案例式教學在“計算機繪圖”實驗教學中的應用研究

楊洪波 楊曉波

摘要：“計算機繪圖”是土木和機械類本科大學生的一門專業(yè)基礎課。計算機繪圖技能，對于學生以后工作是必不可少的，但其實踐性強，繪圖命令多，難于全面掌握，需要設計出一種高效且樂于被學生接受的實驗教學方式來提高實踐學習效果。文章中闡述的典型案例式教學方式，以現實生活中人們喜聞樂見的實物圖例作為案例，有機地將CAD各種繪圖命令和技巧糅合在其中，使學生在快樂中學習，在學習中運用，在運用中不斷成長。實踐證明，案例式教學在教學實踐中是切實可行且頗具成效的。

關鍵詞：計算機繪圖；案例式教學；繪圖技巧

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1674-120X（2016）17-0087-02收稿日期：2016-05-09

作者簡介：楊洪波（1969—），女，湖南長沙人，湖南大學土木工程學院資深工程師，主要研究方向：計算機管理和計算機輔助設計。

一、CAD教學的特色及問題的提出

隨著計算機、網絡技術的迅猛發(fā)展，計算機作為現代教學的媒體和工具，已廣泛應用于高校理論教學和實驗教學中，熟練掌握和運用計算機技術服務于教學，已成為高校培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié)[1]。

“計算機繪圖”是土木和機械類本科學生的一門專業(yè)基礎課。該課程實踐性強，學生需要反復實踐和應用AutoCAD才能掌握所學知識和技能，因此實踐課時安排較多，理論課和上機實踐課的課時一般安排為1∶2。此外，AutoCAD繪圖命令的使用靈活多變，既可以點擊功能面板上工具欄按鈕執(zhí)行命令，也可以搜索下拉菜單命令執(zhí)行命令，還可以在命令行直接輸入命令字執(zhí)行命令，而且每個命令往往有多種實現方式。以圓的繪制為例，實現方式就有“圓心，半徑”“圓心，直徑”“兩點”“三點”“相切、相切、半徑”“相切、相切、相切”等多種，具體繪制時采用哪種方式需根據已知條件來靈活運用。所以，在實際教學中采用怎樣的教學方式才能達到最佳效果，是一個值得探討和深思的問題。如果采用傳統教學方式，上課時簡單地介紹各種命令的使用方法，這樣不但浪費時間，而且學生抓不到重點，缺乏對知識點的深刻理解。反之，如果教師針對實施的教學目標，精心地準備一些日常生活中熟悉的圖形模型，把繪圖命令的各種繪制方式和技巧都巧妙地糅合在其中，不但能極大地提高學生的學習興趣，而且還能促使學生對繪圖命令的使用融會貫通、得心應手[2]。

二、案例式教學的引入和在CAD教學中的應用

案例式教學起源于美國哈佛大學，指的是在教學中運用某些精選出的案例來講解課程中的某些知識點，通過對一個有針對性的案例進行講解，引導學生對相關案例展開討論、分析[3]。 案例式教學的關鍵在于案例的選取和討論，這有賴于教師平時注意收集和創(chuàng)造貼近現實生活的典型圖例素材，把繪圖的知識點和技能充分融合到繪圖案例中，理論聯系實際，充分調動學生的學習興趣和想象力，把學習效率發(fā)揮到極致。

在CAD實驗教學中為了更加直觀、形象地說明某些知識點，教師們精選出一些具有代表意義的圖例，將繪圖命令的用法和技巧巧妙地糅合在其中，這種教學方法生動、形象，能迅速吸引學生的注意力，并激發(fā)他們強烈的求知欲。這就是案例式教學在CAD實驗教學中的應用和推廣。

以下探討的是日常生活中常見的錨鉤圖例的繪制過程，由于其特殊的結構特點，完成它的繪制過程即能讓學生充分體會到繪制圓的各種方法和技巧。

首先做繪圖前的準備工作，比如：建立圖層，設置好線型、顏色、線寬、線型比例等。然后開始作圖，鎖定正交模式，調用直線命令繪制過點O的水平和垂直中心十字架，如圖1所示，下面開始繪制圖例中的各圓。

1調用【繪圖】工具欄面板命令繪制圓

（1）通過調用“圓心，直徑”繪制圓。

從原圖中可看出圓1和圓2的圓心和直徑是已知的，很顯然可以調用“圓”的“圓心，直徑”命令繪制圓。具體操作步驟為：選取功能區(qū)選項板【常用】選項卡，調用其中的【繪圖】工具欄面板上的“圓”命令，選取命令“圓心，直徑”，繪制出圓1和圓2。

（2）通過調用“圓心，半徑”繪制圓。

圓3的圓心和半徑均已知，可直接調用“圓心，半徑”繪制。具體步驟是：調用【繪圖】工具欄面板上的“圓”命令，選取“圓心，半徑”方式繪制出圓3。

圓 4的繪制首先需要確定圓心，從圖中可以看出它是圓3與垂直線l2的交點，把基礎中心線的縱軸“偏移”6個單位并加以縮放即可求得垂直短線l2。鎖定圓3與l2的交點為圓心，調用“圓心，半徑”命令即可繪制圓4，同樣方式可繪制出圓7。

（3）通過調用“起點、圓心、端點”繪制半圓。

由于圓2下半圓線型與上半圓不一致，所以還需做相應的編輯處理，如裁去圓的下半部分，設置好下半圓的線型樣式，而后調用【繪圖】工具欄面板上的“圓弧”命令-“起點、圓心、端點”，繪制下半圓。

（4）通過調用“相切、相切、半徑”繪制圓。

圓5的半徑是已知的，但圓心的位置待定，從錨鉤示意圖不難看出圓5和圓2、圓4均相切，所以可調用“圓”命令中的 “相切、相切、半徑”命令，繪制出圓5，如圖2所示，同樣方式亦可繪制出圓9。

（5）通過調用“倒圓角”命令繪制圓。

對于小圓角，AutoCAD還提供了一種特殊繪圓方式“倒圓角”，比如錨鉤圖例中圓8，它和圓6和圓7均相切，是個典型的小圓角，它的繪制就適合使用“倒圓角”命令。其操作步驟為：調用繪圖功能面板【常用】選項卡下的【修改】工具欄面板按鈕，選擇“倒圓角”命令即可。

以上畫圓的幾種方式調用的均是繪圖工具欄面板的命令功能鍵，是繪圖方式中最為簡單快捷的方法，事實上，調用繪圖命令的方式多種多樣，如使用下拉菜單命令，或在命令行直接輸入命令等。

2調用【繪圖】下拉菜單命令繪制圓

實際繪圖中很少用到下拉菜單命令，事實上，菜單命令的內涵更為豐富，所以對這種繪圖方式也應該有個基本了解。例如，錨鉤圖中圓6的繪制可以采用菜單命令，操作步驟為：在菜單主項中選擇菜單“繪圖”，在彈出的下拉菜單中選擇 “圓”-“圓心，半徑”命令。當然，還可直接在命令行鍵入命令：Circle或C。

最后的工作是編輯圖形，修剪多余的圓弧和線條。選擇相鄰且相切的兩圓為修剪邊界，被剪除的一邊為裁剪對象，調用“修剪”命令編輯圖形，最終繪出一光滑連接的錨鉤圖。

3注重繪圖技巧的培養(yǎng)，不斷提升學生繪圖能力和技巧

繪圖是講究技巧的，繪圖之前必須把繪圖環(huán)境設置好，把繪圖方法考慮清楚。

繪圖的技巧可以巧妙地糅合在范例的講解中，以“對象捕捉”為例，繪圖中經常會遇到一幅圖中可能用到多種對象捕捉方式的現象，例如，錨鉤諸圓的繪制就用到了“捕捉圓心”“捕捉交點”“捕捉切點”等多種方式，捕捉方式的設置和轉換難免延緩繪圖的進程，但是，如果能調出“對象捕捉”快速訪問工具欄，則“捕捉”將變得精準而快捷。

“對象捕捉”快速訪問工具欄的實現步驟為：將鼠標游動至AutoCAD繪圖界面左上端的【快速訪問工具欄】點擊右鍵，選擇“工具欄”，再選擇“AutoCAD”，在彈出的子項中選擇“對象捕捉”即可。

繪圖界面的設置很重要，有時經常會遇到繪圖功能面板缺失，或功能面板消失的狀況，此時，只需重新設置一下即可。比如，二維繪圖，可將鼠標放置繪圖界面右下端狀態(tài)欄【切換工作空間】圖標“”處點擊鼠標左鍵，選取 “二維草圖與注釋”即可恢復正常。

當然，繪圖技巧很多，在此不再一一詳述，很多知識和經驗是要靠不斷實踐才能獲取的，為了加快繪圖速度，工程技術人員往往直接在命令行輸入簡化的命令字，所以熟記命令的簡化字，將大大提升繪圖速度。

三、教學成效

典型案例的教學打破了傳統教學模式的束縛，融趣味性、實用性于一體，不但激發(fā)了學生的學習熱情，而且提高了他們學習的主觀能動性，學生學會了在學習中思考、在不斷實踐中提升。典型案例式教學對教師提出了更高的要求，案例的發(fā)掘、案例的積累、案例的創(chuàng)造等，由于選取的案例一般源自現實生活，學生既容易理解，也會表現出濃厚的研究興趣，研究和繪制圖例的過程，讓學生輕松掌握了繪圖的方法和技巧，不僅學習效率高，而且學習效果顯著。學生在愉悅中學習，在學習中收獲知識，在收獲知識的同時獲得自信和成就感。

“計算機繪圖”在土木工程學院雖為選修課，但是學生選課率高達95%以上，而且，由于案例式教學方式的成功推廣，學生如饑似渴，到課率也高達95%以上，可見案例式教學方法是卓有成效的。

結合作圖實踐提示學生一些作圖技巧，可以達到事半功倍的效果，極大地提高他們的作圖效率。

學生在完成了CAD課程學習后，均能比較全面地掌握計算機繪圖的方法和技巧，能精準地繪制一般平面圖形，模型的三視圖、軸測圖、三維立體圖，平面施工圖，房屋建筑平、立、剖等，一些勤于鉆研、敢于創(chuàng)新的學生能精準地繪制出房屋立體渲染圖。

參考文獻：

[1]劉聰敏制圖課開設計算機繪圖實驗的教學實踐實驗科學與技術，2006，（12）：79—80.

[2]寧旺云，匡玉蘭AutoCAD教學中運用典型圖例介紹繪圖命令的方法與技巧云南農業(yè)大學學報，2012，6（1）：100，102.

[3]陳林杰，趙寧雨，陳彬科以案例式教學提升教學質量當代教育理論與實踐，2016，（1）：68.