CAD課程在中職《土木工程識圖》教學中的應用

儲小芳

摘 要：土木工程識圖課程是中專職業(yè)學校工科專業(yè)開設的一門基礎課程。傳統(tǒng)的手工繪圖不能適應現(xiàn)代工程技術人才的培養(yǎng)要求，將現(xiàn)代信息技術CAD應用到土木工程識圖教學之中，有利于調動學生積極性，發(fā)揮學生的空間想象能力，提高人才培養(yǎng)質量。

關鍵詞：土木工程識圖；CAD

1 《土木工程識圖》與《CAD》課程教學現(xiàn)狀分析

1、《土木工程識圖》課程的要求及特點

土木工程識圖是研究工程圖樣的繪制和識讀規(guī)律的一門重要技術基礎課，是工科專業(yè)學生的必修課。該課程主要要求學生能熟練地掌握投影知識，同時，它還是基礎課與專業(yè)課銜接的紐帶，掌握專業(yè)圖樣的識讀和繪制方法。在傳統(tǒng)教學模式中，以讀圖為教學目標，以手工繪圖為教學手段。

2、《CAD》課程的要求及特點

CAD（計算機輔助設計）是AutoCAD的簡稱，是美國Autodesk公司開發(fā)的通用計算機輔助繪圖與設計軟件包，主要用于學校、企業(yè)技術人員對產(chǎn)品進行設計，主要研究如何利用各種指令繪制各種圖樣，具備高效率、高質量的特點。

3、兩者教學模式各有不足

教師采用傳統(tǒng)手段教土木工程識圖課程時，教學效果不明顯。而不懂得土木工程專業(yè)知識的計算機教師教CAD，只是讓學生依樣畫葫蘆，學生并不理解圖形樣式和用途。

4、中職學生學習特點

中職學校的學生學習基礎差，學習主動性也比較差，特別是他們的空間思維能力比較差，在學習土木工程識圖課程中，不能很好的理解知識點，存在一定的困難。

要使中職學生既能夠掌握工程制圖的基本知識，又能夠靈活運用計算機繪圖軟件快速準確地繪圖，應將CAD教學應用到工程制圖教學中，把CAD作為一種工具來使用，作為輔助教學手段來處理，把看圖、識圖能力的培養(yǎng)作為重點來進行教學。將它們有機地穿插在一起，增加教學的直觀性和趣味性，提高教學效果。

2 CAD課程在《土木工程識圖》教學中的具體應用

（一）、CAD課程在《土木工程識圖》畫法幾何中的應用

1、CAD在《工程制圖》國家標準中的應用

《工程制圖》國家標準是土木工程識圖的基礎，是土木工程生產(chǎn)中最基本的技術文件。標準中“圖紙的幅面和格式”，可以在CAD中的“圖紙的布局、打印”一起來講解；機械制圖中關于尺寸標注的標準和要求可用CAD中修改“標注樣式”的方法來實現(xiàn)，強制執(zhí)行各種繪圖的國家標準。

2、CAD在點、線、面投影中的應用

畫法幾何中的點、線、面的投影比較枯燥和抽象。學生在學習投影面的各種平行線（面）、垂直線（面）以及一般位置線（面）的投影特性的過程中感到比較困惑，更不能應用這些知識進行形體的線面分析，這主要是由于圖中的點、線、面的直觀性差?？衫肅AD中“繪圖”的“實體”來創(chuàng)建三維模型。在三維模型里利用“修改”中的“實體編輯”中的“著色線”、“著色面”來選取三維模型中相應的線和面，就可分析不同位置的線面投影特性。這樣就可將抽象的點線面知識融入到直觀的三維實體中，把所學知識連貫起來，同時又對學習物體的投影起到促進作用。

3、CAD在三視圖的投影規(guī)律中的應用

《工程制圖》中的三視圖的投影規(guī)律：“長對正、高平齊、寬相等”，可利用CAD中的“對象捕捉”、“對象追蹤”來實現(xiàn)。

4、CAD在組合體中的應用

組合體視圖是制圖教學的重點和難點，常采用形體分析法和線面分析法，一邊分析一邊對照實物模型或掛圖進行講解，這要求學生掌握線面的投影特性和基本幾何體的投影特征，積極思考，充分想象，在頭腦中形成空間點、線、面，才能想清楚組合體的整體形狀和各部分相互的連接關系。但是中職學生大多數(shù)做不到這一點，且在實際教學中所制作的模型簡單、數(shù)量少，對于復雜形體也難以制作。而借助CAD 進行建模，不管形體有多復雜，數(shù)量有多少，都能方便、迅速地進行制作。這些模型能表達組合體的組合形式，各個面、線的實際形狀以及各部分的連接關系；還能對局部或整體進行自由縮放，從而使學生看清重點部分或細小結構的形狀；還可以通過自由旋轉實體，看清楚形體在前后、左右、上下六個方位上表面的連接關系，再使用“三維視圖”確定看圖方向，逐一分析視圖情況，然后畫出三視圖。通過CAD 的三維建模，幫助學生實現(xiàn)從二維到三維的轉換，分析視圖、讀懂視圖。

5、CAD在剖視圖中的應用

剖視圖是表達圖樣的一種方法，它是假想用剖切面剖開形體后形成的，但是學生很難理解“假想”；弄不清剖視圖的形成過程、剖切平面的剖切位置，不知道哪些實體被剖切平面剖切，哪些地方要畫剖面線。為此，我們用CAD 通過建立模型后，用“繪圖”中的“剖切”的功能剖開模型，通過用不同的位置剖切平面對形體進行剖切，分析出剖切位置對剖視圖畫法的影響，從而加深對剖視圖畫法的認識。借助于“三維視圖”，多方位、多角度地觀察剖切視圖，這樣就很容易分析出剖切后的形狀。

6.CAD在尺寸標注中的應用

尺寸標注對中職學生來說又是一個難點。學生往往是看到兩個點，或一條線就直接標注尺寸，錯誤較多，不能充分理解“同一尺寸只標注一次”的基本原則。教學中運用CAD中的三維建模創(chuàng)建三維實體，在實體中用“標注”中的選項進行尺寸標注，用“視圖”中“視口”，創(chuàng)建四個視口，分別設為主視、俯視、左視、西南軸測。即可在四個視口中同時看到所標注的尺寸，學生更能很好的理解和應用“同一尺寸只標注一次”，這樣學生不僅對三維實體有形狀也還有了大小的概念。

（二）、CAD課程在《土木工程識圖》專業(yè)圖紙識讀中的應用

《土木工程識圖》課程中涉及的專業(yè)圖紙主要有線路工程圖、橋梁工程施工圖、鋼圖、涵洞工程施工圖和隧道工程工程圖等，這些圖紙的識讀和繪制是中職學生必須掌握的基礎知識，為今后的專業(yè)課的學習打下良好的基礎。

在具體教學時可從標題欄、視圖、尺寸和技術要求四個方面來進行。在CAD中，標題欄有樣板文件可以調用進行講解；視圖可以利用CAD三維造模；尺寸可以結合CAD中的尺寸標注樣式的設置和尺寸標注命令的使用進行講解；技術要求應結合塊的屬性設置和文字的輸入進行講授。這樣將它們有機地穿插在一起，增加了教學的直觀性和趣味性，徹底改變了傳統(tǒng)的教學模式，提高了教學效果。

下面主要以視圖為例進行詳細說明：在傳統(tǒng)教學中，專業(yè)圖紙的講解主要依靠幾個實體教具模型，這是遠遠不能滿足教學需要的。因此，充分利用CAD中的三維建模能創(chuàng)建各種不同的模型，學生一方面能通過模型看到真實形狀，另一方面，通過虛擬模型能看清不同構造間的連接關系，分析每部分的作用。通過在多媒體教室的演示教學，增加了學生的感性認識和對空間物體的認識能力，學習積極性有很大提高，讀圖和識圖能力明顯增強。

3 結語

CAD課程能極大的豐富工程制圖的教學內(nèi)容，改變了工程制圖的教學方法，是一場制圖教學的革命。將CAD課程和工程制圖課程有機整合，將有力提高學生學習積極性，發(fā)揮空間想象能力，對提高課程的教學質量和學生工程意識的培養(yǎng)起著極大的促進作用。