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(shí)。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(tái)實(shí)現(xiàn)建筑CAD與工程制圖兩門課程恰當(dāng)?shù)娜诤?，以此激發(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(shí)，教師實(shí)現(xiàn)面向全體學(xué)生的教學(xué)，學(xué)生在教學(xué)過(guò)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(shí)體模型進(jìn)行詳細(xì)講解、剖析，并在黑板上一個(gè)“點(diǎn)”、一根“線”、一個(gè)“面”完成圖樣的繪制，而學(xué)生一邊看PPT立體掛圖與實(shí)體模型，一邊看著老師繪制圖樣的每一個(gè)步驟，再接著自己繪制不同的例題來(lái)實(shí)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(gè)教學(xué)過(guò)程來(lái)，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(guò)練習(xí)掌握知識(shí)。

但就對(duì)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(dòng)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(shí)現(xiàn)真正地面向全體學(xué)生的教學(xué)，學(xué)生也無(wú)法真正地實(shí)現(xiàn)“學(xué)中做”、“做中學(xué)”?，F(xiàn)實(shí)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(shì)”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(jī)會(huì)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(qiáng)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(tái)，實(shí)現(xiàn)課前教師在平臺(tái)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(wèn)題，師生在討論區(qū)適時(shí)討論問(wèn)題；課中教師有目的將課前教學(xué)平臺(tái)上討論的問(wèn)題設(shè)計(jì)為課中的重難點(diǎn)并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些重難點(diǎn)進(jìn)行討論，最終獲得結(jié)論，教師再加深教學(xué)項(xiàng)目難度讓每位學(xué)生獨(dú)立解決，小組交流討論、匯報(bào)說(shuō)明過(guò)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(tái)上報(bào)作業(yè)，教師在線及時(shí)評(píng)價(jià)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(shí)體模型的數(shù)量有限的難題。Auto-CAD軟件能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體模型全方位旋轉(zhuǎn)觀察，能通過(guò)各種組合、切割等過(guò)程建立若干實(shí)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(jiǎn)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(shí)現(xiàn)“學(xué)中做”、“做中學(xué)”，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。

3 Auto-CAD在工程制圖課程中實(shí)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(gè)視口模擬實(shí)現(xiàn)視圖繪制，將整個(gè)過(guò)程錄制成微課視頻，并上傳學(xué)校信息化教學(xué)平臺(tái)，開放討論區(qū)，設(shè)置闖關(guān)連動(dòng)，最后設(shè)計(jì)兩道簡(jiǎn)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(diǎn)？如何標(biāo)記？）。課前學(xué)生按時(shí)觀看視頻，參與討論獲得積分。

②課中教師針對(duì)教學(xué)平臺(tái)上學(xué)生提出的具有特點(diǎn)的問(wèn)題設(shè)計(jì)為本節(jié)課的重難點(diǎn)，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(bào)點(diǎn)評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)三個(gè)環(huán)節(jié)，最終獲得結(jié)論。

教師再加深項(xiàng)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(duì)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(gè)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(guò)程獲得的結(jié)論在多媒體教室里獨(dú)立建模驗(yàn)證結(jié)論。

圖3 學(xué)生獨(dú)立建模

學(xué)生驗(yàn)證的具體過(guò)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(gè)圓錐；并用矩形、旋轉(zhuǎn)命令設(shè)置兩個(gè)面分別作為水平截平面和正垂截平面，并移動(dòng)到適當(dāng)位置處；采用剖切命令依次剖切實(shí)體；借助布爾運(yùn)算“并集”實(shí)現(xiàn)立體模型建模。

開設(shè)4個(gè)視口，橫向依次為V、W、H三個(gè)投影面與立體軸測(cè)圖，實(shí)現(xiàn)了在交互軟件的一個(gè)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(bào)建模并獲得視圖的過(guò)程，其他學(xué)生依次點(diǎn)評(píng)，最后教師點(diǎn)評(píng)，師生共同總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

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(bào)制圖過(guò)程，提出問(wèn)題、難點(diǎn)。針對(duì)問(wèn)題、難點(diǎn)，教師有目的地引導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)討論來(lái)解決問(wèn)題，比如輔助線的設(shè)定，特殊位置點(diǎn)、一般位置點(diǎn)在二維圖中的尋找、標(biāo)記與求解，并借助Auto-CAD模型來(lái)驗(yàn)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(tái)發(fā)布一個(gè)難度更高（三次截割立體）項(xiàng)目，學(xué)生在教學(xué)平臺(tái)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(shí)批閱指導(dǎo)評(píng)價(jià)。

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(diǎn)

①通過(guò)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(shí)線表達(dá)了。這點(diǎn)課前、課中都要說(shuō)明清楚，特別是要求學(xué)生在任務(wù)單手繪過(guò)程中要表達(dá)清楚。

②Auto-CAD本身三維模型空間是東北等軸測(cè)軸，這與三面投影體系方位正好相反，實(shí)際建模時(shí)建議采用西南等軸測(cè)圖。

③將工程制圖課與建筑CAD課融合，刪除繁雜，有針對(duì)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(tái)，增設(shè)計(jì)算機(jī)等設(shè)備。

5 結(jié)論

通過(guò)筆者實(shí)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(tái)，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(duì)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(shí)以更加直觀的形式表達(dá)出來(lái)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖的積極性，增強(qiáng)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(shí)現(xiàn)“寓教于樂”、學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)在“學(xué)中做”、“做中學(xué)”，感受學(xué)習(xí)的樂趣。