AutoCAD與《工程制圖》的融合式教學探析

徐 靜，董雁

(紹興文理學院元培學院，浙江 紹興312000）

《工程制圖》是工科類學生必修的一門專業基礎課。課程主要任務是培養學生具有一定的空間想象和思維能力，熟練掌握繪圖、讀圖的基本技能，為后續的專業課、課程設計和畢業設計打下堅實的基礎。隨著計算機技術的普及應用，計算機繪圖已經成為《工程制圖》不可分割的重要組成部分，并已寫入課程教學基本要求中。

但《工程制圖》課程一直沿用分段式的教學模式，即在傳統《工程制圖》教學內容結束后，集中講授計算機繪圖內容。這種模式不僅將傳統工程制圖與計算機繪圖兩者內在的聯系人為分離，而且不能使計算機繪圖內容滲透到《工程制圖》每節課的講授中，更不能充分發揮計算機繪圖的輔助教學功能。

為此，通過數年來的教學實踐，我們在教學大綱、教學內容、教學方法、教學手段等方面，進行了一些有益的探索和實踐，總結出一種基于AutoCAD繪圖技術的《工程制圖》課程融合式教學新模式，并取得了一定的成效。

1 融合式教學模式的基本思路

所謂融合式，就是將計算機繪圖內容，與傳統工程制圖內容有機融合的教學模式。相對于傳統的分段式教學模式，融合式教學模式仍以空間形體的平面表示方法、工程圖樣的生成原理以及形象思維的能力培養，為《工程制圖》課程的核心內容，并以計算機繪圖能力的培訓，為教學的有力手段和工具。通過對傳統工程制圖與計算機繪圖內在聯系和共性問題的提煉，將兩者的教學內容有機地融合在一起。同時，合理和科學地安排授課內容和教學次序，使教學過程更加條理清晰，重點突出，減少重復，既有利于提高課堂教學效率，又有利于充分發揮計算機繪圖的輔助教學功能。

2 教學內容的有機整合

《工程制圖》作為研究繪制、閱讀工程圖樣的原理和方法的一門專業基礎課，其主要任務是掌握閱讀和繪制工程圖樣的基本知識、基本方法和技能，培養學生的空間思維能力。AutoCAD是國內外使用最廣泛的計算機繪圖軟件，主要研究用指令來繪制、編輯平面圖形和三維圖形的方法與技巧。為了使兩者相輔相成，我們重新修訂了教學大綱，對其中的教學內容進行了反復的研究和梳理，建立了較為科學的課程教學體系。

融合式教學模式的實施，既要保證《工程制圖》傳統教學內容的完整性，又要在有限的課時內使學生掌握AutoCAD的基本操作指令。為此，我們打破常規，對《工程制圖》與AutoCAD應用技術兩者的教學內容，進行了全面的、徹底的融合。

如《工程制圖》中有關制圖基本知識和技能，其主要內容是制圖基本規定（包括圖幅、圖線、比例、字體等國家標準）、繪圖工具及其使用、幾何作圖、平面圖形繪制等。融合式教學模式下，其教學內容整合為制圖國家標準、AutoCAD用戶界面及基本操作。要求教師結合AutoCAD主界面，一邊演示，一邊講解國家標準中的圖幅大小、圖線種類、線型粗細及字體選用等，并利用圖層環境的設置加以區分。同時，通過AutoCAD的幾個基本繪圖和編輯命令的講解，安排相應的平面幾何圖形題目給學生上機練習，使學生在熟悉AutoCAD軟件的過程中，掌握制圖基本知識，克服了以往繁瑣死板、枯燥乏味的現象，培養了學生的學習興趣。

又如《工程制圖》中的軸測圖這一部分的講解，傳統教學內容著眼于用線框模型來表達形體，作圖過程麻煩，教師講解和學生完成作業都比較費時。現將AutoCAD的三維實體造型及編輯功能與軸測投影整合，并且把教學內容提前到組合體之前。在了解軸測投影的基本概念后，著重講解AutoCAD軟件中軸測投影及三維視圖、視口及著色等表達方法，使學生能熟練地運用繪圖軟件的三維功能，如實體的拉伸、旋轉、剖切及實體間的并、交、差等命令，構造具有實際應用意義的實體模型。

通過典型組合體的實體造型，學生只用原來1/4的時間，就完成了軸測圖作業，并為后續基本體的截交線、相貫線以及組合體的學習打下了基礎。

3 教學次序的合理安排

目前，隨著工科類專業培養模式的改革與創新，各專業教學計劃中增加不少反映專業特色方向的限選課，傳統課程的學時則相應進行了壓縮，使得大部分課程均存在著課時少、內容多這一矛盾。在非機類《工程制圖》的教學中，顯得尤為突出。因為需要講授的制圖基本理論和知識不能減少，還增加了計算機繪圖的內容。因此，我們在整合傳統工程制圖與計算機繪圖課程體系的基礎上，對原分段式教學模式中計算機繪圖教學內容單列后置的教學方式，進行了大膽的改革。

將AutoCAD的基本內容分為AutoCAD用戶界面熟悉、圖層等繪圖環境設置、平面圖形的繪制與編輯、三維實體造型及編輯、尺寸標注、圖形填充、文字注釋、零件圖與裝配圖等8個相對獨立的單元，分別穿插在工程制圖的相關章節中。如在《工程制圖》中講解“組合體的尺寸注法”時，融入AutoCAD的尺寸標注內容；在講解“圖樣畫法”時，融入AutoCAD的圖形填充內容；在講解零件圖與裝配圖時，融入Auto-CAD的文字注釋內容等。

通過教師對大量教學作圖的AutoCAD繪圖演示，使計算機繪圖教學內容自然地貫穿于整個《工程制圖》的教學過程中。這樣可以在保證傳統工程制圖教學內容及教學品質不受影響的前提下，學生的計算機繪圖實際應用能力得到大幅提升。

為了使兩者相得益彰，在穿插的過程中，要把握好時機和尺度。如對于平面圖形的繪制與編輯，不能將AutoCAD的所有命令集中在一起講授，因為學生初次接觸計算機繪圖技術，一下子不能接受和消化太多的內容，只能循序漸進。

從講授第一章起，我們就開始結合一些最基本的繪圖和編輯命令，如坐標點的輸入（直角或極坐標，絕對或相對）、畫直線和圓弧、相切連接、偏移等命令，并結合教學圖例，逐步進行演示和講解，使極大部分學生能在最短的時間內適應計算機繪圖的過程。

到組合體這一章，大部分學生已基本掌握了AutoCAD常用的繪圖和編輯命令，能夠比較熟練地繪制常見組合體的三視圖。為后續章節內容的學習奠定了良好的二維繪圖技術基礎。同時，《工程制圖》是一門實踐性要求很強的課程，針對存在的學生實踐環節時間少、缺乏動手能力鍛煉的弊病，我們充分利用AutoCAD繪圖技術的先進性，將學生完成課后作業的環節融入到上機實踐中。要求學生課后事先對各單元的習題進行分析、思考和討論，上機時將習題按學號進行分配，要求學生用AutoCAD當堂完成1～2個習題。這樣做的好處，既能讓學生熟悉并掌握《工程制圖》的各個知識點，又能充分利用上機時間、保證教師的輔導效率，還能減輕學生的學習負擔、發揮學生自主合作學習的積極性。

4 輔助功能的充分發揮

《工程制圖》課程在工程設計各專業的學習和應用中，起著基礎性的作用，其學習效果的好壞，直接影響著后續課程的學習品質以及學生工程應用能力的培養效果。但由于傳統的工程制圖教學方法和訓練模式，是利用正投影法，將點、線、面從空間形體中抽象出來，根據這些幾何元素相對于設定投影面的位置關系，直接將它們投射到投影面形成二維工程圖，這需要學生除了掌握正投影原理外，還必須具備一定的空間想象能力。在教學過程中我們發現，如果沒有軸測圖示意，學生往往就很難從空間形體的兩個視圖，想象出其立體形狀，而完成其第三個視圖，而對于略為復雜的實物模型，又無法迅速表示為二維工程圖。這說明傳統的《工程制圖》教學模式給初學者增加了學習難度，也給教師帶來了授課難度。

為了培養學生的空間思維能力，降低教與學的難度、提高教學品質和教學效果，圖學界的學者已普遍認同將AutoCAD繪圖技術與傳統《工程制圖》結合起來進行教學。而融合式教學模式可以在最大程度上發揮計算機繪圖技術對《工程制圖》教學的輔助作用。

首先，工程圖樣的繪制是一項嚴肅認真的實踐過程，而計算機繪圖技術的精確性、便捷性等，可以從技術上保證這一過程的順利實現，使學生從繁重的手工繪圖中解放出來。通過教師的講解和演示，尤其是通過學生上機完成作業的過程，不斷地掌握計算機繪圖技術與技巧，使學生計算機繪圖實踐應用能力得到大力提升。

其次，融合式教學模式將《工程制圖》與計算機繪圖兩者穿插在一起，通過有機整合教學內容和合理安排教學次序，學生不僅能夠充分理解計算機繪圖對《工程制圖》學習的重要性和幫助作用，而且還可以利用AutoCAD這一有效的手段和工具，加強實踐訓練，開展自主學習。

再次，計算機繪圖技術的輔助教學功能，還集中體現在AutoCAD三維功能對培養學生空間思維能力的幫助上。我們將AutoCAD的三維實體造型及編輯功能，與軸測投影的教學環節相融合，并貫穿于基本體投影、截交線及相貫線求解、以及組合體投影的教學中。借助于AutoCAD的三維技術，使學生對一些難以理解的空間幾何關系一清二楚，形象思維能力逐步提升，教學效果也不斷提高。

如在讀組合體三視圖時，利用形體分析法將組合體進行分解，運用AutoCAD面域命令對每部分封閉線框建立面域，將這些面域拉伸或旋轉形成簡單體，再將各簡單體進行布爾運算，組合成三維實體模型。由于利用面域造型的過程和讀圖的思維過程是一致的，使讀圖的過程不再枯燥，學生的學習興趣也大幅提高。

又如復合相貫線的求解，歷來是學生學習的難點，關鍵問題是需要確定多個立體相交后所形成交線的形狀和位置，這對初學者來說很難想象。但在AutoCAD中，很容易構建出三維實體模型，其相貫線的形狀和位置也自然形成，一目了然。

5 結束語

融合式教學模式，借助于AutoCAD應用技術這一有效的手段和工具，將計算機繪圖與傳統工程制圖兩者固有內在的聯系及共性內容，進行有機地整合，將計算機繪圖單列后置的教學方式改革為穿插融合式，充分利用AutoCAD繪圖技術的先進性、快捷性及三維輔助功能，實現《工程制圖》理想的教學效果。教學實踐證明，這種教學模式便于開展啟發式教學，增加教師與學生的互動效果，課堂氣氛也更活躍，學生的學習主動性、積極性明顯增強。同時，既豐富和保證了工程制圖的教學內容和教學品質，又提升了學生的空間思維能力和計算機繪圖實際應用能力。

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