淺議CAD和建筑制圖課程在教學中的融合應用研究

姜元瑛

（濰坊工程職業學院臥龍校區 山東濰坊 261031）

中職學校的制圖教師是專業課教師，要熟知相關課程的知識，作為制圖教師不但應該掌握建筑制圖標準理論知識，熟練地在紙上畫圖，還應該要熟練地掌握幾種繪圖軟件，利用計算機技術繪圖來進行輔助教學。CAD作為計算機輔助設計軟件，其強大的繪圖表現能力在建筑設計師的設計中如虎添翼。在建筑制圖的教學過程中也可以把它作為輔助軟件，充分利用它的準確性和表現性，幫助學生理解圖形和繪制圖形，提前讓學生感受工作氛圍。

1 CAD計算機輔助設計在教學中的優勢

1.1 傳統教學存在的問題

傳統的建筑制圖教材是先學習建筑制圖理論，學生手動畫圖，由于學生都是初中畢業后進入中專學習，空間想象能力較差，理解力較弱，做題又慢又容易出錯，學習效率不高，有時候一節課只能做一個物體的三面投影圖，一個軸測圖就要畫四節課。而CAD畫圖放在最后一章作為介紹，課時比較少，只是告訴學生有這些軟件，簡單介紹怎么用，學生上機時間少，又要期末復習，就不重視這最后一章的學習。最近幾年加大了對CAD的重視，專門有教材書，作為一門課程，周課時2節課，在學完了制圖課后上，基本失去了作為輔助教學的意義。

1.2 CAD計算機輔助設計在教學中的優勢

CAD是計算機輔助設計的簡寫，是一類軟件，廣泛應用在設計領域，它可以幫助學生建立三維空間概念，其三維動態觀察器功能可以對實體圖進行旋轉和控制角度，進行各種視圖的選擇，如水平投影圖，正立面圖，側立面圖等。把實體圖和二維平面圖相互聯系起來，對于學生理解知識難點大有裨益。

2 CAD輔助教學和制圖課的融合應用的必要性

CAD和建筑制圖教學融合的嘗試：

筆者在十多年的制圖教學中一直試圖突破這種情況，做了各種嘗試，試圖把CAD輔助教學和制圖課聯系起來：

（1）在制圖課上教師采用CAD畫圖和演示，學生還是在紙上畫。

（2）CAD加上天正建筑在制圖學完后再學習，CAD作為識圖實訓課上畫建筑平、剖、立、詳圖時使用。兩種方法各有利弊，多番嘗試后，最后采取了第三種方式。

（3）把CAD和制圖同時進行，學習效果比較理想。

首先是教師在上第一節課緒論時，就要給學生留下印象，除了傳統的紙筆圖板，我們還要用計算機來畫圖，教師在后面的講課中，只要是畫圖就利用CAD來畫和演示，這就要求教師在課前做足功課，把用到的實體圖和平面圖都畫好，表現好，在課堂上使用起來就比較方便，如平面幾何作圖，正多邊形，橢圓，圓，圓弧的連接，點、線、面、體三面投影圖的長、寬、高對應關系利用CAD可以很準確的做到，傳統的教學方法是利用多媒體課件，演示三面投影圖的形成過程，及如何放置在一個平面內，學生看的云里霧里，不好理解。在講述三面投影時，利用CAD的動態觀察器功能，教師在課前把實體圖畫出，在課堂上進行旋轉演示教學，學生觀看圖形的變化情況，其空間坐標X，Y，Z分別表示的方位，其三面投影的來歷和看不見的面、線的情況，都一目了然，學生對教學難點的理解迎刃而解，如水平投影圖反映X，Y坐標，表示長度和寬度，正立面投影圖反映X，Z坐標，表示長度和高度。

軸測圖作為二維平面立體圖在幫助學生理解三面投影圖方面起的作用不可忽視，但是其不能旋轉，看不見的部分不好理解，利用實體圖就解決了軸測圖不能翻轉的缺陷，通過看實體圖和剖切后的實體圖，哪些看得見，哪些看不見，一目了然，看不見的線畫虛線，學生會主動提醒要畫虛線，對于剖面圖和斷面圖的教學更是受益多多，剖到的面和沒有剖到的面用不同顏色標注起來，界限清清楚楚，解決了傳統教學中靠想象剖切物體的弊端，學生的興趣很高，學習起來事半功倍，同一套習題集，課時也相同，原來只能做相對簡單的題目，而現在所有的題目都做，并且自己嘗試計算機畫圖，給出答案。學生逐漸對軟件產生興趣，上第一次課就有學生問，我們什么時間學習CAD。

其次，老師教學生在計算機上畫圖，學生有了興趣，就不愿意在紙上畫圖了，在紙上畫圖總是不很準確，還累，現在的學生對計算機是不陌生的，他們玩游戲，對鼠標很熟悉，教師順勢誘導，第一節課可以先教會他們常用的簡單的CAD命令：點的命令，直線的命令，坐標輸入法，利用輔助工具極軸就可以學著畫簡單的點和線的三面投影圖了。

3 利用CAD進行建筑制圖實訓舉例

建筑制圖和CAD的融合要注意加強知識的系統性和連貫性，由易到難，對任務進行分解，任何時候要記住CAD是為制圖服務的，制圖需要表現什么東西，CAD就去學哪些東西，夠用就好。

我采用“任務驅動”的教學方法，根據每節制圖課要講的內容尋找合適的題目作為任務練習，把知識點講明白了，用CAD畫圖需要哪些幫助，哪些東西不會做，需要用到哪些命令，老師搜集問題，整理出需要重點講的命令，學生邊聽邊做，老師在一旁指導。

3.1 平面幾何和CAD融合實例

我在教學中一般是第一節課講理論和演示，學生在紙上畫出草圖，第二節課做課后練習，學生上機畫圖，真正把CAD作為制圖課的一部分，而不是脫節的一門課。隨著課程的進展，一開始我會把做法和答案告訴學生，和學生一起做，逐漸的，就讓學生自己畫圖，我在旁邊指導。學生畫的五星紅旗幾何尺寸非常準確逼真，圖1是在講完幾何制圖的內接正五邊形的做法后同學畫的沒有填充顏色的幾何圖形和填充顏色的紅旗。

圖2是同學們畫的圓弧的連接。

圖1

3.2 學生自己畫簡單的實體圖，代替畫軸測圖

在二維平面利用三面投影圖畫軸測圖是難點，學生想象不出實體樣子。利用實體就可以解決問題，在學到體的投影時，我先教會學生自己畫簡單的實體圖，例如棱柱、棱錐，棱臺，圓柱、圓錐、圓臺，球體等。再畫復雜的組合體。

圖2

CAD在三維建模方面不如別的軟件，如Rhino和Solidworks。但是作為教學輔助用途是綽綽有余，關鍵其二維表現實在優秀，所以還是選擇用CAD畫簡單的實體圖，通過多視口可以看到水平，正立面和側立面投影圖。利用剖切、差集，并集，交集組成組合體，從簡單到復雜，交線，不可見線一目了然。同坡屋面的三面投影，曲面體的截交線和相貫線歷來是教學難點，利用CAD的交集、并集、差集功能可以很方便的把兩個甚至多個物體的相貫線表示出來，用CAD的多視口功能把物體的三面投影圖和三維實體圖同時表示出來，學生再畫相貫線就很清楚。

圖3

圖4

4 總結

通過幾年的積累和改進，CAD和建筑制圖同時進行，這一做法逐漸成熟，我在教學的過程中，思想也在發生改變，原來的學習方法已經不適應現代的學生，要思考如何教會學生充分利用先進的科學技術掌握知識，而不是一味固守傳統打好基礎，手繪圖紙，學習效率不高，對學習失去了興趣。學生在體會科技帶來的便捷時，其學習方法和思維方式也得到了提升，間接促進了英語教學，雖然CAD有漢化版，因為有些CAD命令可以用簡單的英語單詞簡寫表示，調用很方便。制圖課再不是原來學生口中的紙筆、圖板和橡皮，而變成了鼠標和計算機。學生的交作業率明顯提高，喜歡學習的同學明顯增多，感到制圖容易學的同學明顯增多，教學效果明顯。教師在課堂上實現了教與幫的轉變，教師成為知識學習的設計者、輔導者和引導者，學生真正成為學習的主體，從而提高學生的自學能力和老師的教學水平。