公選課“AutoCAD軟件應(yīng)用基礎(chǔ)”的教學(xué)實(shí)踐

周律 錢煒 汪忠厚

摘要：從公選課角度介紹了“AutoCAD軟件應(yīng)用基礎(chǔ)”的教學(xué)實(shí)踐。包括該門課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)形式和知識(shí)擴(kuò)展等方面的內(nèi)容。通過(guò)講解該軟件在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，擴(kuò)充軟件應(yīng)用知識(shí)、三維建模軟件知識(shí)，等等，培養(yǎng)學(xué)生利用應(yīng)用軟件的意識(shí)，使他們?cè)趹?yīng)用計(jì)算機(jī)和進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖等方面的能力有了提高，并取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：AutoCAD軟件應(yīng)用;公選課;教學(xué)實(shí)踐;知識(shí)擴(kuò)展

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

美國(guó)Autodesk公司于1982年首次推出的AutoCAD（Auto Computer Aided Design）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，經(jīng)過(guò)不斷完善，是目前市場(chǎng)占有率最高的專業(yè)二維繪圖軟件。廣泛應(yīng)用于土木建筑、裝飾裝潢、電子電路、機(jī)械設(shè)計(jì)、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領(lǐng)域。該軟件也具有照片級(jí)渲染和基本的三維建模等功能。為了使學(xué)生掌握這種有用的軟件工具，上海理工大學(xué)面向全校本科生開設(shè)了“AutoCAD軟件應(yīng)用基礎(chǔ)”的公選課。國(guó)內(nèi)大部分院校開設(shè)了與AutoCAD相關(guān)的教學(xué)課程，已經(jīng)有一些教師對(duì)該課程的教學(xué)方法進(jìn)行了研究。例如，莫建清等人采用同步互動(dòng)模式，把知識(shí)點(diǎn)的小模塊講授、即時(shí)訓(xùn)練、自由練習(xí)和測(cè)試的教學(xué)結(jié)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(xiàng)目化教學(xué)法，認(rèn)為該種方法能增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力[2]。而丁喬等人對(duì)工程制圖與CAD繪圖課程融合式教學(xué)進(jìn)行了研究和實(shí)踐，認(rèn)為這兩門課的合并是必然趨勢(shì)[3]。以上這些教學(xué)研究多是從專業(yè)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(xué)實(shí)踐。當(dāng)前，通識(shí)教育得到了高等教育界的廣泛重視[4]。這種通識(shí)教育的意識(shí)被貫徹到本門課的教學(xué)實(shí)踐中。

一、作為公選課的特點(diǎn)

公共選修課是為大學(xué)里學(xué)有余力的學(xué)生所提供的課程[5]。與專業(yè)課程相比，選擇公選課“AutoCAD軟件應(yīng)用基礎(chǔ)”的學(xué)生來(lái)自于各個(gè)專業(yè)，其中一些同學(xué)甚至是外語(yǔ)等文科專業(yè)的。選擇本課程的大部分學(xué)生沒(méi)有工程制圖的知識(shí)基礎(chǔ)，有些同學(xué)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力也比較差。教師必須考慮到這些事實(shí)，通過(guò)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式等方面的精心設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)保持較高的學(xué)習(xí)興趣，了解和掌握相關(guān)知識(shí)，使他們?cè)趹?yīng)用計(jì)算機(jī)和進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖等方面的能力有所提高。

二、教學(xué)實(shí)踐

1.教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。AutoCAD具有易用性，有一定知識(shí)基礎(chǔ)的人，即使沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)該軟件也能夠畫出一張二維圖紙來(lái)。然而，充分利用該軟件的強(qiáng)大功能，高效、專業(yè)地繪制圖紙，需要通過(guò)學(xué)習(xí)掌握好計(jì)算機(jī)繪圖的基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。例如，高效繪圖需要掌握好坐標(biāo)系、圖層、圖塊和快捷鍵命令等概念;而繪制機(jī)械工程圖需要學(xué)習(xí)工程制圖、公差和測(cè)量等方面的知識(shí)。作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力的課程，具有應(yīng)用背景的案例教學(xué)是一種有效的方式。本課程主要以機(jī)械工程圖和室內(nèi)裝修圖的繪制作為應(yīng)用背景。作為公選課，學(xué)生的知識(shí)背景不同，所以適當(dāng)補(bǔ)充一些相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，例如投影、視圖、尺寸公差和粗糙度等概念。而根據(jù)知識(shí)是相通的道理，課程教學(xué)過(guò)程中注重?cái)U(kuò)展計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用的知識(shí)和技巧。綜上所述，本課程的主要教學(xué)目標(biāo)如下：①使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)繪圖的基礎(chǔ)知識(shí);②使學(xué)生掌握AutoCAD軟件的使用技巧;③使學(xué)生了解工程制圖的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的三維空間想象能力;④通過(guò)本課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力。根據(jù)以上教學(xué)目標(biāo)，參照了AutoCAD幫助、清華大學(xué)的《AutoCAD基礎(chǔ)教程》和《AutoCAD機(jī)械設(shè)計(jì)典型案例》等資料，編寫了教學(xué)PPT。內(nèi)容包括Auto的功能簡(jiǎn)介與繪圖環(huán)境設(shè)置、二維圖繪制與編輯、典型工程圖的繪制、三維繪圖基礎(chǔ)和布局與出圖等方面。為了增加學(xué)生的興趣，在講解二維圖繪制時(shí)以五星、花朵等有趣的圖案繪制舉例。而在繪制機(jī)械工程圖時(shí)，除了補(bǔ)充工程制圖的相關(guān)知識(shí)，還向?qū)W生展示了二維圖所對(duì)應(yīng)的三維模型，以幫助學(xué)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(gè)窗口，以看到模型空間的模型等。AutoCAD作為一個(gè)成熟的軟件，其自身的幫助系統(tǒng)非常完善。在課堂上注意引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生養(yǎng)成經(jīng)常查看軟件幫助系統(tǒng)的習(xí)慣，這樣做對(duì)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)該軟件和其他軟件都是很有好處的。

2.教學(xué)形式。教學(xué)形式上總體采用課堂教學(xué)和上機(jī)練習(xí)相結(jié)合的形式，考試形式為上機(jī)考試。課堂教學(xué)在有投影儀的多媒體教室進(jìn)行，在講解知識(shí)點(diǎn)后配合操作演示。通過(guò)互動(dòng)和知識(shí)點(diǎn)討論的形式提高教學(xué)效果。在課堂上講解比較復(fù)雜的操作和案例時(shí)，讓學(xué)生到講臺(tái)上操作，現(xiàn)場(chǎng)考察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)和操作技巧的理解情況，找出學(xué)生操作不足的地方，再進(jìn)一步進(jìn)行演示講解。學(xué)生操作人數(shù)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(shí)，要求其他同學(xué)注意觀察他們的操作，當(dāng)講臺(tái)上同學(xué)出現(xiàn)錯(cuò)誤或有些地方不會(huì)時(shí)，其他同學(xué)可以補(bǔ)充。教師以旁白的形式對(duì)講臺(tái)上的操作進(jìn)行解釋。通過(guò)這種互動(dòng)的方式，活躍課堂氣氛，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。此外，在教學(xué)時(shí)以一個(gè)個(gè)的問(wèn)題吸引同學(xué)注意力，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。例如在講解出圖時(shí)，提出如何靈活布局圖紙、如何精確出圖、如何設(shè)置避免彩色線條在黑白打印時(shí)發(fā)淡等一個(gè)個(gè)問(wèn)題，再逐一解答。而在講解圖層時(shí)提出還有那些軟件有圖層的概念，圖層的應(yīng)用有哪些好處，等等。上機(jī)操作在聯(lián)網(wǎng)的機(jī)房進(jìn)行，通過(guò)使用多媒體網(wǎng)絡(luò)教室軟件，教師可以監(jiān)控每個(gè)學(xué)生的操作練習(xí)情況，并可以通過(guò)其屏幕共享功能，同時(shí)在每個(gè)學(xué)生的電腦屏幕上進(jìn)行操作演示。學(xué)生在練習(xí)時(shí)，學(xué)生可以隨時(shí)提問(wèn)，對(duì)多個(gè)同學(xué)提問(wèn)的有共性的問(wèn)題，及時(shí)向所有同學(xué)進(jìn)行講解。

3.知識(shí)擴(kuò)展舉例。每一個(gè)大學(xué)生在大學(xué)中都要學(xué)習(xí)幾十門課程，在畢業(yè)工作后，很多學(xué)生都覺得有些課程從來(lái)沒(méi)有用到過(guò)。當(dāng)然，這些課程可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，為將來(lái)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題提供知識(shí)基礎(chǔ)，但教師在具體授課過(guò)程中，也應(yīng)該考慮如何讓課程對(duì)學(xué)生的將來(lái)使用更有幫助。為此，在授課過(guò)程中進(jìn)行了以下方面的知識(shí)擴(kuò)展。①AutoCAD軟件的應(yīng)用擴(kuò)充，考慮到大量選課學(xué)生不是工程專業(yè)的，在課堂上除了主要以機(jī)械工程圖講述外，還補(bǔ)充AutoCAD在建筑和裝潢圖紙方面的應(yīng)用，以及在生活中一些器具的三維造型。以使學(xué)生養(yǎng)成充分利用AutoCAD軟件的習(xí)慣。②軟件應(yīng)用知識(shí)的擴(kuò)充，基本上每年都會(huì)推出一個(gè)AutoCAD軟件的新版本，該軟件不但具有一般應(yīng)用軟件的特征，也反映出應(yīng)用軟件技術(shù)和理念的不斷進(jìn)步。從軟件開發(fā)的角度介紹應(yīng)用軟件的一些知識(shí)可以加深對(duì)應(yīng)用軟件的使用方法的理解。例如介紹文檔與視圖的知識(shí)可以加深對(duì)文檔存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)顯示的理解;介紹Ribbon界面以了解軟件交互UI的進(jìn)展，等等。③三維建模軟件的擴(kuò)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(guān)系的三維建模功能，并且可以采用的建模方法很全面?？紤]到很多學(xué)生將來(lái)不會(huì)再專門學(xué)習(xí)三維建模課程，所以本課程對(duì)AutoCAD三維建模方法進(jìn)行較全面的講解，并與SolidWorks的三維建模方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的對(duì)比，讓學(xué)生有能力和信心在將來(lái)自學(xué)掌握其他三維建模軟件。課堂教學(xué)中以圖1所示模型進(jìn)行示例，綜合了三維實(shí)體、二維到三維、布爾運(yùn)算和三維編輯等多種建模命令的講解。并且利用用戶坐標(biāo)系（UCS）的變換介紹了三維實(shí)體尺寸的標(biāo)注方法，這種標(biāo)注可以方便設(shè)計(jì)者與他人交流。④應(yīng)用軟件意識(shí)的提高，計(jì)算機(jī)的發(fā)明極大地推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)作為有力的工具能夠協(xié)助人類解決很多問(wèn)題，而這是通過(guò)各種應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)的。培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)應(yīng)用軟件的意識(shí)，對(duì)于提高學(xué)生解決問(wèn)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(shù)據(jù)曲線圖繪制軟件Origin等。通過(guò)這些舉例讓學(xué)生養(yǎng)成遇到問(wèn)題時(shí)運(yùn)用應(yīng)用軟件來(lái)解決問(wèn)題的習(xí)慣。

三、教學(xué)成效

以上教學(xué)措施使本課程的教學(xué)達(dá)到了既定的教學(xué)目標(biāo)。課程結(jié)束時(shí)的上機(jī)考試結(jié)果表明，90%以上的學(xué)生能夠規(guī)范、快速地繪制出較復(fù)雜的機(jī)械零件的工程圖。從學(xué)生給老師的評(píng)教成績(jī)上可以看出，學(xué)生對(duì)這門課的教學(xué)是非常滿意的。

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