结合专业应用的AutoCAD课程教学研究

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摘要：本文对AutoCAD课程教学的整个过程进行了分析设计。通过结合工业工程专业知识应用情景设计案例，在案例教学法、建构主义教学法的基础上将各知识点、操作技能融入其中，提高学生对新知识的同化能力。在教学过程中，注重知识点的全面讲解以及情景案例对知识点的串连作用，以提高学生对知识点的记忆和综合应用能力，同时通过分组教学有效地提高了教学效率。

关键词：计算机辅助设计；案例法教学；AutoCAD；工业工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0156-02

一、引言

计算机辅助设计技术越来越深入地影响到每个社会生产制造领域，在建筑业、制造业、煤矿生产企业等各领域中发挥着越来越重要的作用。其中由AutoDesk公司开发的AutoCAD软件由于其强大的绘图功能以及应用的广泛性，而在各高校得到了普遍的推广学习。我校在矿业学院、安全学院、机电学院等的相关专业均开设autocad软件的教学课程，在提高学生的实践动手能力，计算机应用水平，更好地将个人技能与社会需求相结合等方面发挥了重要的作用。我院的工业工程专业在学生培养上注重提高学生的创新能力和实践能力，注重理论与实践相结合的综合能力培养。由于各类生产企业对人员的计算机辅助设计能力要求日益普遍，AutoCAD已经成为个人工作中必需的基础技能，因此，从专业培养的角度而言，加强对AutoCAD教学方法的研究，提高学生在计算机辅助设计方面的综合能力也就变得愈加重要。

二、研究现状

AutoCAD软件绘图功能强大，特别是在二维图形精确绘制方面，绘图优雅，操作灵活多变，掌握合适的绘图技巧后，可以极大地提高工作效率，从而为各领域的工作人员所青睐。与此相对，该软件也存在命令繁多、知识点零碎、使用不同绘图思路对绘图效率影响大等困难。特别是对新接触计算机绘图的学生，形成使用计算机辅助设计的思维也存在不同程度的困难。

在计算机辅助设计的教学中经常会出现上课时讲授效果很好，但由于知识点零散，学生又无法实时地进行操作练习，所以，会导致两种情况：一是，仅在思维理解上明白如何绘制以及能实现何种绘制效果，但在上机实际操作时很生疏，无法成功的绘制图形；二是，学生对各零散的绘图知识点可以熟练掌握，但无法将这些知识点进行融会贯通，即缺乏从宏观上分析图形，再综合使用各知识点的能力锻炼。

目前，许多教学人员对计算机辅助设计的课程教学进行了各个方面的探讨和尝试。鲁泳等[1]针对计算机辅助设计课程教学过程中实时互动不足、难以实施针对性的个性化教学等困难，提出了利用网络教学辅助传统教学方式的有益尝试。张鹏等[2]结合计算机辅助设计教学的实际特点，探讨了计算机辅助设计课程教学中的建构主义教学模式。建构主义教学模式中注重问题情景的创建，强调学生的自主学习和协作，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。

也有很多教学人员将案例教学方法引入计算机辅助设计的课程教学中。案例教学法中，通过提供经典案例，使学员处于决策者般的情景中，进行审视、分析并拟定个案的处理方针，该方法在管理类课程的教学中被广泛使用。当然，该方法的实际应用也存在许多困难，一方面因为一幅图的绘制并不一定是按教学顺序可以完成，另外就是图形的整体性较强时，可能使得图形的内部耦合度较高，如果前期绘制存在问题，可能直接导致后面的绘图无法进行。本文认为，可以针对部分章节构造案例，以提高案例设计的灵活性。

计算机辅助教学需要求将课堂教学和上机操作相结合，以培养学生的实际操作能力，杨青[3]将PBL（Problem Based Learning）教学法引入计算机辅助设计的教学，强调以学生为中心，以问题为基础，在教师的启发指导下，以自学和小组讨论的形式进行授课。结合这一思路，在上机教学时，我们采用分组教学的方式对学生在上机过程中存在的问题进行处理，有效地提高了上机效率。

三、结合专业应用的AutoCAD课程教学的实施

根据前面的讨论，可以看到在计算机辅助教学过程中存在多方面的困难，首先是软件本身操作上复杂灵活，再者不同的教学方法的选择会对教学效果产生很大影响，最后在教学目标上需要让学生把理论和实践结合起来，将其作为一项技能来掌握而不仅仅是知识点的记忆，这样就对教和学提出更高的要求。将计算机辅助设计作为一项技能来掌握不仅仅需要学会使用计算机进行辅助绘图，而且需要将计算机辅助设计与专业技术知识结合起来掌握。显然软件技术不是孤立存在的，而是需要依赖于某一专业领域知识，才能发挥其作用。因此，在计算机辅助设计技术课程教学中，我们不但通过设计情景案例将知识点贯穿起来，而且在案例选取时要注重与专业知识的结合。根据以上思路，在计算机辅助设计技术的课程教学中，从教学案例选择，再到课堂讲授，最后到上机练习，具体实施起来，包括如下方面：

1.体现整体性，将各知识点贯穿于AutoCAD教学案例中。由于AutoCAD软件命令繁多，并且使用灵活，同一绘图效果常常有多种操作可以实现。这样在教学中经常会陷入各个零碎知识点以及绘图技巧的介绍。学生在学习时很可能会出现只见树木，不见森林的情况，并且操作命令众多，命令间无相关性，使得记忆困难，到上机操作时无从下手。鉴于此，我们根据各章节内容的知识点设计能够包含大多数知识点的案例，形成一条线，将各知识点贯穿起来，有利于学生对知识点的统一把握。

2.与所学专业知识结合起来设置AutoCAD教学案例。在教学案例的设计上，应该从学生所学的专业知识出发进行设计。在皮亚杰的“认识结构说”基础上发展起来的建构主义学习理论认为，学习的过程是知识建构的过程，学生通过主动建构知识的意义来完成认知结构的变化。对于工业程专业的计算机辅助设计教学而言，将学生置于其熟悉的工业工程相关的应用情景下，会更有利于其在已有认识结构上同化新的知识。

3.知识点讲解与案例的综合练习相结合。将案例准备完成后，接下来需要在课堂教学中进行讲授。显然，案例不能完全代替知识点的讲解，因为，一个图形通常无法完全覆盖所有的知识点，所以在课堂教学时，应该在详细讲解各知识点的情况下，用案例串联起来各知识点，以利于学生对知识点的整体记忆和应用。

4.实行分组教学。由于不同的学生对于绘图的理解能力、操作能力不同，各人的学习进度也存在较大差别。所以，在上机时经常出现同一个知识点需要反复讲解演示的问题。为了提高上机效率，可以根据上机的场地将学生分为不同组，当存在操作问题时，先在组内解决，如果组内无法解决再教师统一对该组进行讲解。

四、实施举例

以讲授光栅图像部分为例，该部分的邻近章节内容包括多线命令、多段线命令以及样条曲线命令的使用。因此在案例选择时，尽量包括这些主要的知识点。同时，将该案例与工业工程专业知识相结合以让学生在熟悉的情景中记忆和绘制图形。以设施规划与设计部分讲述欧式距离和折线距离的图形[4]并进行适当修改为案例。

在课堂讲授时，从光栅图像的使用、多线建立及编辑、结合线型使用多段线、样条曲线的使用、文字的添加等各个知识点进行讲解，最后使用跟踪描绘法完成图形的绘制。在讲解具体的知识点时，不仅仅针对案例进行讲解，而是覆盖该知识点所有绘图技巧及相关命令。各部分所涉及知识点为，多线部分：多线命令的调用、编辑多线样式以及多线编辑工具的使用；多段线部分：多段线命令调用、多段线绘制、多段线编辑以及线形设置；样条曲线：命令调用、切向确定以及样条曲线编辑；文字：单行文字及多行文字的调用、文字样式设置以及文字编辑；光栅图像：插入光栅图像、光栅图像的调平以及编辑光栅图像。

在上机操作时，学生以绘制该案例为主线，当涉及某个知识点的使用时，再完成该知识点其他绘图技巧的复习。显然，上机时学生操作只涉及部分知识点。如多段线编辑在AutoCAD2010中提供12种编辑方式，而在案例中主要使用十字闭合以及T形闭合。另外在文字使用方面，也只涉及文字高度设置、旋转操作以及字体设置等。但通过案例的整合，可以使得学生对知识点的零散记忆整合在一起，在以后的相关知识点的使用时，举一反三即可。并且这种记忆结合了工业工程的专业知识，会和以后的专业课程学习形成互补作用。

五、结语

计算机辅助设计技术应用的广泛要求我们在CAD教学过程中加强对学生理论联系实践的综合能力的培养，以使学生的能力更加适应社会生产的需要。由于计算机辅助设计软件本身在使用上较为灵活，相关的知识点零碎，因此我们结合当前教学工作者尝试使用的案例教学法、建构主义教学法以及PBL教学法等的特点，对案例选择、课堂讲授以及上机操作等整个教学流程进行分析和设计。通过从工业工程的专业环境中寻找设计案例，并使用案例将知识点综合起来，有效地提高了学生对零碎知识点的记忆和综合应用能力。

参考文献：

[1]鲁泳，李光荣，袁新芳.基于网络平台的《计算机辅助设计》课程教学研究[J].中国科技信息，2012，（24）：209+212.

[2]张鹏，张运九，刘旭涛.基于建构主义的计算机辅助设计教学模式探讨[J].农业网络信息，2012，（03）：124-126.

[3]杨青.PBL教学法在高职计算机辅助设计教学中的适用性研究[J].宁夏师范学院学报，2012，（03）：95-97+109.

[4]Wayne C. Turner J H M，Kenneth E.Case，John W. Nazemetz. Introduction to Industrrial and Systems Engineering[M]. third edition ed：Prentice-Hall，Inc.，2001.