CAD教學(xué)探討與實(shí)踐

張?jiān)魄?/p>

（延邊大學(xué)工學(xué)院,吉林 延吉 133002）

CAD(Computer Aided Design)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡稱，指利用計(jì)算機(jī)軟件、硬件系統(tǒng)輔助工程技術(shù)人員對產(chǎn)品或工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、修改以及交互式顯示輸出的一種方法(或手段)，是一門多學(xué)科的綜合性應(yīng)用技術(shù)。如何結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)更好地提高培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，正是教師不斷探究的課題。

1 教學(xué)內(nèi)容的確定

目前CAD技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、建筑等諸多領(lǐng)域。各專業(yè)所開展的專業(yè)CAD教學(xué)都是針對本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)來確定教學(xué)內(nèi)容，不同專業(yè)的CAD 教學(xué)側(cè)重面也是不同的，各專業(yè)CAD課程的前期基礎(chǔ)知識也是各不相同，在整個教學(xué)內(nèi)容中體現(xiàn)專業(yè)制圖的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)又結(jié)合專業(yè)特征。也有的以專業(yè)CAD軟件為操作平臺進(jìn)行課程的教學(xué)。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)開設(shè)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程是從計(jì)算機(jī)專業(yè)人才發(fā)展需要出發(fā)，重點(diǎn)是輔助設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。我們將各專業(yè)的制圖規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)納入學(xué)生CAD教學(xué)中的自學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣愛好選擇一個專業(yè)或多專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行學(xué)習(xí)。由于計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生在程序設(shè)計(jì)上具有明顯的優(yōu)勢，在教學(xué)內(nèi)容上引入了以Visual LISP[1]程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為的AutoCAD的二次開發(fā)技術(shù)，使之能更好地應(yīng)用于專業(yè)領(lǐng)域。

為此所確定的教學(xué)內(nèi)容主要有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的功能及應(yīng)用、圖形生成的基本原理、圖形的繪制和編輯、圖形標(biāo)注、三維實(shí)體造型和Visual LISP程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

2 課堂教學(xué)過程的實(shí)施

CAD課程是一門實(shí)踐性、操作性和靈活性很強(qiáng)的課程。我們本著重基礎(chǔ)、調(diào)動潛能、提高能力的教學(xué)思路，以實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，啟發(fā)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)的CAD教學(xué)的理念，將CAD教學(xué)安排在計(jì)算機(jī)機(jī)房，便于實(shí)現(xiàn)實(shí)例教學(xué)、學(xué)以致用。要探究實(shí)例與所學(xué)知識及課程本身的知識點(diǎn)間關(guān)系，找出異同，便于學(xué)生掌握。將所有教學(xué)資料在課前通過網(wǎng)絡(luò)提供給學(xué)生。

對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的功能及應(yīng)用、圖形生成的基本原理這部分教學(xué)內(nèi)容，對計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生來說很容易掌握，因此采用教師指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)的方式進(jìn)行效果會為佳。

在進(jìn)行圖形的繪制和編輯以及圖形標(biāo)注前要先進(jìn)行圖層、繪圖環(huán)境設(shè)置方面的教學(xué)，可以使學(xué)生養(yǎng)成一個良好的習(xí)慣，這些內(nèi)容可結(jié)合已學(xué)過的前期課程內(nèi)容的教學(xué)來進(jìn)行。這樣即復(fù)習(xí)了前期課程知識，又能很好地完成這部分的教學(xué)。

課堂教學(xué)是實(shí)時(shí)動態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的最佳途徑，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵[2]。如點(diǎn)的坐標(biāo)和教學(xué)，采用實(shí)例邊長為60三角形的繪制作為實(shí)例，提出疑問：那么三個點(diǎn)的坐標(biāo)如何確定呢？第一點(diǎn)可任意選擇后查看其坐標(biāo)，第二點(diǎn)輸入“@60,0”，第三點(diǎn)輸入“@60<120”，畫出圖形后標(biāo)注尺寸，學(xué)生更直觀地體會了點(diǎn)的相對直角坐標(biāo)和相對的極坐標(biāo)的表示方法，去掉@就是點(diǎn)的絕對坐標(biāo)，再說明@的一般含義。這樣完成了這個最常用知識點(diǎn)的教學(xué)，通過驗(yàn)證效果很好。再例如具有復(fù)制功能修改命令“復(fù)制”、“鏡像”、“陣列”“偏移”的教學(xué)可放在一起通過實(shí)例比較教學(xué)，使學(xué)生更容易掌握這些知識點(diǎn)。

在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生在畫圖前分析圖形，多于PhotoShop相比較，結(jié)合CAD本身的特點(diǎn)教師引導(dǎo)學(xué)生從圖形的圖元構(gòu)成和編輯方法逐步同步分析，共同繪制，相互比較，在繪制過程中還要多設(shè)情境，圖形的繪制完后還要引導(dǎo)學(xué)生去總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的繪圖、讀圖的能力。

通過實(shí)例教學(xué)教師能抽出更多的課堂時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生，由于學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊，對圖形的理解及操作速度等諸多原因，教師的指導(dǎo)還要分類進(jìn)行，好的學(xué)生要加量，即多加實(shí)例或啟發(fā)他們自己找實(shí)例進(jìn)行操作，稍差的學(xué)生教師既要多花一點(diǎn)指導(dǎo)時(shí)間又要多一些耐心指導(dǎo)他們獨(dú)立完成操作，告訴他們課堂內(nèi)沒有完成的部分就是他們課后的作業(yè)，對個別太差的學(xué)生就要利用空閑時(shí)間個別輸導(dǎo)，久而久之就提高他們學(xué)習(xí)的興趣和實(shí)際動手能力。教師還要鼓勵學(xué)生，互幫互助，共同學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

Visual LISP程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)合已學(xué)過的程序設(shè)計(jì)課程的對比進(jìn)行，以案例教學(xué)為主，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)，就會在較短的時(shí)間內(nèi)更快、更好地掌握程序設(shè)計(jì)的思想和方法。讓學(xué)生逐步領(lǐng)會要領(lǐng)，理清思路，逐步細(xì)化求精，從培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力。

在實(shí)驗(yàn)課前引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，根據(jù)每個實(shí)驗(yàn)的要求，從現(xiàn)實(shí)出發(fā)通過教學(xué)資料、網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)實(shí)生活等多渠道收集實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，針對有些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前無準(zhǔn)備由教師協(xié)助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教師重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生“創(chuàng)意”性的完成實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行總結(jié)，使操作更熟練, 知識點(diǎn)掌握的牢固，技巧掌握的更扎實(shí)。

復(fù)雜的實(shí)例安排在實(shí)驗(yàn)課或習(xí)題課上學(xué)生與老師同步進(jìn)行，學(xué)生還需在期末考試前完成并提交的大作業(yè)：2D圖形的繪制、3D圖形的繪制及綜合程序設(shè)計(jì)，這三個開放式作業(yè)不限內(nèi)容，但不允許有雷同。

教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生了解或參加CAD的認(rèn)證考試，參加CAD有關(guān)的學(xué)會、參加相關(guān)競賽，感興趣的同學(xué)還可以選取CAD相關(guān)課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來完成等來提高CAD的設(shè)計(jì)能力，將課內(nèi)教學(xué)向延伸到課外。

3 成績的評價(jià)

成績分兩部分：平時(shí)成績和期末成績。平時(shí)成績主要以課堂完成情況、作業(yè)、大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為評分依據(jù)。期末考試主要考查知識的掌握程序、繪圖能力和程序設(shè)計(jì)能力幾個方面。通過教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的成績完全體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。

作為老師如何更好地提高教學(xué)效果是一個不斷探究的重量課題，只有在軟件變化和內(nèi)容變化的情況下不斷提高自身的CAD素質(zhì)，不斷研究教學(xué)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)，更新課程的教學(xué)思路，提升教師的教學(xué)能力，以提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)多思考、多觀察、多研究，才能更好地實(shí)現(xiàn)時(shí)代賦予教師的職責(zé)。

[1]陳伯雄，馮偉. Visual LISP 程序設(shè)計(jì)－技巧與范例踐[J]. 人民郵電出版社, 2002（08）.

[2]王移芝，金一，周圍. 基于“計(jì)算思維”能力培養(yǎng)的教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J]. 中國大學(xué)教學(xué),2014(03):49-53.