公選課“AutoCAD軟件應用基礎”的教學實踐

周律 錢煒 汪忠厚

摘要：從公選課角度介紹了“AutoCAD軟件應用基礎”的教學實踐。包括該門課的教學內容和教學目標、教學形式和知識擴展等方面的內容。通過講解該軟件在多個領域的應用，擴充軟件應用知識、三維建模軟件知識，等等，培養學生利用應用軟件的意識，使他們在應用計算機和進行計算機繪圖等方面的能力有了提高，并取得了良好的教學效果。

關鍵詞：AutoCAD軟件應用;公選課;教學實踐;知識擴展

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）40-0168-02

美國Autodesk公司于1982年首次推出的AutoCAD（Auto Computer Aided Design）計算機輔助設計軟件，經過不斷完善，是目前市場占有率最高的專業二維繪圖軟件。廣泛應用于土木建筑、裝飾裝潢、電子電路、機械設計、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領域。該軟件也具有照片級渲染和基本的三維建模等功能。為了使學生掌握這種有用的軟件工具，上海理工大學面向全校本科生開設了“AutoCAD軟件應用基礎”的公選課。國內大部分院校開設了與AutoCAD相關的教學課程，已經有一些教師對該課程的教學方法進行了研究。例如，莫建清等人采用同步互動模式，把知識點的小模塊講授、即時訓練、自由練習和測試的教學結合在一起，取得了較好的效果[1]。彭碧霞等人討論了AutoCAD工程繪圖的項目化教學法，認為該種方法能增強學生的實踐能力和自主學習能力[2]。而丁喬等人對工程制圖與CAD繪圖課程融合式教學進行了研究和實踐，認為這兩門課的合并是必然趨勢[3]。以上這些教學研究多是從專業課角度討論的，本文主要從公選課的角度探討該課程的教學實踐。當前，通識教育得到了高等教育界的廣泛重視[4]。這種通識教育的意識被貫徹到本門課的教學實踐中。

一、作為公選課的特點

公共選修課是為大學里學有余力的學生所提供的課程[5]。與專業課程相比，選擇公選課“AutoCAD軟件應用基礎”的學生來自于各個專業，其中一些同學甚至是外語等文科專業的。選擇本課程的大部分學生沒有工程制圖的知識基礎，有些同學的計算機應用能力也比較差。教師必須考慮到這些事實，通過教學內容、教學形式等方面的精心設計，讓學生在學習本課程時保持較高的學習興趣，了解和掌握相關知識，使他們在應用計算機和進行計算機繪圖等方面的能力有所提高。

二、教學實踐

1.教學目標和教學內容。AutoCAD具有易用性，有一定知識基礎的人，即使沒有學習過該軟件也能夠畫出一張二維圖紙來。然而，充分利用該軟件的強大功能，高效、專業地繪制圖紙，需要通過學習掌握好計算機繪圖的基礎知識和相關領域的專業知識。例如，高效繪圖需要掌握好坐標系、圖層、圖塊和快捷鍵命令等概念;而繪制機械工程圖需要學習工程制圖、公差和測量等方面的知識。作為培養學生實際操作能力的課程，具有應用背景的案例教學是一種有效的方式。本課程主要以機械工程圖和室內裝修圖的繪制作為應用背景。作為公選課，學生的知識背景不同，所以適當補充一些相關的專業知識，例如投影、視圖、尺寸公差和粗糙度等概念。而根據知識是相通的道理，課程教學過程中注重擴展計算機軟件應用的知識和技巧。綜上所述，本課程的主要教學目標如下：①使學生掌握計算機繪圖的基礎知識;②使學生掌握AutoCAD軟件的使用技巧;③使學生了解工程制圖的基礎知識，培養學生的三維空間想象能力;④通過本課的學習，使學生進一步提高計算機的應用能力。根據以上教學目標，參照了AutoCAD幫助、清華大學的《AutoCAD基礎教程》和《AutoCAD機械設計典型案例》等資料，編寫了教學PPT。內容包括Auto的功能簡介與繪圖環境設置、二維圖繪制與編輯、典型工程圖的繪制、三維繪圖基礎和布局與出圖等方面。為了增加學生的興趣，在講解二維圖繪制時以五星、花朵等有趣的圖案繪制舉例。而在繪制機械工程圖時，除了補充工程制圖的相關知識，還向學生展示了二維圖所對應的三維模型，以幫助學生理解投影、主視圖等概念。此外，以形象的比喻講清楚基本的概念，例如，圖層可以理解成半透明的紙;而布局中的視口可以理解成在一張不透明的紙上開個窗口，以看到模型空間的模型等。AutoCAD作為一個成熟的軟件，其自身的幫助系統非常完善。在課堂上注意引導學生，讓學生養成經常查看軟件幫助系統的習慣，這樣做對學生進一步學習該軟件和其他軟件都是很有好處的。

2.教學形式。教學形式上總體采用課堂教學和上機練習相結合的形式，考試形式為上機考試。課堂教學在有投影儀的多媒體教室進行，在講解知識點后配合操作演示。通過互動和知識點討論的形式提高教學效果。在課堂上講解比較復雜的操作和案例時，讓學生到講臺上操作，現場考察學生對知識點和操作技巧的理解情況，找出學生操作不足的地方，再進一步進行演示講解。學生操作人數可以是一人，也可以是兩到三人，他們可以互相商量。而在他們操作時，要求其他同學注意觀察他們的操作，當講臺上同學出現錯誤或有些地方不會時，其他同學可以補充。教師以旁白的形式對講臺上的操作進行解釋。通過這種互動的方式，活躍課堂氣氛，加深學生對知識點的理解和記憶。此外，在教學時以一個個的問題吸引同學注意力，引導學生深入思考。例如在講解出圖時，提出如何靈活布局圖紙、如何精確出圖、如何設置避免彩色線條在黑白打印時發淡等一個個問題，再逐一解答。而在講解圖層時提出還有那些軟件有圖層的概念，圖層的應用有哪些好處，等等。上機操作在聯網的機房進行，通過使用多媒體網絡教室軟件，教師可以監控每個學生的操作練習情況，并可以通過其屏幕共享功能，同時在每個學生的電腦屏幕上進行操作演示。學生在練習時，學生可以隨時提問，對多個同學提問的有共性的問題，及時向所有同學進行講解。

3.知識擴展舉例。每一個大學生在大學中都要學習幾十門課程，在畢業工作后，很多學生都覺得有些課程從來沒有用到過。當然，這些課程可以擴大學生的知識面，為將來學生解決實際問題提供知識基礎，但教師在具體授課過程中，也應該考慮如何讓課程對學生的將來使用更有幫助。為此，在授課過程中進行了以下方面的知識擴展。①AutoCAD軟件的應用擴充，考慮到大量選課學生不是工程專業的，在課堂上除了主要以機械工程圖講述外，還補充AutoCAD在建筑和裝潢圖紙方面的應用，以及在生活中一些器具的三維造型。以使學生養成充分利用AutoCAD軟件的習慣。②軟件應用知識的擴充，基本上每年都會推出一個AutoCAD軟件的新版本，該軟件不但具有一般應用軟件的特征，也反映出應用軟件技術和理念的不斷進步。從軟件開發的角度介紹應用軟件的一些知識可以加深對應用軟件的使用方法的理解。例如介紹文檔與視圖的知識可以加深對文檔存儲和數據顯示的理解;介紹Ribbon界面以了解軟件交互UI的進展，等等。③三維建模軟件的擴充，AutoCAD主要用于繪制工程圖，但其作為一款具有悠久歷史的CAD軟件也提供了不帶裝配關系的三維建模功能，并且可以采用的建模方法很全面。考慮到很多學生將來不會再專門學習三維建模課程，所以本課程對AutoCAD三維建模方法進行較全面的講解，并與SolidWorks的三維建模方法進行了簡要的對比，讓學生有能力和信心在將來自學掌握其他三維建模軟件。課堂教學中以圖1所示模型進行示例，綜合了三維實體、二維到三維、布爾運算和三維編輯等多種建模命令的講解。并且利用用戶坐標系（UCS）的變換介紹了三維實體尺寸的標注方法，這種標注可以方便設計者與他人交流。④應用軟件意識的提高，計算機的發明極大地推動了人類文明的進步。計算機作為有力的工具能夠協助人類解決很多問題，而這是通過各種應用軟件實現的。培養學生主動應用軟件的意識，對于提高學生解決問題的能力有很大的幫助。所以，在課堂上舉例了筆記類OneNote、Evernote（印象筆記）和流程圖繪制類Visio，數據曲線圖繪制軟件Origin等。通過這些舉例讓學生養成遇到問題時運用應用軟件來解決問題的習慣。

三、教學成效

以上教學措施使本課程的教學達到了既定的教學目標。課程結束時的上機考試結果表明，90%以上的學生能夠規范、快速地繪制出較復雜的機械零件的工程圖。從學生給老師的評教成績上可以看出，學生對這門課的教學是非常滿意的。

參考文獻：

[1]莫建清，黃憲明.AutoCAD教學模式探討[J].現代計算機，2008，（1）：72-73.

[2]彭碧霞，陳建武.基于項目導向的《AutoCAD工程繪圖》實踐研究[J].武漢軟件工程職業學院學報，2012，24（3）：66-68.

[3]丁喬，仵亞紅，李茂盛.工程制圖與CAD繪圖課程融合式教學的研究與實踐[J].機械管理開發，2011，（2）：185-186.

[4]蔣紅斌，梁婷.通識精神的彰顯與我國大學通識教育改革[J].教育研究，2012，（1）：95-99.

[5]陳向明.對通識教育有關概念的辨析[J].高等教育研究，2006，27（3）：64-68.