CAD教學中增加手繪草圖的重要性

張智廣

(潞安職業技術學院，山西 長治 046204)

CAD教學中增加手繪草圖的重要性

張智廣

(潞安職業技術學院，山西 長治 046204)

論文著重研究了在高校的CAD教學中，從教師布置臨摹圖形到學生繪制教師布置圖形，學生缺失手繪草圖這一過程對教學和學習CAD圖形的繪制的影響；并詳細介紹了在CAD的教學中，從草圖到成品圖形盡可能穿插使用手工繪制草圖這一環節的具體操作過程，并且分析了它的重要性。筆者把這部分經驗整理出來作為研究高校CAD教學的參考和借鑒。

CAD教學；臨摹；手工繪制

CAD作為一門計算機輔助繪圖工具，因其性能優越、功能強大、便于掌握和使用等特點，越來越受到工程設計人員的青睞，在機械、航空、電子、汽車、船舶、建筑、輕工業、礦業等工程領域已經成為首屈一指的輔助設計軟件；它對于充分發揮廣大工程技術人員的創造力，提高工作效率起到了其他設計手段所無可比擬的作用。計算機繪圖已經成為工程技術人員必須掌握的技能，也是高等學校工程技術專業學生的必修課程。

正因為它的功能強大、用途廣泛，也促使很多高等院校，特別是理工類的高等學校開設了CAD課程，并且出現了許多教師對CAD教學問題和方法的研究，使CAD的教學經驗非常豐富。在論文中，筆者以多年的教學經驗和社會調查為基礎，深入介紹了在CAD教學中，從教師給出學生臨摹圖開始到學生繪制出合格的圖形的過程中需要加入一個不可忽視的環節——手繪。

一、CAD在繪圖領域的定位

CAD是Computer Aided Design的縮寫，譯為計算機輔助設計。設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機來完成；由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。CAD能大大減輕設計人員的勞動，縮短設計周期和提高設計質量。

在計算機輔助設計中，特別需要提出的一個詞語是“輔助”。也就是說，CAD在繪圖的過程中起的功效是輔助，而不是直接的設計。具體輔助什么呢？直接地說，就是把手工繪制的圖形，或者沒有形成正規的國際、國家要求的圖形樣式的圖形，通過CAD軟件的繪制，使之成為合格的電子版圖形乃至打印出合格的圖紙，以適合不同工程領域的使用。所以，在教學或者學習CAD的時候，一定要時刻注意這樣的問題，特別是練習的時候，要有意識地拿一些能表達清楚意思，但是又不怎么正規的草圖來用計算機繪制，從而練習從不正規到正規的過程。

二、絕大部分高校現階段的教學方式及缺失環節問題所在

從2006年到2011年間，通過筆者對將近20所高校的調查研究發現，基本上所有的學校在教學或者學習CAD的過程中，在學生從接受教師布置的臨摹圖形開始到計算機上表達出教師布置的圖形來為止，基本每個學校的教學環節都是進行一個同樣的過程，那就是學生直接把教師給的電子版的標準圖形，通過一定的分析在計算機上繪制出來。這樣的教學過程是比較普遍的，但是，筆者認為是不成熟的，通過這樣的教學手段，學生是可以學會CAD軟件繪圖的技術，但是不能夠很好地培養學生解決處理實際問題的能力。既然CAD的功效是把不成熟的圖形特別是紙質圖形通過繪圖人員或者工程師自己繪制成符合標準的成熟的電子圖形，那么，為什么在學生學習的過程中不能給學生提供一個從草圖變成成熟圖形的機會呢？我們在實際的教學過程中進行的環節是教師把合格的電子版圖形呈現給學生，學生直接在計算機上臨摹出了標準的電子版圖形。這樣就缺少了從草圖到標準電子版圖形的練習過程，無論從教學的效率，還是從培養學生解決實際問題的能力方面都有欠缺，從而不能讓CAD的教學、學習效果達到最優化。

三、增添的教學環節及優勢

既然傳統的教學方式存在教學環節中缺少從草圖到標準電子版圖形的練習的環節，那么，如何才能在教學的過程中合理地加入這樣的環節呢？下面，根據筆者的教學經驗，詳細地敘述這樣的教學過程。

首先，教師給學生目標圖形的時候，要求學生必須用手在紙上快速地繪制一次草圖，盡可能地不借助任何輔助工具，也不要求學生在繪制草圖的過程中能繪制如何得規格、如何得好看，只要學生按照老師給出的目標圖形，在紙上能表達出圖形的理解的全部信息就可以了。但是，在用手進行臨摹的過程中必須注意一點：學生必須清楚地理解他繪制的圖形的意思。比如，我們想讓學生通過繪制齒輪主視圖來訓練學生對陣列的掌握，那么，學生用手在紙上繪制草圖的時候不需要把齒輪的齒全部繪制出來，只要繪制其中的兩到三個，標明其中的關系（比如每個齒的齒線和齒線的夾角，每個齒所對應的圓心角等），并且在旁邊用漢字標清楚共有多少組齒就可以了。這些繪圖的小技巧，只有在學生平時的練習當中才能自己總結出來。

其次，學生在上機進行繪圖的時候，根據自己在紙上繪制的草圖，在計算機上表達出正規的、合格的CAD圖形。剛開始練習的時候，很多學生總是不能順利地掌握這個方法，不能順利地看著自己繪制的圖形在計算機上表達出合格的CAD圖，對于這個環節的掌握不是很滿意。其實這沒有什么，這就需要及時地提醒和點撥學生，讓學生認識到，究竟是自己在分析老師給的圖形的時候出了問題或偏差，還是在分析的時候沒什么問題，而在往紙上表達圖形的時候出了問題，抑或是以上兩條都沒問題，而是在用CAD繪圖的時候出了問題呢。

再次，為了增強學生解決現實問題的能力，在教學過程中布置圖形的時候，要適時地要求學生觀察實物并且繪制實物草圖，然后在CAD上機的時候，讓學生在計算機上表達出來。這樣，既可以訓練學生觀察的能力，也培養了學生解決實際問題的能力。比如，在學習偏移命令的時候，我們可以給學生布置，讓學生觀察計算機鍵盤，繪制出鍵盤的主視圖，并且要求學生在觀察和動手在紙上繪制草圖的時候，不能使用直尺等輔助繪圖工具測量以及繪制圖形。這就要求學生必須大體地目測知道鍵盤的長度尺寸以及每個鍵的大小尺寸，如果在繪制的過程中有的同學把鍵盤的長度尺寸定為100CM，那顯然是不符合大眾實際情況的。這就要求學生重新觀察，重新繪制草圖。

最后，在手繪草圖的時候需要注意，這里強調的手繪不是使用圓規、直尺等繪圖工具繪制出標準的圖形，而是不采用任何的輔助工具，只有一支筆和一張紙，直接用手快速繪制而成。也許很多人認為，這樣繪制出來的圖形不夠標準，不過不要緊，只要繪制者能看懂自己所繪制的圖形所表達的意思就可以了。因為繪制者會根據自己繪制的圖形，在計算機上的CAD里面繪制出合格的、標準的圖形出來。另外，在學生進行手繪的訓練過程中，要求學生盡可能的快，也就是盡可能地提高手繪的速度；表面上是讓學生盡可能地提高手繪的速度，但是，實際上提高的是學生看圖、識圖的能力。

CAD教學通過增加這樣的一個環節，對提高學生的繪圖能力有非常大的幫助。首先，想要繪圖，第一步就是要識圖，用手直接繪制草圖的過程其實就是一個很好的識圖、記圖的過程，特別對于一些復雜的圖形，通過這樣的過程，可以幫助學生加快、加深認識圖形中的難點和突破點，對后續的繪圖起到事半功倍的效果。不要看學生在用紙繪制草圖的時候是浪費了一定的時間，筆者通過實際的觀察和測量，發現手繪的過程其實加快了學生對圖形理解的速度，總體上反而是提高了繪圖速度。再者，學生學習CAD的根本目標并不是臨摹現成的、合格的東西，雖然學生在學習的時候確實是一直都在用臨摹的方法學習繪制CAD圖形，但是在學習完成CAD以后，現實生活的實際情況是把沒有變成CAD標準圖形的草圖按要求變成合格的CAD標準圖形，在很多時候，繪圖人員或工程師先看到的都是用手直接繪制出來的草圖（這里指的草圖是不用任何輔助工具繪制的圖形）。如果我們的教學環節增加要求學生在老師給了臨摹圖以后，再自己用手繪制成草圖，然后到計算機機房按學生自己繪制的草圖繪制出合格的圖形來，那么就會使學生達到提早接觸現實生活的工作狀態要求，提升學生解決實際問題的能力。

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1673-0046（2012）6-0051-02