

綜上，CAD鐵路工程制圖教學現狀喜憂參半，其中一些問題必須得到整改，故學校需要進行改革。改革要講求方式方法，學校應當先分析當前教學的實際問題，隨后采用對應策略進行處理，同時在策略設定時要考慮到教學效率問題，以免改革后出現課時資源不足的現象。改革后，CAD鐵路工程制圖教學與三維CAD技術充分融合，能夠全面培養學生三維CAD技術應用能力，滿足行業當下需要。

參考文獻：

[1]李云平.基于三維CAD技術工程制圖課程教學改革的探討[J].新校園（上旬），2015（9）：42.

[2]劉晶.工程制圖課程與三維CAD軟件并行開設的教學效果研究[J].化工高等教育，2020，v.37;No.174（04）：153-156.

作者簡介：謝喜峰（1981-12-24-），男，湖南新邵人，漢，講師、工程師，大學本科，研究方向：鐵路及職業教育。

項目來源：湖南鐵路科技職業技術學院2020級校級在線精品課程，課程名稱：工程制圖及CAd。