CAD課程在中職《土木工程識圖》教學中的應用

儲小芳

摘 要：土木工程識圖課程是中專職業學校工科專業開設的一門基礎課程。傳統的手工繪圖不能適應現代工程技術人才的培養要求，將現代信息技術CAD應用到土木工程識圖教學之中，有利于調動學生積極性，發揮學生的空間想象能力，提高人才培養質量。

關鍵詞：土木工程識圖；CAD

1 《土木工程識圖》與《CAD》課程教學現狀分析

1、《土木工程識圖》課程的要求及特點

土木工程識圖是研究工程圖樣的繪制和識讀規律的一門重要技術基礎課，是工科專業學生的必修課。該課程主要要求學生能熟練地掌握投影知識，同時，它還是基礎課與專業課銜接的紐帶，掌握專業圖樣的識讀和繪制方法。在傳統教學模式中，以讀圖為教學目標，以手工繪圖為教學手段。

2、《CAD》課程的要求及特點

CAD（計算機輔助設計）是AutoCAD的簡稱，是美國Autodesk公司開發的通用計算機輔助繪圖與設計軟件包，主要用于學校、企業技術人員對產品進行設計，主要研究如何利用各種指令繪制各種圖樣，具備高效率、高質量的特點。

3、兩者教學模式各有不足

教師采用傳統手段教土木工程識圖課程時，教學效果不明顯。而不懂得土木工程專業知識的計算機教師教CAD，只是讓學生依樣畫葫蘆，學生并不理解圖形樣式和用途。

4、中職學生學習特點

中職學校的學生學習基礎差，學習主動性也比較差，特別是他們的空間思維能力比較差，在學習土木工程識圖課程中，不能很好的理解知識點，存在一定的困難。

要使中職學生既能夠掌握工程制圖的基本知識，又能夠靈活運用計算機繪圖軟件快速準確地繪圖，應將CAD教學應用到工程制圖教學中，把CAD作為一種工具來使用，作為輔助教學手段來處理，把看圖、識圖能力的培養作為重點來進行教學。將它們有機地穿插在一起，增加教學的直觀性和趣味性，提高教學效果。

2 CAD課程在《土木工程識圖》教學中的具體應用

（一）、CAD課程在《土木工程識圖》畫法幾何中的應用

1、CAD在《工程制圖》國家標準中的應用

《工程制圖》國家標準是土木工程識圖的基礎，是土木工程生產中最基本的技術文件。標準中“圖紙的幅面和格式”，可以在CAD中的“圖紙的布局、打印”一起來講解；機械制圖中關于尺寸標注的標準和要求可用CAD中修改“標注樣式”的方法來實現，強制執行各種繪圖的國家標準。

2、CAD在點、線、面投影中的應用

畫法幾何中的點、線、面的投影比較枯燥和抽象。學生在學習投影面的各種平行線（面）、垂直線（面）以及一般位置線（面）的投影特性的過程中感到比較困惑，更不能應用這些知識進行形體的線面分析，這主要是由于圖中的點、線、面的直觀性差。可利用CAD中“繪圖”的“實體”來創建三維模型。在三維模型里利用“修改”中的“實體編輯”中的“著色線”、“著色面”來選取三維模型中相應的線和面，就可分析不同位置的線面投影特性。這樣就可將抽象的點線面知識融入到直觀的三維實體中，把所學知識連貫起來，同時又對學習物體的投影起到促進作用。

3、CAD在三視圖的投影規律中的應用

《工程制圖》中的三視圖的投影規律：“長對正、高平齊、寬相等”，可利用CAD中的“對象捕捉”、“對象追蹤”來實現。

4、CAD在組合體中的應用

組合體視圖是制圖教學的重點和難點，常采用形體分析法和線面分析法，一邊分析一邊對照實物模型或掛圖進行講解，這要求學生掌握線面的投影特性和基本幾何體的投影特征，積極思考，充分想象，在頭腦中形成空間點、線、面，才能想清楚組合體的整體形狀和各部分相互的連接關系。但是中職學生大多數做不到這一點，且在實際教學中所制作的模型簡單、數量少，對于復雜形體也難以制作。而借助CAD 進行建模，不管形體有多復雜，數量有多少，都能方便、迅速地進行制作。這些模型能表達組合體的組合形式，各個面、線的實際形狀以及各部分的連接關系；還能對局部或整體進行自由縮放，從而使學生看清重點部分或細小結構的形狀；還可以通過自由旋轉實體，看清楚形體在前后、左右、上下六個方位上表面的連接關系，再使用“三維視圖”確定看圖方向，逐一分析視圖情況，然后畫出三視圖。通過CAD 的三維建模，幫助學生實現從二維到三維的轉換，分析視圖、讀懂視圖。

5、CAD在剖視圖中的應用

剖視圖是表達圖樣的一種方法，它是假想用剖切面剖開形體后形成的，但是學生很難理解“假想”；弄不清剖視圖的形成過程、剖切平面的剖切位置，不知道哪些實體被剖切平面剖切，哪些地方要畫剖面線。為此，我們用CAD 通過建立模型后，用“繪圖”中的“剖切”的功能剖開模型，通過用不同的位置剖切平面對形體進行剖切，分析出剖切位置對剖視圖畫法的影響，從而加深對剖視圖畫法的認識。借助于“三維視圖”，多方位、多角度地觀察剖切視圖，這樣就很容易分析出剖切后的形狀。

6.CAD在尺寸標注中的應用

尺寸標注對中職學生來說又是一個難點。學生往往是看到兩個點，或一條線就直接標注尺寸，錯誤較多，不能充分理解“同一尺寸只標注一次”的基本原則。教學中運用CAD中的三維建模創建三維實體，在實體中用“標注”中的選項進行尺寸標注，用“視圖”中“視口”，創建四個視口，分別設為主視、俯視、左視、西南軸測。即可在四個視口中同時看到所標注的尺寸，學生更能很好的理解和應用“同一尺寸只標注一次”，這樣學生不僅對三維實體有形狀也還有了大小的概念。

（二）、CAD課程在《土木工程識圖》專業圖紙識讀中的應用

《土木工程識圖》課程中涉及的專業圖紙主要有線路工程圖、橋梁工程施工圖、鋼圖、涵洞工程施工圖和隧道工程工程圖等，這些圖紙的識讀和繪制是中職學生必須掌握的基礎知識，為今后的專業課的學習打下良好的基礎。

在具體教學時可從標題欄、視圖、尺寸和技術要求四個方面來進行。在CAD中，標題欄有樣板文件可以調用進行講解；視圖可以利用CAD三維造模；尺寸可以結合CAD中的尺寸標注樣式的設置和尺寸標注命令的使用進行講解；技術要求應結合塊的屬性設置和文字的輸入進行講授。這樣將它們有機地穿插在一起，增加了教學的直觀性和趣味性，徹底改變了傳統的教學模式，提高了教學效果。

下面主要以視圖為例進行詳細說明：在傳統教學中，專業圖紙的講解主要依靠幾個實體教具模型，這是遠遠不能滿足教學需要的。因此，充分利用CAD中的三維建模能創建各種不同的模型，學生一方面能通過模型看到真實形狀，另一方面，通過虛擬模型能看清不同構造間的連接關系，分析每部分的作用。通過在多媒體教室的演示教學，增加了學生的感性認識和對空間物體的認識能力，學習積極性有很大提高，讀圖和識圖能力明顯增強。

3 結語

CAD課程能極大的豐富工程制圖的教學內容，改變了工程制圖的教學方法，是一場制圖教學的革命。將CAD課程和工程制圖課程有機整合，將有力提高學生學習積極性，發揮空間想象能力，對提高課程的教學質量和學生工程意識的培養起著極大的促進作用。