AutoCAD与《工程制图》的融合式教学探析

徐 静，董雁

(绍兴文理学院元培学院，浙江 绍兴312000）

《工程制图》是工科类学生必修的一门专业基础课。课程主要任务是培养学生具有一定的空间想象和思维能力，熟练掌握绘图、读图的基本技能，为后续的专业课、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。随着计算机技术的普及应用，计算机绘图已经成为《工程制图》不可分割的重要组成部分，并已写入课程教学基本要求中。

但《工程制图》课程一直沿用分段式的教学模式，即在传统《工程制图》教学内容结束后，集中讲授计算机绘图内容。这种模式不仅将传统工程制图与计算机绘图两者内在的联系人为分离，而且不能使计算机绘图内容渗透到《工程制图》每节课的讲授中，更不能充分发挥计算机绘图的辅助教学功能。

为此，通过数年来的教学实践，我们在教学大纲、教学内容、教学方法、教学手段等方面，进行了一些有益的探索和实践，总结出一种基于AutoCAD绘图技术的《工程制图》课程融合式教学新模式，并取得了一定的成效。

1 融合式教学模式的基本思路

所谓融合式，就是将计算机绘图内容，与传统工程制图内容有机融合的教学模式。相对于传统的分段式教学模式，融合式教学模式仍以空间形体的平面表示方法、工程图样的生成原理以及形象思维的能力培养，为《工程制图》课程的核心内容，并以计算机绘图能力的培训，为教学的有力手段和工具。通过对传统工程制图与计算机绘图内在联系和共性问题的提炼，将两者的教学内容有机地融合在一起。同时，合理和科学地安排授课内容和教学次序，使教学过程更加条理清晰，重点突出，减少重复，既有利于提高课堂教学效率，又有利于充分发挥计算机绘图的辅助教学功能。

2 教学内容的有机整合

《工程制图》作为研究绘制、阅读工程图样的原理和方法的一门专业基础课，其主要任务是掌握阅读和绘制工程图样的基本知识、基本方法和技能，培养学生的空间思维能力。AutoCAD是国内外使用最广泛的计算机绘图软件，主要研究用指令来绘制、编辑平面图形和三维图形的方法与技巧。为了使两者相辅相成，我们重新修订了教学大纲，对其中的教学内容进行了反复的研究和梳理，建立了较为科学的课程教学体系。

融合式教学模式的实施，既要保证《工程制图》传统教学内容的完整性，又要在有限的课时内使学生掌握AutoCAD的基本操作指令。为此，我们打破常规，对《工程制图》与AutoCAD应用技术两者的教学内容，进行了全面的、彻底的融合。

如《工程制图》中有关制图基本知识和技能，其主要内容是制图基本规定（包括图幅、图线、比例、字体等国家标准）、绘图工具及其使用、几何作图、平面图形绘制等。融合式教学模式下，其教学内容整合为制图国家标准、AutoCAD用户界面及基本操作。要求教师结合AutoCAD主界面，一边演示，一边讲解国家标准中的图幅大小、图线种类、线型粗细及字体选用等，并利用图层环境的设置加以区分。同时，通过AutoCAD的几个基本绘图和编辑命令的讲解，安排相应的平面几何图形题目给学生上机练习，使学生在熟悉AutoCAD软件的过程中，掌握制图基本知识，克服了以往繁琐死板、枯燥乏味的现象，培养了学生的学习兴趣。

又如《工程制图》中的轴测图这一部分的讲解，传统教学内容着眼于用线框模型来表达形体，作图过程麻烦，教师讲解和学生完成作业都比较费时。现将AutoCAD的三维实体造型及编辑功能与轴测投影整合，并且把教学内容提前到组合体之前。在了解轴测投影的基本概念后，着重讲解AutoCAD软件中轴测投影及三维视图、视口及着色等表达方法，使学生能熟练地运用绘图软件的三维功能，如实体的拉伸、旋转、剖切及实体间的并、交、差等命令，构造具有实际应用意义的实体模型。

通过典型组合体的实体造型，学生只用原来1/4的时间，就完成了轴测图作业，并为后续基本体的截交线、相贯线以及组合体的学习打下了基础。

3 教学次序的合理安排

目前，随着工科类专业培养模式的改革与创新，各专业教学计划中增加不少反映专业特色方向的限选课，传统课程的学时则相应进行了压缩，使得大部分课程均存在着课时少、内容多这一矛盾。在非机类《工程制图》的教学中，显得尤为突出。因为需要讲授的制图基本理论和知识不能减少，还增加了计算机绘图的内容。因此，我们在整合传统工程制图与计算机绘图课程体系的基础上，对原分段式教学模式中计算机绘图教学内容单列后置的教学方式，进行了大胆的改革。

将AutoCAD的基本内容分为AutoCAD用户界面熟悉、图层等绘图环境设置、平面图形的绘制与编辑、三维实体造型及编辑、尺寸标注、图形填充、文字注释、零件图与装配图等8个相对独立的单元，分别穿插在工程制图的相关章节中。如在《工程制图》中讲解“组合体的尺寸注法”时，融入AutoCAD的尺寸标注内容；在讲解“图样画法”时，融入AutoCAD的图形填充内容；在讲解零件图与装配图时，融入Auto-CAD的文字注释内容等。

通过教师对大量教学作图的AutoCAD绘图演示，使计算机绘图教学内容自然地贯穿于整个《工程制图》的教学过程中。这样可以在保证传统工程制图教学内容及教学品质不受影响的前提下，学生的计算机绘图实际应用能力得到大幅提升。

为了使两者相得益彰，在穿插的过程中，要把握好时机和尺度。如对于平面图形的绘制与编辑，不能将AutoCAD的所有命令集中在一起讲授，因为学生初次接触计算机绘图技术，一下子不能接受和消化太多的内容，只能循序渐进。

从讲授第一章起，我们就开始结合一些最基本的绘图和编辑命令，如坐标点的输入（直角或极坐标，绝对或相对）、画直线和圆弧、相切连接、偏移等命令，并结合教学图例，逐步进行演示和讲解，使极大部分学生能在最短的时间内适应计算机绘图的过程。

到组合体这一章，大部分学生已基本掌握了AutoCAD常用的绘图和编辑命令，能够比较熟练地绘制常见组合体的三视图。为后续章节内容的学习奠定了良好的二维绘图技术基础。同时，《工程制图》是一门实践性要求很强的课程，针对存在的学生实践环节时间少、缺乏动手能力锻炼的弊病，我们充分利用AutoCAD绘图技术的先进性，将学生完成课后作业的环节融入到上机实践中。要求学生课后事先对各单元的习题进行分析、思考和讨论，上机时将习题按学号进行分配，要求学生用AutoCAD当堂完成1～2个习题。这样做的好处，既能让学生熟悉并掌握《工程制图》的各个知识点，又能充分利用上机时间、保证教师的辅导效率，还能减轻学生的学习负担、发挥学生自主合作学习的积极性。

4 辅助功能的充分发挥

《工程制图》课程在工程设计各专业的学习和应用中，起着基础性的作用，其学习效果的好坏，直接影响着后续课程的学习品质以及学生工程应用能力的培养效果。但由于传统的工程制图教学方法和训练模式，是利用正投影法，将点、线、面从空间形体中抽象出来，根据这些几何元素相对于设定投影面的位置关系，直接将它们投射到投影面形成二维工程图，这需要学生除了掌握正投影原理外，还必须具备一定的空间想象能力。在教学过程中我们发现，如果没有轴测图示意，学生往往就很难从空间形体的两个视图，想象出其立体形状，而完成其第三个视图，而对于略为复杂的实物模型，又无法迅速表示为二维工程图。这说明传统的《工程制图》教学模式给初学者增加了学习难度，也给教师带来了授课难度。

为了培养学生的空间思维能力，降低教与学的难度、提高教学品质和教学效果，图学界的学者已普遍认同将AutoCAD绘图技术与传统《工程制图》结合起来进行教学。而融合式教学模式可以在最大程度上发挥计算机绘图技术对《工程制图》教学的辅助作用。

首先，工程图样的绘制是一项严肃认真的实践过程，而计算机绘图技术的精确性、便捷性等，可以从技术上保证这一过程的顺利实现，使学生从繁重的手工绘图中解放出来。通过教师的讲解和演示，尤其是通过学生上机完成作业的过程，不断地掌握计算机绘图技术与技巧，使学生计算机绘图实践应用能力得到大力提升。

其次，融合式教学模式将《工程制图》与计算机绘图两者穿插在一起，通过有机整合教学内容和合理安排教学次序，学生不仅能够充分理解计算机绘图对《工程制图》学习的重要性和帮助作用，而且还可以利用AutoCAD这一有效的手段和工具，加强实践训练，开展自主学习。

再次，计算机绘图技术的辅助教学功能，还集中体现在AutoCAD三维功能对培养学生空间思维能力的帮助上。我们将AutoCAD的三维实体造型及编辑功能，与轴测投影的教学环节相融合，并贯穿于基本体投影、截交线及相贯线求解、以及组合体投影的教学中。借助于AutoCAD的三维技术，使学生对一些难以理解的空间几何关系一清二楚，形象思维能力逐步提升，教学效果也不断提高。

如在读组合体三视图时，利用形体分析法将组合体进行分解，运用AutoCAD面域命令对每部分封闭线框建立面域，将这些面域拉伸或旋转形成简单体，再将各简单体进行布尔运算，组合成三维实体模型。由于利用面域造型的过程和读图的思维过程是一致的，使读图的过程不再枯燥，学生的学习兴趣也大幅提高。

又如复合相贯线的求解，历来是学生学习的难点，关键问题是需要确定多个立体相交后所形成交线的形状和位置，这对初学者来说很难想象。但在AutoCAD中，很容易构建出三维实体模型，其相贯线的形状和位置也自然形成，一目了然。

5 结束语

融合式教学模式，借助于AutoCAD应用技术这一有效的手段和工具，将计算机绘图与传统工程制图两者固有内在的联系及共性内容，进行有机地整合，将计算机绘图单列后置的教学方式改革为穿插融合式，充分利用AutoCAD绘图技术的先进性、快捷性及三维辅助功能，实现《工程制图》理想的教学效果。教学实践证明，这种教学模式便于开展启发式教学，增加教师与学生的互动效果，课堂气氛也更活跃，学生的学习主动性、积极性明显增强。同时，既丰富和保证了工程制图的教学内容和教学品质，又提升了学生的空间思维能力和计算机绘图实际应用能力。

[1]杜秀华，吕亚平.试析非机类工程制图“一体两翼”的教学新模式[J].黑龙江高教研究，2009，（4）：161-163.

[2]王业明，魏 海.工程制图与计算机绘图有机结合的教学研究[J].高等建筑教育，2009，（2）：143-146.

[3]吴卫东.基于三维CAD技术的工程制图课程教学模式研究和实施[J].高校讲坛，2010，（23）：142-143.

[4]吴 狄.工程制图与CAD课程教学改革必要性的探讨[J].沈阳工程学院学报（社会科学版），2010，（2）：265-276.

[5]高俊亭，毕万全，马全明.工程制图（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2008.