房爱东,张万礼
宿州学院信息工程学院,安徽宿州,234000
随着计算机技术的不断发展,原始的手工绘图已经被计算机绘图全面替代[1]。在众多的计算机绘图工具中,AutoCAD因其强大而精确的绘图编辑功能、简单易用的操作界面以及开放的二次开放平台等特点,成为机械、电子、建筑和规划行业等工程设计制图的首选。随着社会企事业单位对高等院校毕业生绘图设计能力要求的不断提升,AutoCAD已经成为高校各工科类专业学生的必修课程。作为一门应用性很强的计算机辅助设计课程,AutoCAD的教学目标是培养学生的实际动手能力和工程应用能力,因此,其实践教学环节在整个课程的教学活动中占有着举足轻重的地位,是课程教学效果是否显著的关键。然而,我国传统的高等教育授课模式强调以完整、系统的学科知识为中心,重视理论知识的传授,而忽视实践教学环节的构建[2]。这种知识本位型的授课方式并不利于学生对AutoCAD绘图技能的快速掌握及课程教学质量的提高。为此,笔者根据前人的研究成果[3-6],并结合自身多年的授课体会和心得,针对如何改进AutoCAD课程实践教学环节进行深入探讨,以期为AutoCAD课程体系完善和教学质量提升提供有益的参考。
AutoCAD是一门实践性很强的绘图课程,其主要任务是让学生学习利用计算机工具进行图纸绘制、编辑等操作的方法。因此,该课程应强调以培养学生实际绘图操作技能为目的,而对于软件理论知识的传授则要相对弱化。在AutoCAD课程建设过程中,应充分体现该课程的目的性,将更多的课时和教学资源分配到学生的软件操作和绘图训练环节,以保证课程实践教学的效果。从课时分配来看,国内大多数高校的AutoCAD课程教学安排一般能够保障在54学时以上,即每周3学时,其中实践教学课时不低于总课时的60%。以宿州学院为例,目前学校AutoCAD课程的教学安排为54学时,其中实践教学课时安排为36学时,占课程总课时的2/3。所安排的实践教学课时中,用于学生对于软件认知的基础性实践教学仅占到总课时的10%~20%,而用于绘图练习和图纸作品设计的综合性实践教学则占到80%~90%。在教学资源方面,AutoCAD课程实践教学安排在计算机机房上课,机房内设有投影演示设备,同时保证学生每人一台计算机。教师利用多媒体进行操作演示和讲解,学生则按照教师演示的操作步骤进行练习。
另外,AutoCAD课程教学还具有明显的阶段性,一般按照教学内容由简入繁,可划分为三个阶段,即入门阶段、提高阶段和应用阶段[7]。在不同的教学阶段,实践教学环节的侧重点应有所区别。入门阶段,由于学生对AutoCAD软件还较为陌生,因而实践教学应以软件认知为主。例如,在介绍AutoCAD工具栏时,可以让学生练习工具栏的隐藏和显示功能(图1),学生通过自己动手操作,对软件工具栏会有更为深入的认知,在后期绘图时能够顺利地找到命令。
图1 AutoCAD工具栏的隐藏和显示功能
图2 AutoCAD中圆的三种绘制方法
图3 某高校教学区平面布局图
同时,这一阶段还应辅以少量趣味性较强的简单图形进行练习,可以帮助学生提高学习软件的兴趣和自信心。提高阶段的主要任务是提升学生对软件操作和命令使用的熟练程度,并掌握常用的绘图技巧。这一阶段要求学生在教师的引导下自主地进行大量绘图例题训练,例题应尽量选择具有一定绘图技巧的图形。如笔者在讲授圆的绘制时,针对圆的不同绘制方法为学生选择相应的例题进行练习(图2)。应用阶段是学生绘图技能全面提升的重要环节,重点培养学生综合运用软件的各项功能来绘制复杂图纸的能力,因此,该阶段的实践教学最好结合实际的案例和项目,安排一些具有实际应用价值的图纸(如校园平面布局图,见图3)进行训练。
教学应是学生自觉参与学习的过程,而实践教学更应该突出学生的中心地位。在AutoCAD实践教学过程中,只有充分调动学生自主学习的积极性,才能够充分发挥实践教学效果,进而提升学生的应用创造能力。为此,在每个学期的第一堂课上,笔者都会对学生着重强调AutoCAD软件在实际工作中的应用价值,并辅以工程案例说明,使学生认识到学习该软件对其今后的就业和工作的重要性,从思想上对本课程的学习重视起来。在介绍AutoCAD软件的制图功能时,还可以在AutoCAD图库中精选出一些比较美观的图纸(如三维渲染效果图,见图4)向学生展示,以激发学生对计算机绘图的好奇心和兴趣。
图4 三维渲染效果图
另外,AutoCAD实践教学应鼓励学生多动手练习,通过练习发现存在的问题,进而总结经验,提升绘图技能。然而,图纸的绘制工作是比较繁琐和枯燥的,软件中大量的工具和命令很容易使学生产生厌烦和懈怠情绪,这就要求实践教学在内容和形式上要有所创新。在实践教学内容上,可以多选择一些与学生实际生活密切相关的案例进行练习,以AutoCAD三维建模为例,在上机实践课上,笔者要求学生绘制自己的手机三维模型,结果,全班同学的绘图积极性十分高涨,仅用了两节课的时间,大多数学生就完成了三维建模训练。在教学组织形式上,则可以通过分组对抗、竞赛等形式组织学生进行专题绘图训练,以提高学生的团队合作意识和参与绘图的积极性[7]。在分组时,应注意根据学生操作技能的差异,将不同水平层次的学生进行合理搭配,以形成“以高带低、以强帮弱”的结构,促进全班学生绘图水平共同提高。
计算机辅助设计(CAD)是计算机技术与工程设计相结合的产物,其核心功能是将专业工程设计思想通过计算机辅助工具表达出来。因此,CAD课程的实践教学不能仅局限在为绘图而绘图,更重要的是要与实际专业应用相结合,让学生真正做到学以致用,为以后踏上工作岗位奠定基础。目前,国内很多工科专业均开设了AutoCAD课程。然而,不同行业领域在利用AutoCAD进行制图设计时所使用的行业规范和设计要求多不相同,这就要求任课教师对任课专业的制图规范和行业标准要有一定的了解和认识;同时,在实践教学教材的选择上,尽量选择具有专业针对性的实验教材供学生上机使用。
AutoCAD实践教学与专业应用的结合表现在具体的教学过程中,就是培养学生利用AutoCAD软件功能来解决专业实际问题的能力。尤其是在AutoCAD实践教学的后期,当软件功能和操作技巧教学内容讲授结束以后,可以采用项目教学法(图5)[8],教师设立具体的专业实际问题,引导学生开展项目分析、制定设计方案,进而通过计算机软件将设计思想完全表达出来。该实践教学环节应充分发挥学生的创新思维,由学生制定设计步骤及任务分工,教师负责总体指导,对学生提出的设计方案进行及时地修订和完善。
图5 项目教学法的设计流程图
另外,虽然AutoCAD是当今世界最主要的计算机辅助设计工具,但其专业针对性并不强。近些年,许多软件开发公司基于AutoCAD平台开发出具有专业针对性的CAD软件(表1),它们在软件功能和专业适宜性方面都要优于AutoCAD,在各个行业中的应用前景也更加广阔。因此,在AutoCAD实践教学中,教师可根据不同的专业方向选择几款具有代表性的专业CAD软件给学生讲解。
表1 针对不同行业使用的专业CAD软件
AutoCAD作为一门专业必修课程,其实践教学考核方式往往会被多数学生所关注。目前,多数高校采用的考核方式为一次性上机考试,即在期末课程结束时,让学生在机房对照已给定的图纸进行绘制,以绘制结果与原图的相似程度作为评分标准。这种考核方式虽然看似公平,但由于考试形式和内容的单一化,会使得学生形成“平时训练就为应付最后考试”的错误认识,在一定程度上扼杀了学生的创造性思维。实际上,AutoCAD的教学特点并不适应一次性的考核方式[7],而更应当重视考核的阶段性,可以将课程的实践教学内容划分为若干模块,如二维绘图与编辑模块、图形注释模块、三维建模模块、图纸输出和打印模块等,在每一模块的教学任务完成后,随即组织一次阶段性的目标考核。而作为期末的综合考核,可以不确定考试图纸,而是鼓励学生根据自己的兴趣和爱好自行选择实物或图形作为考核内容,教师根据学生图纸的难度等级和绘图质量进行成绩的判定[9]。最后,将每一模块的阶段性考核成绩与期末综合考核成绩按比例加和后,作为该学期本门课程的实践课成绩。
AutoCAD以其强大的绘图功能和广泛的应用领域而成为国内高等院校工科类专业的必修课程,对培养学生的实践动手能力和创新思维能力具有十分重要的作用。实践教学是影响该课程教学效果的关键环节。明确实践教学目的所在,有利于把握其教学定位,顺利完成教学任务;确立以学生为中心的实践教学,可以充分发挥学生学习的积极性和创造性;重视实践教学与专业应用相结合,有利于学以致用,增强学生的就业竞争力;而实践教学考核形式的多元化,则有利于客观、全面地评估教学效果,同时,也可以增强学生对计算机制图的学习兴趣。
当前,计算机制图技术的发展日新月异,社会各行业对计算机绘图人才的技能需求不断提升,这必然要求高校对计算机绘图课程的教学模式与方法进行不断更新。而实践教学作为培养学生应用技能的重要手段,其教学效果的优劣直接影响到高校输送人才的质量。只有不断强化实践教学环节、优化实践教学模式,才能保证培养出符合社会需要的AutoCAD专业绘图技术人才。
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