基于三維CAD技術(shù)的工程制圖教學(xué)改革研究

摘要：為了做好工程制圖教學(xué)工作，本文將展開相關(guān)研究。研究針對工程制圖三維CAD技術(shù)應(yīng)用教學(xué)工作展開，主要論述CAD鐵路工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀，后指出現(xiàn)狀問題，最終針對問題提出改革策略。策略的實(shí)施可以解決當(dāng)下問題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革目標(biāo)，改革后的教學(xué)工作將三維CAD技術(shù)充分融于工程制圖教學(xué)，能強(qiáng)化學(xué)生CAD技術(shù)應(yīng)用能力，成為高素質(zhì)工程制圖人才。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù);工程制圖;教學(xué)改革

引言

學(xué)校作為人才培養(yǎng)平臺(tái)與行業(yè)人才輸出渠道，理應(yīng)根據(jù)鐵路行業(yè)人才要求展開培養(yǎng)工作，確保人才畢業(yè)后能順利就業(yè)，但根據(jù)鐵路工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀了解到，該項(xiàng)教學(xué)工作雖然已經(jīng)全面融入了三維CAD技術(shù)，但依舊存在一些問題，不利于學(xué)生就業(yè)，故需要進(jìn)行改革，為實(shí)現(xiàn)改革目的有必要展開相關(guān)研究。

1.CAD鐵路工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀

目前，三維CAD技術(shù)已經(jīng)深入工程制度教學(xué)中，學(xué)?；径奸_設(shè)了對應(yīng)的課程，也對課程內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的劃分，諸如圖形處理課程內(nèi)容就包括二維、三維兩項(xiàng)，同時(shí)也設(shè)置了對應(yīng)的理論、實(shí)踐教育環(huán)節(jié)。但從教育情況來看，因?yàn)楣こ讨茍D屬于傳統(tǒng)學(xué)科，以往主要以二維制圖為主，所以受傳統(tǒng)教學(xué)影響，現(xiàn)代許多學(xué)校并不注重三維教學(xué)，例如某學(xué)校全學(xué)期教學(xué)中約70%以上的內(nèi)容都屬于二維圖形處理，三維內(nèi)容比較少，且三維教學(xué)主要圍繞AutoCAD軟件展開，但該軟件目前不夠完整，其實(shí)體造型功能不具備參數(shù)化特征，因此無法直接對設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行高精度調(diào)整。從這里可以看出，CAD鐵路工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀喜憂參半，且總體上依舊已二維為主，與當(dāng)前行業(yè)所需不符，故不僅對學(xué)生就業(yè)有不利影響，還阻礙了行業(yè)乃至社會(huì)發(fā)展，因此必須改革[1]。

2.CAD鐵路工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀問題

2.1教學(xué)體系傳統(tǒng)

通過現(xiàn)狀可以看出，當(dāng)下的CAD鐵路工程制圖教學(xué)體系趨于傳統(tǒng)，其中存在諸多問題，而問題中較具代表性的有三：第一教學(xué)內(nèi)容，即學(xué)校雖然開設(shè)了相關(guān)課程，但多數(shù)時(shí)間用于二維教學(xué)，導(dǎo)致教學(xué)中缺乏三維CAD技術(shù)教學(xué)要點(diǎn)，不利于學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力提升;第二教學(xué)方法，即無論是二維還是三維教學(xué)，教師都應(yīng)當(dāng)采用正確的教學(xué)方法展開工作，但現(xiàn)代許多教師在教學(xué)中采用的方法比較統(tǒng)一，普遍先通過課堂講解傳授理論，再組織學(xué)生參與實(shí)踐，這種教學(xué)方法固然有效，但并不能滿足所有學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，容易導(dǎo)致CAD鐵路工程制圖教學(xué)質(zhì)量參差不齊;第三作業(yè)形式不合理，即當(dāng)下許多教師在CAD鐵路工程制圖教學(xué)中會(huì)布置作業(yè)，以便學(xué)生掌握理論知識(shí)，但教師布置的作業(yè)趨于理論，多為問答題目，鮮少涉及實(shí)操。在三大問題下說明CAD鐵路工程制圖教學(xué)體系傳統(tǒng)，理應(yīng)進(jìn)行改革[2]。

2.2教學(xué)直觀性不足

目前，許多教師在CAD鐵路工程制圖教學(xué)工作中會(huì)重點(diǎn)講授幾何圖形畫圖方法、要點(diǎn)等，這些內(nèi)容確實(shí)是CAD鐵路工程制圖教學(xué)必須體現(xiàn)的，但教師在講解這些內(nèi)容時(shí)，主要是通過二維視角進(jìn)行剖析，諸如教師會(huì)在黑板上畫出一個(gè)幾何圖形，再通過語言引導(dǎo)學(xué)生思考，促使學(xué)生在腦海中構(gòu)成立體模型，而這種方法的信息呈現(xiàn)形式不夠直觀，很多學(xué)生未必能通過教師語言構(gòu)成正確的立體模型，甚至無法構(gòu)成立體模型，在這種情況下學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解就會(huì)出現(xiàn)偏差，因此造成教學(xué)質(zhì)量問題。

2.3實(shí)踐教學(xué)缺陷

許多學(xué)校在CAD鐵路工程制圖教學(xué)中開設(shè)了實(shí)踐課程，該課程主要是在學(xué)生學(xué)完所有基礎(chǔ)理論后展開，要求學(xué)生使用以往所學(xué)進(jìn)行實(shí)操。這種實(shí)踐教學(xué)方式確實(shí)具有可行性，但實(shí)施起來并不穩(wěn)定，很容易出現(xiàn)兩大問題：第一，因?yàn)閷W(xué)生在理論學(xué)習(xí)中很少實(shí)踐，所以可能無法發(fā)覺自身存在的問題，故在實(shí)踐操作中可能會(huì)遇到困難，難以取得良好實(shí)踐成果;第二因?yàn)镃AD鐵路工程制圖教學(xué)中的理論較多，所以學(xué)生在漫長的理論學(xué)習(xí)中容易遺忘知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)操中容易手足無措，故實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量也會(huì)受到質(zhì)量影響。

3.CAD鐵路工程制圖教學(xué)改革策略

3.1改革方案概覽

CAD鐵路工程制圖教學(xué)改革需要考慮到課時(shí)，不能直接通過新增內(nèi)容的方式進(jìn)行改革，否則原本就十分緊張的課時(shí)資源將無法滿足教學(xué)需求。在這一基礎(chǔ)上，著眼于CAD鐵路工程制圖教學(xué)當(dāng)下存在的三大問題，學(xué)校應(yīng)當(dāng)先削減教學(xué)中不必要的內(nèi)容，騰出一定課時(shí)用于支撐新內(nèi)容教學(xué)，同時(shí)還要選擇一些高效率教學(xué)方法，用盡可能少的課時(shí)讓學(xué)生消化知識(shí)，盡快參與實(shí)踐。另外，學(xué)校理應(yīng)關(guān)注行業(yè)要求，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)，增設(shè)與三維CAD技術(shù)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)重心對準(zhǔn)該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用，這樣才能培養(yǎng)出行業(yè)需要的人才，且解決學(xué)生就業(yè)問題。著眼于改革方案的思路，改革中需要使用到的策略有：CAD鐵路工程制圖教學(xué)體系更新、教學(xué)方法優(yōu)化、理論與實(shí)踐混合。

3.2策略分析

下文對改革方案中的三大改革策略進(jìn)行論述，依照各項(xiàng)策略的應(yīng)用方式可實(shí)現(xiàn)CAD鐵路工程制圖教學(xué)改革目的。

（1）CAD鐵路工程制圖教學(xué)體系更新

針對傳統(tǒng)CAD鐵路工程制圖教學(xué)體系的三大缺陷，學(xué)校必須對癥下藥進(jìn)行改革，首先圍繞教學(xué)內(nèi)容，學(xué)校理應(yīng)增加三維CAD技術(shù)的內(nèi)容比重，且在教學(xué)中引入實(shí)體建模概念，強(qiáng)調(diào)二維與三維圖形轉(zhuǎn)換思維，幫助學(xué)生建立三維建模思路。同時(shí)教師要理清教學(xué)內(nèi)容中的教學(xué)要點(diǎn)，以便找準(zhǔn)教學(xué)方向。其次圍繞教學(xué)方法，教師要結(jié)合教學(xué)要點(diǎn)作出選擇，諸如在“三視圖、組合體”要點(diǎn)上，教師就要選擇課堂理論+三維CAD技術(shù)建模實(shí)踐的方法進(jìn)行教學(xué)，這樣能夠第一時(shí)間讓學(xué)生掌握知識(shí)應(yīng)用方式，并懂得審驗(yàn)三視圖。最后圍繞作業(yè)，教師也要依照教學(xué)要點(diǎn)設(shè)定。關(guān)于更新后CAD鐵路工程制圖教學(xué)體系的教學(xué)要點(diǎn)、教學(xué)方法、作業(yè)要點(diǎn)見表1（實(shí)際內(nèi)容過多，表1僅展示部分，以供參考）。

（2）教學(xué)方法優(yōu)化

為了提高教學(xué)的直觀性，建議學(xué)校在課堂上安裝計(jì)算機(jī)等相關(guān)設(shè)備，讓教師通過計(jì)算機(jī)代替黑板進(jìn)行教學(xué)。教師可以通過計(jì)算機(jī)打開CAD制圖軟件，在軟件中借教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行建模，這種內(nèi)容區(qū)別于以往簡單的平面幾何圖形，具有立體性，故CAD鐵路工程制圖教學(xué)的直觀性增強(qiáng)，教學(xué)質(zhì)量得到優(yōu)化。

（3）理論與實(shí)踐混合

理論與實(shí)踐均是CAD鐵路工程制圖教學(xué)的重要板塊，但在兩個(gè)版塊的教學(xué)中教師不能讓兩者分隔過遠(yuǎn)，建議采用理論與實(shí)踐混合策略進(jìn)行改革。所為理論與實(shí)踐混合，是讓教師先從理論教育著手，每講解完一個(gè)單元的理論內(nèi)容后，就迅速的組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)操，實(shí)操項(xiàng)目要與該單元理論內(nèi)容相符，這樣能起到鞏固學(xué)生理論知識(shí)印象，強(qiáng)化學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的作用，同時(shí)還節(jié)省了課時(shí)。

4.結(jié)語

綜上，CAD鐵路工程制圖教學(xué)現(xiàn)狀喜憂參半，其中一些問題必須得到整改，故學(xué)校需要進(jìn)行改革。改革要講求方式方法，學(xué)校應(yīng)當(dāng)先分析當(dāng)前教學(xué)的實(shí)際問題，隨后采用對應(yīng)策略進(jìn)行處理，同時(shí)在策略設(shè)定時(shí)要考慮到教學(xué)效率問題，以免改革后出現(xiàn)課時(shí)資源不足的現(xiàn)象。改革后，CAD鐵路工程制圖教學(xué)與三維CAD技術(shù)充分融合，能夠全面培養(yǎng)學(xué)生三維CAD技術(shù)應(yīng)用能力，滿足行業(yè)當(dāng)下需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]李云平.基于三維CAD技術(shù)工程制圖課程教學(xué)改革的探討[J].新校園（上旬），2015（9）：42.

[2]劉晶.工程制圖課程與三維CAD軟件并行開設(shè)的教學(xué)效果研究[J].化工高等教育，2020，v.37;No.174（04）：153-156.

作者簡介：謝喜峰（1981-12-24-），男，湖南新邵人，漢，講師、工程師，大學(xué)本科，研究方向：鐵路及職業(yè)教育。

項(xiàng)目來源：湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院2020級(jí)校級(jí)在線精品課程，課程名稱：工程制圖及CAd。