Auto-CAD在工程制圖信息化教學(xué)模式中的應(yīng)用探討

歐永健 （江蘇省盱眙中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 淮安 223001）

0 前言

“工程制圖”是中等職業(yè)學(xué)校建筑施工技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)核心課程，是中職學(xué)生從事相關(guān)崗位必備的知識。在信息化教學(xué)模式下，可以借助Auto-CAD交互軟件、交互網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)建筑CAD與工程制圖兩門課程恰當(dāng)?shù)娜诤希源思ぐl(fā)中職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，在“學(xué)中做”、“做中學(xué)”之間掌握知識，教師實現(xiàn)面向全體學(xué)生的教學(xué)，學(xué)生在教學(xué)過程中體現(xiàn)出自己的主體地位。

1 教學(xué)模式探討

在傳統(tǒng)工程制圖課程的教學(xué)中，師生延續(xù)著“精益求精”精神，一塊黑板、一套繪圖工具，完全憑借師生在課堂中的毅力完成各類圖樣的繪制。教師借助PPT展示的若干掛圖、有限的實體模型進(jìn)行詳細(xì)講解、剖析，并在黑板上一個“點”、一根“線”、一個“面”完成圖樣的繪制，而學(xué)生一邊看PPT立體掛圖與實體模型，一邊看著老師繪制圖樣的每一個步驟，再接著自己繪制不同的例題來實現(xiàn)鞏固提高。雖然傳統(tǒng)教學(xué)已經(jīng)不斷將諸多的元素滲入到整個教學(xué)過程來，教師也不留余力地講解、剖析、演示，學(xué)生仔細(xì)觀看思考、并通過練習(xí)掌握知識。

但就對于大部分中職學(xué)生而言，他們本身存在學(xué)習(xí)興趣弱、學(xué)習(xí)動力不足、空間想象能力欠缺等現(xiàn)象，如果教師完全采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，教師可能并不能實現(xiàn)真正地面向全體學(xué)生的教學(xué)，學(xué)生也無法真正地實現(xiàn)“學(xué)中做”、“做中學(xué)”。現(xiàn)實情況也的確很不樂觀，學(xué)生學(xué)習(xí)效果呈現(xiàn)金字塔形，獲得“頂端優(yōu)勢”的學(xué)生鳳毛麟角，絕大多數(shù)學(xué)生開始學(xué)習(xí)興趣很濃，到最后由于參與課堂的機會較少就失去了學(xué)習(xí)工程制圖的興趣。

隨著信息技術(shù)不斷的發(fā)展，也為新的教學(xué)模式誕生提供了強有力的技術(shù)支撐。諸如信息化課堂教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式、有效教學(xué)法模式（一案三單法）等，它們都可以借助信息化教學(xué)平臺，實現(xiàn)課前教師在平臺發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)任務(wù)并發(fā)現(xiàn)問題，師生在討論區(qū)適時討論問題；課中教師有目的將課前教學(xué)平臺上討論的問題設(shè)計為課中的重難點并引導(dǎo)學(xué)生對這些重難點進(jìn)行討論，最終獲得結(jié)論，教師再加深教學(xué)項目難度讓每位學(xué)生獨立解決，小組交流討論、匯報說明過程等；課后學(xué)生繼續(xù)修改完成課中任務(wù)，完成難度更高的任務(wù)后一并在平臺上報作業(yè)，教師在線及時評價并發(fā)布下一節(jié)課相關(guān)內(nèi)容的任務(wù)。

2 Auto-CAD在工程制圖中的應(yīng)用

Auto-CAD軟件具有二維、三維表達(dá)圖樣的功能，特別是其三維表達(dá)圖樣的功能，它能幫助師生解決傳統(tǒng)教學(xué)中PPT展示的掛圖靜止與單面、實體模型的數(shù)量有限的難題。Auto-CAD軟件能實現(xiàn)對實體模型全方位旋轉(zhuǎn)觀察，能通過各種組合、切割等過程建立若干實體的模型。教師積極引導(dǎo)學(xué)生在信息化教學(xué)模式下借助Auto-CAD軟件學(xué)習(xí)工程制圖，由簡到繁、由易到難，能夠使中職學(xué)生在學(xué)習(xí)工程制圖基礎(chǔ)課程中真正地實現(xiàn)“學(xué)中做”、“做中學(xué)”，體驗學(xué)習(xí)的樂趣。

3 Auto-CAD在工程制圖課程中實現(xiàn)信息化教學(xué)應(yīng)用舉例

圖1 切割圓錐

課前例題：完成切割圓錐的左視圖。

課中例題：完成帶切口圓錐的俯視圖和左視圖。

圖2 帶切口圓錐

①課前教師借助Auto-CAD軟件完成切割圓錐三維立體建模，開設(shè)4個視口模擬實現(xiàn)視圖繪制，將整個過程錄制成微課視頻，并上傳學(xué)校信息化教學(xué)平臺，開放討論區(qū)，設(shè)置闖關(guān)連動，最后設(shè)計兩道簡單的討論題（a.截交線組成的面為哪一類面？你是如何判斷的；b.要想繪制出左視圖的截交線投影，應(yīng)該獲取哪些位置的點？如何標(biāo)記？）。課前學(xué)生按時觀看視頻，參與討論獲得積分。

②課中教師針對教學(xué)平臺上學(xué)生提出的具有特點的問題設(shè)計為本節(jié)課的重難點，并引導(dǎo)學(xué)生展開交流討論，討論環(huán)節(jié)分為組內(nèi)討論、組間匯報點評、教師點評三個環(huán)節(jié)，最終獲得結(jié)論。

教師再加深項目難度，提出完成帶切口圓錐俯視圖與左視圖。教師首先借助PPT掛圖對帶切口圓錐立體分析，引導(dǎo)學(xué)生獲得圓錐被水平面P和正垂面Q兩個截平面截割獲得。水平面P截平面在圓錐表面產(chǎn)生的截交線構(gòu)成水平面，投影具有“一面兩線”性質(zhì)，正垂面Q在圓錐表面產(chǎn)生的截交線構(gòu)成正垂面，投影具有“一斜兩面”性質(zhì)。

接著讓學(xué)生帶著上述分析過程獲得的結(jié)論在多媒體教室里獨立建模驗證結(jié)論。

圖3 學(xué)生獨立建模

學(xué)生驗證的具體過程為：學(xué)生打開軟件，切換到俯視圖，借助工具欄下拉命令繪制一個圓錐；并用矩形、旋轉(zhuǎn)命令設(shè)置兩個面分別作為水平截平面和正垂截平面，并移動到適當(dāng)位置處；采用剖切命令依次剖切實體；借助布爾運算“并集”實現(xiàn)立體模型建模。

開設(shè)4個視口，橫向依次為V、W、H三個投影面與立體軸測圖，實現(xiàn)了在交互軟件的一個畫面里立體圖與三視圖的顯示。

圖4 顯示立體圖、三視圖

教師組織引導(dǎo)小組學(xué)生匯報建模并獲得視圖的過程，其他學(xué)生依次點評，最后教師點評，師生共同總結(jié)經(jīng)驗。

③教師組織引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，首先在派發(fā)的任務(wù)單上完成繪制帶切口圓錐的俯視圖和左視圖。再要求學(xué)生利用Auto-CAD軟件繪制出帶切口圓錐三視圖。

教師巡視，引導(dǎo)學(xué)生匯報制圖過程，提出問題、難點。針對問題、難點，教師有目的地引導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)討論來解決問題，比如輔助線的設(shè)定，特殊位置點、一般位置點在二維圖中的尋找、標(biāo)記與求解，并借助Auto-CAD模型來驗證。

最后教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)課堂教學(xué)內(nèi)容。

④課后教師在教學(xué)平臺發(fā)布一個難度更高（三次截割立體）項目，學(xué)生在教學(xué)平臺上觀看教師錄制的視頻，自己完成建模，在作業(yè)本與Auto-CAD軟件內(nèi)畫出三視圖，并上傳作業(yè)給教師，教師適時批閱指導(dǎo)評價。

4 Auto-CAD在工程制圖信息化教學(xué)模式中表達(dá)的一些注意點

①通過開視口獲得的視圖，由于立體線性密度（isoline）原因，致使本不存在的圖線也表達(dá)了，不可見的圖線卻用實線表達(dá)了。這點課前、課中都要說明清楚，特別是要求學(xué)生在任務(wù)單手繪過程中要表達(dá)清楚。

②Auto-CAD本身三維模型空間是東北等軸測軸，這與三面投影體系方位正好相反，實際建模時建議采用西南等軸測圖。

③將工程制圖課與建筑CAD課融合，刪除繁雜，有針對性地教學(xué)。

④充分發(fā)揮信息化教學(xué)，學(xué)校要大力支持，開發(fā)適合學(xué)校的信息化教學(xué)平臺，增設(shè)計算機等設(shè)備。

5 結(jié)論

通過筆者實際教學(xué)，在信息化教學(xué)模式大背景下，充分利用交互式軟件、交互式網(wǎng)絡(luò)平臺，以融合課程的方式進(jìn)行教學(xué)，能吸引中職學(xué)生的興趣，對學(xué)生的能力素養(yǎng)培養(yǎng)起到很大的作用。借助交互式軟件，學(xué)生的學(xué)習(xí)像是在做“游戲”，能將抽象的知識以更加直觀的形式表達(dá)出來，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖的積極性，增強自信心，也充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，提高工程制圖課程教學(xué)效率。因此，在信息化教學(xué)模式下，借助諸如Auto-CAD交互式軟件，教師真正實現(xiàn)“寓教于樂”、學(xué)生真正實現(xiàn)在“學(xué)中做”、“做中學(xué)”，感受學(xué)習(xí)的樂趣。