計算機繪圖“16+1”教學模式的探索

摘要：計算機繪圖是計算機圖學的分支，是相對于手工繪圖而言的一種高效率和高質量的繪圖技術。針對現階段大學生對于應用計算機繪圖軟件“一教就會，一用就廢”的現象，以提升學生自主學習能力、創新意識和記憶延展性為目標，提出“16+1”教學模式，通過理論實踐化、實踐專業化、專業興趣化、興趣創新化的方法，探索和實踐大學生課堂教學中知行合一的教學模式，培養學生將抽象思維實體化，形成針對本專業的計算機繪圖思維。

關鍵詞：計算機繪圖自主學習創新意識延展性實體化

Explorationofthe“16+1”TeachingModeforComputerDrawing

WANGTianqi*SUNWenSUNYanpingZENGWeiZHANGDanZHANGZhenjun

MechanicalEngineeringCollege，Xi'anShiyouUniversity，Xi’anCity，ShaanxiProvince，710065China

Abstract：ComputerDrawingisabranchofComputerGraphics，whichisanefficientandhigh-qualitydrawingtechniquecomparedtomanualdrawing.Inresponsetothecurrentphenomenonofcollegestudents’inabilitytousecomputergraphicssoftwarewhileaftertheyaretaught，the"16+1"teachingmodelisproposedwiththegoalofenhancingtheirseM+OBgEgofzSdpsvcicG1Sb2VcugeOEvGrMkAghcr/o4=lf-directedlearningability，innovativeconsciousness，andmemoryextensibility.Throughtheoreticalpractice，practicalspecialization，professionalinterest，andinterestinnovationmethods，itexploresandpracticestheteachingmodelofintegratingknowledgeandactionincollegeclassroomteaching，cultivatesstudents’abilitytoconcretizeabstractthinkingandformcomputerdrawingthinking?F9lZ4mGLa59iUMieGRIIQdeQcWi2+i20B/mEBuEVge4=;tailoredtotheirmajor.

KeyWords：ComputerDrawing;Self-directedlearning;Innovativeconsciousness;Extensibility;Materialization

計算機繪圖是設計類工科本科生的一門基礎課，教學對象是畫法幾何與專業繪圖課程結束后[1-2]對專業有模糊的概念但不清晰的大一學生，主要目的是掌握計算機繪圖軟件的一般操作方法，為后續的課程設計、畢業設計及就業提供工具支撐[3]。結合當前大學生對于計算機繪圖軟件“一教就會，一用就廢”的現狀，提出“16+1”教學模式，即“16課時理論+1周集訓”的教學模式，用理論實踐化、實踐專業化、專業興趣化和興趣創新化的靈活多維的實踐教學方法提升學生自主學習能力、創新意識和記憶延展性。

1理論實踐化

計算機繪圖是一門工具學科，學生能夠綜合運用畫法幾何和專業制圖所學過的知識[1-4]，將專業制圖和計算機繪圖基礎中的二維圖形的繪制、修改、工程圖形的環境設置、圖案填充與文本注寫、圖塊及其屬性、圖形的尺寸標注、正投影圖的繪制、專業圖的繪制、圖樣輸出等內容綜合運用并實踐化[5-8]，培育學生獨立選擇和學習繪圖軟件的意識和基本方法，也為以后做好其他課程設計及畢業設計進行一次綜合訓練和準備[6-10]。但是對于一門工具課程，學生如果不能實踐操作，純粹的命令使用方法講解已不能使學生的記憶有持續性和延展性，很難提升學生的主動性和創新意識，“一教就會，一用就廢”是必然。將理論融入實踐是計算機繪圖授課方式的最優選擇，于是產生了“16+1”教學模式，探索理論實踐化的教學模式。將純粹的理論課實踐化，進入計算機實驗室，人手一臺計算機，從軟件安裝開始，到命令的運用，學生直接動手操作，掌握工具的使用方法，并將命令具體化，提升學生的自主學習能力和動手能力，增強記憶持續性。

2實踐專業化

剛進入各專業學習不久的大學生未系統學習本專業的專業知識，普遍對本專業的發展方向缺少清晰明確的認識。在教學過程中，將專業知識融入繪圖命令的操作過程，避免圖形只是圖形、計算機繪圖軟件只是繪圖軟件的問題，由專業圖形取代簡單的點、線和面，書面圖形立體化和實體化成為具體的機械零件或實體建筑。例如：針對AUTOCAD繪圖軟件中的“塊的建立”命令，對于機械類學生，可以建立表面粗糙度符號（見圖1）；對于土木工程類學生，可以建立標高尺寸符號（見圖2）和定位軸線編號等。在繪制專業圖的過程中，將本專業基礎知識重溫的同時，能熟練掌握繪圖命令，在實驗中心，能夠在學習理論知識的同時，直接進行實踐操作。實踐專業化的目的是在實踐的過程中增加記憶延展性并通過繪制本專業相關圖形可以使專業具體化。

3專業興趣化

盡管計算機技術逐漸發展，專業制圖課已經取代了掛圖時代實現CAI[11-15]教學時代，使平面圖形立體化。但是，也是只能實現多角度觀看教學模型，仍然不能實現教學過程中學生對教學模型的360°全角度觀看，想象力略差的學生學習困難，對本專業學習興趣提升成為更大的難題。而計算機繪圖課是專業繪圖課的延伸，制圖理論知識的欠缺導致學生在計算機繪圖學習過程中看到的專業圖形只是單調線條，無法提升學習興趣。

沉浸式教學，即模型教室與計算機繪圖實驗室聯合使用是解決此類問題的良好方法。模型教室用于學生儀器圖繪制、木模測繪、零件測繪及裝配體測繪，并保證學生一人一機的良好實驗上機條件，主講教師起講授輔助引導作用。例如：對于建筑制圖中的旋轉樓梯[16-17]（見圖3），理論知識講的是平螺旋面，手工繪制的是三投影面體系的二維圖形，學生對于臺階旋轉后不可見部分理解困難。在計算機繪圖學習過程中，首先在模型室可以看到具體的旋轉樓梯模型實物，對于樓梯旋轉后的不可見部分能夠將抽象化的二維圖形立體化成為實體。沉浸式教學使學生對本專業很難想象的機械零件或建筑物外觀及內部結構有清晰且直觀體會，解決因想象力不足造成的立體概念形成困難問題，專業興趣明顯提升。

4興趣創新化

這是一個彰顯個性的時代，學生的自我發展的欲望得到了極大的激發，自我意識顯著升，個性化發展愿望強烈[10]。專業基礎知識欠缺被彌補，專業興趣提升后，將興趣創新化是計算機繪圖課程面臨的極大挑戰。取消刻板的結課考試，建立全新的過程化考核方式。建立創新意識，對機械電子工程和土木工程兩個專業的學生進行實踐。為了能夠使學生對計算機軟件使用方法產生強烈的求知欲和創作欲，在首次課上布置結課作業——自由設計繪制與本專業有關的圖形，需在結束課程學習一周后提交作業。對于機械專業的學生，繪制本專業相關的機械零件圖或機械裝配圖；對于土木工程類學生，設計繪制建筑，要求在現有成品基礎上有元素改變。每屆8個班240人，不允許出現雷同作業，考核占課程成績50%。學生自主學習能力及創新意識顯著提高，機械專業的學生提交的作業由學生自行繪制機械圖代替了課本上的圖形（如圖4），圖5是土木工程專業學生設計的Loft房屋圖效果圖。

5結語

對四屆學生包括兩屆傳統教學方式和兩屆“16+1”教學模式的近2000名機械及土木專業的學生連續4年持續跟蹤調查經過顯示：傳統教學方式“一學就會，一用就廢”現象嚴重，記憶延續性差，理論課講述的內容在實踐中可中仍然需要重復講解，結課后，所學命令操作方式在30d后的課程設計、365d后的課程設計及兩年后的畢業設計中需重新學習，課程設計和畢業設計中幾乎沒有創新元素，創新意識幾乎為零；在同樣條件的“16+1”教學模式下，學生仍能較好地完成計算機繪圖命令的熟練運用，在課程設計及畢業設計中，有2/3學生有創新元素，學生在全國大學生機械設計創新大賽、陜西省第一屆大學生工程制圖及3D建模大賽、“杰瑞杯”第七屆中國研究生能源裝備創新設計大賽和陜西省“互聯網+”大學生創新創業大賽均獲得不錯的成績。“16+1”教學模式用理論實踐化、實踐專業化、專業興趣和、興趣創新化的靈活多維的實踐教學方法提升學生自主學習能力、創新意識和記憶延展性。

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