刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277
历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979
浅析应用型本科院校CAD教学的多角度思维——以重庆大学城市科技学院土木类专业为例
【作者】 陈占锋 向 娟 段 旻
【机构】 (重庆大学城市科技学院,重庆)
【摘要】【关键词】
【正文】 摘 要:AutoCAD课程在高校的大多数专业均有开设,应用广泛,且软件提供了二次开发。对CAD的教学多以命令开始,从基本绘图到高级绘图,再到专业绘图,循序渐进的进行,这样给学生的思考空间很少。作者结合自己的绘图经验提出了问题引入法、观察绘图法、趣味绘图法、讨论绘图法等方法,在教学中对问题的从多角度思维,提高了学生的学习兴趣,开发了学生的创新型思维,给予了学生更多的想象和思考的空间,起到了较好的教学效果,这种多角度思维模式可在其它课程中借鉴采用。
关键词:应用型,CAD教学,多角度思维
1 引言
AutoCAD是美国Autodesk公司开发的计算机辅助设计绘图软件,它集二维三维绘图设计、参数化设计、协同设计及通用数据库管理和互联网通信功能为一体。AutoCAD自1982年推出以来,从初期的版本1.0,经多次版本更新和性能完善,现已发展到AutoCAD2016。它的应用范围遍及机械、电子、建筑、室内装潢、家具、园林和市政工程等工程设计领域,地理、气象、航海等特殊图形的绘制,甚至乐谱、灯光和广告等领域,目前已成为计算机CAD系统中应用最为广泛的图形软件之一。同时,AutoCAD也是一个最具有开放性的工程设计开发平台,其开放性的源代码可以供各行业进行广泛的二次开发。
2 多角度教学思维模式和方法
大多数CAD教材的内容通常可分为三部分,第一部分是AutoCAD基本绘图技术,包括CAD基本绘图命令和编辑命令;第二部分是AutoCAD高级绘图技术,采用辅助工具绘图及编辑;第三部分是绘制专业图纸,如建筑平面图,立面图和剖面图的绘制。这种编排模式有利于初学者了解和学习CAD,但其缺点非常明显,不利于CAD绘图技巧的提高,更加谈不上提升学生的思维能力和创新能力。文中,作者结合自己多年的设计经验和高校教学经验,总结出在多角度思维模式下的CAD教学方法。
(1)问题引入法。
在CAD课程教学的第一堂课,介绍使用CAD绘图中常见的两个问题,第一个问题,“致命错误”。这是在多年的设计画图中经常碰到的问题,学生也会碰到同样的问题。CAD绘图时,屏幕上有时会出现“致命错误”字样,CAD便自动关闭,可能画了很久的图形就没有了。出现“致命错误”的原因可能是软件本身缺陷,因为CAD大多数来源于网络,然后进行破解安装,也有可能是操作不当等。总之,要养成保存的习惯,每隔一段时间进行一次保存,养成良好的保存习惯,这也是使用电脑的一个好习惯。第二个问题,“CAD版本相互之间的打开”。CAD大家目前使用的版本大概从AutoCAD2004版一直到最新的2016版,这样就可能会出现对方发送给自己的CAD,自己打不开,自己发送给对方的CAD,对方打不开。因为高版本CAD可以打开较低版本,但是低版本CAD却不能打开高版本。为了避免出现类似问题,使用CAD绘图前在“选项”的“打开和保存”中“另存为AutoCAD 2004/LT2004 图形”。在这两个问题的引导下,学生产生了学习CAD的浓厚学习兴趣。
在CAD的讲解过程中,所有命令穿插进行,不单独讲解某一个命令,否则会使学生丧失学习的兴趣。在图形讲解的过程中多种方法的耦合,学生可选择最适宜自己的学习方法。在教学的过程中,引导和启发学生自己的思维。
(2)观察绘图法。
CAD画图时,首先要分析每一个图形,花一定的时间研究每个图形的特点,比如说,该图形是否具有对称性,这就可以使用镜像命令;图形中是否存在相同的对象元素,这样就可以使用复制命令。养成这种良好的思维习惯,可以帮助我们更快捷的分析复杂的图形,观察复杂图形的特点,边绘图边思考分析,在复杂图形中发现其特点,分解成简单图形,从而快速的绘制完成,提高了效率。
培养学生观察画图时,可以给出具有一定思考力的图形,如图1所示。给出图示一个三角形,该三角形看似简单,实则需要巧妙的绘图。这个图形给出两个尺寸和一个角度,难点就是绘制长度为95的线段,因为其角度未知。此时需要借助圆来完成。在绘制此类图形时多需要利用圆,因为长度可以确定,圆上点角度一直在变化。绘制该三角形,首先使用直线命令l,绘制长度为80的线,在以该线右端点为圆心绘制半径为95的圆,再过该线左端点做交于圆的竖直线,于圆的交点即为三角形第三个点,此图完成。
图1观察绘图
这类图形需详细的观察,巧妙的利用CAD图形的特点,切记去计算,这样即使完成,图形也是不精确的。
(3)趣味绘图法。
当基本的绘图命令穿插讲解几个学时后,可以给学生一些比较具有特殊性的图形,让学生完成。如图2。当学生看到这个图形后,觉得还是有点困难。绘制这个图形的关键,能够看到直径为70的圆的水平直径被分割成6等份。否则无法完成该图形的绘制。
绘制该图图的方法还是比较多的,方法一:首先完成直径为70的圆,过圆心绘制一水平直径,使用等分命令div将该直径等分成6份。采用画圆命令中的两点画圆,再将该圆修剪为半圆,这样就完成了最小的半圆,然后再把该半圆在原位置上复制4个(实际上共5个半圆重叠在一起),如图3所示,再使用缩放命令sc将半圆缩放,基点指定为半圆左端,缩放倍数依次为2,3,4,5,这样就完成该图形的上半部分,最后使用阵列命令ar,环形阵列,指定直径为70大圆的圆心为中心点,选中5个半圆,项目总数2,填充角度360°,该图形绘制完成。方法二:完成直径为70的圆,过圆心绘制一水平直径,使用等分命令div将该直径等分成6份。然后采用画圆命令中的两点画圆,过圆的左象限点,依次向右和各等分点及右象限点画圆;然后把刚才所画的圆沿上下象限点镜像(保留原对象),最后利用修剪命令tr,修剪成所给图形。
通过该图形的绘制,提示学生绘图应多观察分析,去思考绘图。
图2 趣味绘图
(4)讨论绘图法。
当基本的CAD绘图命令穿插讲解完成后,结合观察绘图和趣味绘图的练习,学生在绘图时已经形成了一定的良好绘图习惯,但是每一个人掌握的程度不同,绘图的思维方式不同,就会形成一定的差距,而且有的学生也不习惯与别人交流。因此,绘图时把学生分成若干小组进行讨论,每一个小组进行绘图讨论,最后小组与小组之间再进行交流讨论,教师可适当参与进行讨论,点评。这样同学与同学之间,教师与学生之间共同讨论学习,绘制同一个图形,但是有很多的方法,所以提高了学生学习的热情,增强了大家之间的联系。
当养成这些良好的绘图习惯后,对图形的阅读能力和绘图效率及思维能力都会得到较大的提高,特别是绘制复杂图形的时候;但这也会形成思维定式,所以与人的讨论就会进一步的提升自己,讨论绘图法将大有裨益。
3总结
(1)在CAD教学中,CAD命令的穿插进行讲解有利于学生学习兴趣的提高,在绘图时学生也会非常的有成就感,这样对教师的要求比较高,教师不拘泥于教材,这就需要将教材研究的比较透彻,且教师具有较强的绘图能力。
(2)在CAD图形的绘制中,特别是开始基本命令的讲解中,每一个图形绘制都需多种方法绘制,不局限于单一的命令,这样也有利于多种命令的综合运用,对后面复杂图形的绘制将会有非常大的帮助。
(3)CAD课程教学中采用多种教学方法,既使学生掌握了CAD的学习,并且在学习的过程中使学生的思维得到了综合的锻炼,在绘图中养成良好的思维习惯和分析能力,这些能力将会有益于其它课程和其它学习的过程之中。
参考文献:
[1] 刘兆凯 《AutoCAD建筑制图》课程教学优化的若干思考 《成都航空职业技术学院学报》 2006
[2] 杨磊,牛君彦 《建筑CAD》课程“案例+任务”教学模式研究 《河北北方学院(自然科学版)》 2012
[3] 刘剑飞,王兴国 CAD课程教学模式的探讨 《中国现代教育装备》 2008
[4] 沈嵘枫 从创新角度设置CAD教学 《重庆教学学院学报(社科版)》 2004
[5] 刘立峰,刘龙,苏余昌 工程案例教学法在CAD教学中的应用《黑龙江交通科技》 2013
[6] 刘晓光 情境教学法及项目学习在建筑CAD教学中的应用 《电脑知识与技术》 2014
[7] 宋继良,张晓辉,孙曙光 应用型本科《机械CAD》课程教学改革探讨 《教育教学论坛》 2010
作者简介:陈占锋,重庆大学城市科技学院,硕士,讲师.
关键词:应用型,CAD教学,多角度思维
1 引言
AutoCAD是美国Autodesk公司开发的计算机辅助设计绘图软件,它集二维三维绘图设计、参数化设计、协同设计及通用数据库管理和互联网通信功能为一体。AutoCAD自1982年推出以来,从初期的版本1.0,经多次版本更新和性能完善,现已发展到AutoCAD2016。它的应用范围遍及机械、电子、建筑、室内装潢、家具、园林和市政工程等工程设计领域,地理、气象、航海等特殊图形的绘制,甚至乐谱、灯光和广告等领域,目前已成为计算机CAD系统中应用最为广泛的图形软件之一。同时,AutoCAD也是一个最具有开放性的工程设计开发平台,其开放性的源代码可以供各行业进行广泛的二次开发。
2 多角度教学思维模式和方法
大多数CAD教材的内容通常可分为三部分,第一部分是AutoCAD基本绘图技术,包括CAD基本绘图命令和编辑命令;第二部分是AutoCAD高级绘图技术,采用辅助工具绘图及编辑;第三部分是绘制专业图纸,如建筑平面图,立面图和剖面图的绘制。这种编排模式有利于初学者了解和学习CAD,但其缺点非常明显,不利于CAD绘图技巧的提高,更加谈不上提升学生的思维能力和创新能力。文中,作者结合自己多年的设计经验和高校教学经验,总结出在多角度思维模式下的CAD教学方法。
(1)问题引入法。
在CAD课程教学的第一堂课,介绍使用CAD绘图中常见的两个问题,第一个问题,“致命错误”。这是在多年的设计画图中经常碰到的问题,学生也会碰到同样的问题。CAD绘图时,屏幕上有时会出现“致命错误”字样,CAD便自动关闭,可能画了很久的图形就没有了。出现“致命错误”的原因可能是软件本身缺陷,因为CAD大多数来源于网络,然后进行破解安装,也有可能是操作不当等。总之,要养成保存的习惯,每隔一段时间进行一次保存,养成良好的保存习惯,这也是使用电脑的一个好习惯。第二个问题,“CAD版本相互之间的打开”。CAD大家目前使用的版本大概从AutoCAD2004版一直到最新的2016版,这样就可能会出现对方发送给自己的CAD,自己打不开,自己发送给对方的CAD,对方打不开。因为高版本CAD可以打开较低版本,但是低版本CAD却不能打开高版本。为了避免出现类似问题,使用CAD绘图前在“选项”的“打开和保存”中“另存为AutoCAD 2004/LT2004 图形”。在这两个问题的引导下,学生产生了学习CAD的浓厚学习兴趣。
在CAD的讲解过程中,所有命令穿插进行,不单独讲解某一个命令,否则会使学生丧失学习的兴趣。在图形讲解的过程中多种方法的耦合,学生可选择最适宜自己的学习方法。在教学的过程中,引导和启发学生自己的思维。
(2)观察绘图法。
CAD画图时,首先要分析每一个图形,花一定的时间研究每个图形的特点,比如说,该图形是否具有对称性,这就可以使用镜像命令;图形中是否存在相同的对象元素,这样就可以使用复制命令。养成这种良好的思维习惯,可以帮助我们更快捷的分析复杂的图形,观察复杂图形的特点,边绘图边思考分析,在复杂图形中发现其特点,分解成简单图形,从而快速的绘制完成,提高了效率。
培养学生观察画图时,可以给出具有一定思考力的图形,如图1所示。给出图示一个三角形,该三角形看似简单,实则需要巧妙的绘图。这个图形给出两个尺寸和一个角度,难点就是绘制长度为95的线段,因为其角度未知。此时需要借助圆来完成。在绘制此类图形时多需要利用圆,因为长度可以确定,圆上点角度一直在变化。绘制该三角形,首先使用直线命令l,绘制长度为80的线,在以该线右端点为圆心绘制半径为95的圆,再过该线左端点做交于圆的竖直线,于圆的交点即为三角形第三个点,此图完成。
图1观察绘图
这类图形需详细的观察,巧妙的利用CAD图形的特点,切记去计算,这样即使完成,图形也是不精确的。
(3)趣味绘图法。
当基本的绘图命令穿插讲解几个学时后,可以给学生一些比较具有特殊性的图形,让学生完成。如图2。当学生看到这个图形后,觉得还是有点困难。绘制这个图形的关键,能够看到直径为70的圆的水平直径被分割成6等份。否则无法完成该图形的绘制。
绘制该图图的方法还是比较多的,方法一:首先完成直径为70的圆,过圆心绘制一水平直径,使用等分命令div将该直径等分成6份。采用画圆命令中的两点画圆,再将该圆修剪为半圆,这样就完成了最小的半圆,然后再把该半圆在原位置上复制4个(实际上共5个半圆重叠在一起),如图3所示,再使用缩放命令sc将半圆缩放,基点指定为半圆左端,缩放倍数依次为2,3,4,5,这样就完成该图形的上半部分,最后使用阵列命令ar,环形阵列,指定直径为70大圆的圆心为中心点,选中5个半圆,项目总数2,填充角度360°,该图形绘制完成。方法二:完成直径为70的圆,过圆心绘制一水平直径,使用等分命令div将该直径等分成6份。然后采用画圆命令中的两点画圆,过圆的左象限点,依次向右和各等分点及右象限点画圆;然后把刚才所画的圆沿上下象限点镜像(保留原对象),最后利用修剪命令tr,修剪成所给图形。
通过该图形的绘制,提示学生绘图应多观察分析,去思考绘图。
图2 趣味绘图
(4)讨论绘图法。
当基本的CAD绘图命令穿插讲解完成后,结合观察绘图和趣味绘图的练习,学生在绘图时已经形成了一定的良好绘图习惯,但是每一个人掌握的程度不同,绘图的思维方式不同,就会形成一定的差距,而且有的学生也不习惯与别人交流。因此,绘图时把学生分成若干小组进行讨论,每一个小组进行绘图讨论,最后小组与小组之间再进行交流讨论,教师可适当参与进行讨论,点评。这样同学与同学之间,教师与学生之间共同讨论学习,绘制同一个图形,但是有很多的方法,所以提高了学生学习的热情,增强了大家之间的联系。
当养成这些良好的绘图习惯后,对图形的阅读能力和绘图效率及思维能力都会得到较大的提高,特别是绘制复杂图形的时候;但这也会形成思维定式,所以与人的讨论就会进一步的提升自己,讨论绘图法将大有裨益。
3总结
(1)在CAD教学中,CAD命令的穿插进行讲解有利于学生学习兴趣的提高,在绘图时学生也会非常的有成就感,这样对教师的要求比较高,教师不拘泥于教材,这就需要将教材研究的比较透彻,且教师具有较强的绘图能力。
(2)在CAD图形的绘制中,特别是开始基本命令的讲解中,每一个图形绘制都需多种方法绘制,不局限于单一的命令,这样也有利于多种命令的综合运用,对后面复杂图形的绘制将会有非常大的帮助。
(3)CAD课程教学中采用多种教学方法,既使学生掌握了CAD的学习,并且在学习的过程中使学生的思维得到了综合的锻炼,在绘图中养成良好的思维习惯和分析能力,这些能力将会有益于其它课程和其它学习的过程之中。
参考文献:
[1] 刘兆凯 《AutoCAD建筑制图》课程教学优化的若干思考 《成都航空职业技术学院学报》 2006
[2] 杨磊,牛君彦 《建筑CAD》课程“案例+任务”教学模式研究 《河北北方学院(自然科学版)》 2012
[3] 刘剑飞,王兴国 CAD课程教学模式的探讨 《中国现代教育装备》 2008
[4] 沈嵘枫 从创新角度设置CAD教学 《重庆教学学院学报(社科版)》 2004
[5] 刘立峰,刘龙,苏余昌 工程案例教学法在CAD教学中的应用《黑龙江交通科技》 2013
[6] 刘晓光 情境教学法及项目学习在建筑CAD教学中的应用 《电脑知识与技术》 2014
[7] 宋继良,张晓辉,孙曙光 应用型本科《机械CAD》课程教学改革探讨 《教育教学论坛》 2010
作者简介:陈占锋,重庆大学城市科技学院,硕士,讲师.