ＣＡＤ技術(shù)在建筑工程教學(xué)中的應(yīng)用

[摘要]本文根據(jù)筆者多年的CAD建筑工程制圖教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了傳統(tǒng)的建筑工程制圖教學(xué)法存在的不足。論述了解決這些關(guān)鍵問(wèn)題的方法，為CAD教學(xué)和建筑類專業(yè)的工程技術(shù)人員更好地進(jìn)行工程繪圖提供了有益參考。

[關(guān)鍵詞]建筑工程 CAD教學(xué) 實(shí)踐教學(xué) 分層目標(biāo)教學(xué)法

在新時(shí)期，AutoCAD廣泛應(yīng)用于工程圖樣的繪制當(dāng)中。它是實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用軟件，學(xué)生能否熟練地運(yùn)用它來(lái)繪制各種工程圖樣是評(píng)價(jià)該課程教學(xué)效果的依據(jù)。通過(guò)目前我國(guó)大多數(shù)建筑類企業(yè)都在不同程度上采用了CAD技術(shù)(雖然僅僅是采用了其中的計(jì)算機(jī)輔助繪圖功能)。利用CAD可以繪制建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣、道橋等土木建筑專業(yè)的施工圖，也可以利用CAD完成對(duì)專業(yè)軟件繪制的上述各專業(yè)的施工圖的編輯、修改，而第二個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)基于第一個(gè)功能，也就是要學(xué)會(huì)利用CAD進(jìn)行圖形的編輯、修改，必須首先學(xué)會(huì)熟練使用CAD進(jìn)行工程圖的繪制。

因此，探討CAD技術(shù)在建筑工程教學(xué)中的應(yīng)用是十分有必要的。

1傳統(tǒng)的建筑工程制圖教學(xué)法存在的不足

在傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)中，為便于學(xué)生理解，教師往往使用木模或者掛圖進(jìn)行輔助教學(xué)，以提高教學(xué)的直觀性，以期取得較好的教學(xué)效果。這種傳統(tǒng)的方法雖然有它的優(yōu)點(diǎn)，即直觀，也就是說(shuō)教師可以運(yùn)用木模和投影理論，畫(huà)出其投影圖形。然而，其不足也是顯而易見(jiàn)的，那就是缺乏變化，木模只是從空間物體的形態(tài)到平面圖，可以解決由物畫(huà)圖，反過(guò)來(lái)呢，可能就沒(méi)有合適的木模了。同時(shí)，雖然一些院校嘗試用了AutoCAD技術(shù)教學(xué)，其一般都采用多媒體教室授課和演示的方式，這種方法極大地豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，加大了傳遞信息的容量，可以使講解的內(nèi)容更加直觀形象，更易于學(xué)生理解。但這種方式仍有以下缺點(diǎn)：(1)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程仍然以老師為中心，自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的積極性仍然沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)起來(lái)；(2)授課過(guò)程中教師整堂課放課件，信息量大、速度快，學(xué)生在2個(gè)小時(shí)內(nèi)連續(xù)看畫(huà)面、文字，無(wú)法把整個(gè)知識(shí)連貫起來(lái)，而且不能做到邊聽(tīng)課邊做筆記，重點(diǎn)難點(diǎn)容易遺忘，且易造成學(xué)生疲勞。如果教材選用不當(dāng)，將直接影響教學(xué)效果而學(xué)生在面對(duì)厚厚的教材，短學(xué)時(shí)內(nèi)學(xué)習(xí)方方面面的內(nèi)容，更容易產(chǎn)生無(wú)從下手的情況，甚至對(duì)學(xué)習(xí)軟件產(chǎn)生厭倦的情緒。

2 加強(qiáng)CAD技術(shù)在建筑工程教學(xué)應(yīng)用的措施

CAD技術(shù)的應(yīng)用性很強(qiáng)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)水平和建筑科技水平的提高起著重要作用，對(duì)未來(lái)綠色建筑創(chuàng)作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了能夠真正實(shí)現(xiàn)建筑技術(shù)與功能、藝術(shù)完美結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生真正把所學(xué)的建筑物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，我們建議應(yīng)該在以下幾個(gè)方面搞好措施。

2.1 增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

CAD工程制圖是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)踐教學(xué)不僅能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，提高學(xué)生的讀圖和繪圖能力，而且能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高學(xué)生的工程素質(zhì)與綜合素養(yǎng)。教學(xué)中增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，具體的思路是：增加實(shí)地參觀教學(xué)環(huán)節(jié)，保留徒手繪制草圖，適當(dāng)增加與加強(qiáng)計(jì)算機(jī)繪圖。實(shí)地參觀可以讓學(xué)生了解現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)狀況，體驗(yàn)本課程在實(shí)際工作應(yīng)用中的作用與地位，讓學(xué)生更早地接觸社會(huì)，擴(kuò)大學(xué)生的視野，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。徒手繪制草圖是理工科學(xué)生的一項(xiàng)基本功，是計(jì)算機(jī)輔助繪圖與尺規(guī)無(wú)法取代的，手繪圖不受時(shí)間、地點(diǎn)和條件的限制，通過(guò)它可以隨心所欲地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，方便溝通和討論。計(jì)算機(jī)輔助繪圖是相對(duì)設(shè)計(jì)必備的知識(shí)，在以二維工程圖為主的基礎(chǔ)上，增加基本的三維草圖、特征造型與參數(shù)化的部分內(nèi)容，讓學(xué)生接觸3D設(shè)計(jì)，增加對(duì)零件與裝配體的感性認(rèn)識(shí)與概念，增強(qiáng)空間想象能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

2.2 設(shè)計(jì)課堂師生互動(dòng)環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師把學(xué)生當(dāng)作接受知識(shí)的容器，采用直接灌輸?shù)哪Ｊ剑瑢W(xué)生處于被動(dòng)接受狀態(tài)。要改變這種狀態(tài)，教師要將課堂建構(gòu)成學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的情境。設(shè)計(jì)課堂師生互動(dòng)環(huán)節(jié)是最有效的方法。比如，在CAD的組合體教學(xué)中，不管是畫(huà)圖，還是看圖或者標(biāo)注尺寸，都離不開(kāi)形體分析或線面分析，以前的方法中，由于圖形相對(duì)復(fù)雜，學(xué)生往往對(duì)投影圖中的投影關(guān)系不清楚，即一條線或一個(gè)線框在另一個(gè)視圖中是什么不知，對(duì)空間能力稍差的學(xué)生更是如此，因而要讓他分析出組合體的形狀，就感到非常困難。運(yùn)用AUTOCAD在組合體的分析時(shí)，可以對(duì)某一線或線框在另兩個(gè)視圖中是什么用不同的顏色標(biāo)示出來(lái)，也可以對(duì)組合體的某一部分在三個(gè)視圖中用不同的顏色標(biāo)示出來(lái)，這樣就將問(wèn)題簡(jiǎn)化，從而分析出物體這一部分的形狀。運(yùn)用同樣的手段，分析組合體其它各部，再組合起來(lái)就可以想象出復(fù)雜組合體的形狀。

2.3實(shí)行分層目標(biāo)教學(xué)法

分層目標(biāo)教學(xué)法是在承認(rèn)學(xué)生之間差異的基礎(chǔ)上，達(dá)到因材施教的目的，使每位學(xué)生都能充分發(fā)揮自身潛力，并通過(guò)自身的努力達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。分層目標(biāo)教學(xué)在集體教學(xué)的框架里，以中上水平的學(xué)生為教學(xué)重點(diǎn)，帶動(dòng)差生，提高優(yōu)生，優(yōu)化整體教學(xué)效果。課堂教學(xué)的一個(gè)重要任務(wù)是提高學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。集中授課與分組學(xué)習(xí)，二者有機(jī)結(jié)合，是分層施教的主要操作手段。教學(xué)的起始階段，教師先進(jìn)行集體授課，通過(guò)講解教材中的一些章節(jié)和例題，為學(xué)生提供方法的示范或思路上的啟迪。重視基礎(chǔ)層學(xué)生，關(guān)注提高層學(xué)生，鼓勵(lì)發(fā)展層學(xué)生。由于理論教學(xué)采用分層教學(xué)法還有一定的困難，若采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，部分學(xué)生在理論教學(xué)中不能完全理解教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致他們?cè)谕瓿蓪?shí)驗(yàn)習(xí)題時(shí)發(fā)生困難，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要重視他們，更多地指導(dǎo)他們，使他們能順利完成基礎(chǔ)層的實(shí)驗(yàn)題。

2.4 構(gòu)建CAD三維設(shè)計(jì)平臺(tái)

在教學(xué)中，除了傳統(tǒng)的二維計(jì)算機(jī)輔助繪圖外，應(yīng)該構(gòu)建三維CAD教學(xué)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。三維CAD設(shè)計(jì)軟件具有形象、直觀、精確、快速方便、易于掌握、便于修改的特點(diǎn)，非常適合于老師作為教學(xué)手段，構(gòu)建以“體”為中心的教學(xué)方法，教學(xué)中直接創(chuàng)建物體的三維數(shù)字化模型。在介紹投影原理時(shí)，直接由三維立體的立體形狀，動(dòng)態(tài)地生成二維圖形，學(xué)生能更深刻地理解三維立體與二維圖形的對(duì)應(yīng)關(guān)系。立體相貫、截?cái)嗟葍?nèi)容被認(rèn)為是學(xué)生較難掌握與理解的部分，可以利用三維CAD直接創(chuàng)建立體模型，動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)不同現(xiàn)狀與不同位置間的相貫線或截?cái)嗑€的形態(tài)以及其在二維圖中的形狀。這種利用CAD教學(xué)不僅調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與興趣，而且可以大大提高教學(xué)效率與效果。

總之，AutoCAD是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技能課，只要教師潛心研究教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生專心投入，就一定可以取得很好的教學(xué)效果，讓學(xué)生在建筑教育領(lǐng)域得到更好的發(fā)展。

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（作者單位：上海建筑工程學(xué)校）