数字化时代的工程制图学习

刘源

摘要：本文依据工程制图课及AutoCAD实习中观察和体会到的教学实情，以及目前社会上工程制图的现状、相关发展变化和未来展望，讨论了在数字化时代工程制图课的学习存在什么问题，可能的发展方向以及多媒体结合传统教学与AutoCAD演示的相关内容。

关键词：多媒体；AutoCAD；工程制图；交互式学习；Adobe Captivate

1.传统手绘与数字绘图

从古代人类有了生产的概念开始，图形便是人类社会生活与生产活动中信息传递的重要媒介。工业革命之后，工程图样成为了近、现代工业生产之中不可或缺的基石资料，工程规划和工件设计人员以工程图样的方式将自己的想法与要求传递给制造者，制造者以此为依据进行生产工作。工程图样还在技术交流，产品组装、检查、维修等环节。这样看来，工程图样无疑是一门工程界独特的技术语言，工程制图更是工科类从业人员必须熟悉掌握的基本技能。进入21世纪，随着计算机技术，特别是计算机仿真技术的不断发展，CAD、Pro/E等工程图样绘制软件的出现与进步，工程制图也进入了更加便利的数字化时代。但同时，数字化也对工程制图产生了一定的冲击。

传统的工程制图要求制图者有较高的工图素养和绘图技能，熟悉并且严守国家标准《技术制图》、《机械制图》中有关制图的格式、比例、字体、图线、尺寸标注等成套规定。另外，在传统的纸笔绘图中，无论是标准规定的线宽还是虚线的间断程度都难以精确绘制加以表示，这些都不同程度地给绘图者造成了一定的困难。相对应的，识图者也会因此遇到一些识图障碍，由于传统手绘受到绘图工具的影响造成的误差不容易缩小，可以说这些障碍在传统手绘中是无法避免的。另一方面，传统手绘支撑着人类工业发展近百年，已经形成了如徒手草图、假象绘图等具有工业学科文化与工业精神的绘图方法。

数字化时代的工程制图是运用AutoCAD、Inventor、Pro/E等软件，在计算机环境下进行作图。与传统制图相比，因其具有的自动精确规范图线，自动尺寸标注，自动三维造型等功能，使其对制图者的综合技能要求与素养要求大幅下降，也使制图时间大幅度缩减。对于识图者而言，数字化建立的工件模型图例更容易辨识，降低了对其三维立体感官的要求，强化了图形传递信息的能力。但在享受数字化制图的便利的同时，制图人员的相关素养大幅下降，学科知识要求也不断降低，以至于一些制图人员在没有软件帮助的情况下一问三不知，识图人员在实际生产实践中遇到问题无法及时作出手动调整。另外，近百年来形成的工图文化也因为数字化的影响受到冲击，如徒手草图等技能逐渐被人遗忘。

2.工程制图学习与CAD实习

工程制图的科目特性决定了在此科目的教学过程中必定大规模使用图示，随着多媒体教学设备的普及，多媒体课件（PPT，CAI等）在工程制图的学习过程中广泛应用缩短了课程所需时长，也使得原本抽象的理论知识更容易理解，在工程制图的理论教学环节的多重实践表明多媒体教学已是现代工程制图课堂教学的必然途径。但尽管采用了多媒体教学方式，在整个工程制图的学习中，理论学习，传统手绘图练习，CAD实习又没有很好地联系在一起。在理论课堂上，由于学时少，知识点多且名词抽象，往往采用多媒体课件演示的形式为主，少量黑板绘图辅助的教学方式。但是近年来，传统的手工制图逐渐被AutoCAD等软件制图所取代。因此，不少院校在工程制图课外再开设了AutoCAD实习课程，并在实习过程中多次强调AutoCAD操作技术的重要性。然而，多数学校出于各种原因，在过分强调AutoCAD实习的时候，却仍然采用笔试理论考试与绘图考试的形式考察学生的学习情况。这就导致了理论课上并没有使用AutoCAD软件进行演示与讲解，AutoCAD实习中又缺乏相关理论的讲述。这样的矛盾导致了学生既没有按照学校强调的去学习AutoCAD技术，又因为学校的强调而对理论课程中提到的标准规定等知识点不重视进而熟悉掌握程度较差，客观上给老师的教学和学生对课程的学习都造成了一些不利影响。

为解决这个问题，提升数字化情况下的学生工程制图学习水平与AutoCAD实习水平，充分发掘并利用多媒体手段，将AutoCAD演示与传统理论教学相结合可以作为一种有效方式。

（1）可行性：多媒体应用并不仅仅局限于一个PPT课件这么简单，多媒体技术在传播上就是利用电脑把文字、图形、影像、动画、声音及视频等媒体信息都数位化，并将其整合在一定的交互式界面上，使电脑具有交互展示不同媒体形态的能力。它极大的改变了现代社会人们获取信息的传统方法，高度符合学生在信息时代的阅读方式。也就是说，将包括理论知识文本，三维模型参照，AutoCAD演示，课堂联系反馈等各种课堂要素整合是完全现实的。而对于工程制图课而言，传统课堂上的理论文本-简单图例-简易练习的方式很难做到多角度多例子的演示，很难让学生从抽象的二维图形去对照理解如相贯线的变化趋势，组合零件的切割疊加及装配过程等抽象过程，难以提高学生的三维空间想象能力。而利用多媒体技术，将AutoCAD演示，Inventor三维造型等与传统的理论结合，可以营造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境，为教师表达阐述生硬的理论文本与复杂图示提供了形象而又较低物质和时间要求的表达方式。而多媒体教学也可以使当代学生以一种更为平常的容易理解的方式学习相关知识。当代学生均拥有智能手机，个人电脑等数字媒体设备且热衷于利用这些设备进行学习和娱乐。这为多媒体学习提供了碎片化的额外途径，学生可利用制作好的学习资料（课件等）随时随地进行学习。另外，学校已经开始实验利用多媒体技术，即讲理论即时演示，利用学生端及时反馈的形式，并证明了该方式可以缩短课程学习所需的时间。从这看，该方式具有很广的研究空间和很高的可行性。

（2）基本要求：

（2.1）以学生为中心“教”与“学”良好结合：所有教学的核心对象都是学生自身，最终都要面对学生。因此，对利用多媒体技术结合AutoCAD演示与传统教学的研究应从学生群体出发，充分了解学生学习现状和意见，激发学生的积极性，让学生也参与到研究过程之中。教学是“教”和“学”的双向过程，如果不能同时发挥老师的“教”和学生的“学”，就不能良好完成教学目标。在传统的教学中，教师干讲-简易板书-填鸭练习的方式使“学”跟不上“教”，仿佛老师在前面撒知识点，学生跑在后面追着捡；一味利用PPT演示的教学又使老师成为讲台上的“演员”，学生成为讲台下的干看的“观众”，使得“学”被“教”绑着跑。因此需要巧妙的寻找一个“教”与“学”的平衡点，将二者良好融合，教学相长，更具学生的反馈和教学实情及时做出调整，并体现出老师与学生的交互过程。

（2.2）体现学科教学辅助作用：利用多媒体技术结合AutoCAD演示与传统教学的方式应能够体现学科文化精神以及学习乐趣，从而提升学生对学科的了解，培养学生学习兴趣，以达到规范学生学习习惯，提升综合素质的大目标。

（2.3）程度适当：针对不同专业的不同需求，很多学校已经将工程制图教学分为了不同要求的：工程图学、工程制图、工程识图等不同层次。在利用多媒体技术结合AutoCAD演示与传统教学的研究与实践中应更具不同专业不同需求，按照教学大纲要求进行教学程度约束。

（2.4）简洁明了，操作性强：本着方法实用性原则，利用多媒体技术结合AutoCAD演示与传统教学研究应当总结出一套可以被大多数老师与学生所接受的方法。该方法应简单易行，以减轻教师的压力，降低学生接受难度，减少教学所需时长。出于教学严谨全面，需要该方法具有较强操作性，能适应不同要求，在工程制图课上具有多重多角度举例演示且在讲师出现演示失误时能够及时纠正的能力。

结束语：

相信在科学技术日益发展的今天，会有越来越多更好的教学软件出现，同时，要求我们对其教学模式、教学方法、教学效果反复的探究，寻求更好、更丰富的教学方法和教学模式。