CAD课程在中职《土木工程识图》教学中的应用

储小芳

摘 要：土木工程识图课程是中专职业学校工科专业开设的一门基础课程。传统的手工绘图不能适应现代工程技术人才的培养要求，将现代信息技术CAD应用到土木工程识图教学之中，有利于调动学生积极性，发挥学生的空间想象能力，提高人才培养质量。

关键词：土木工程识图；CAD

1 《土木工程识图》与《CAD》课程教学现状分析

1、《土木工程识图》课程的要求及特点

土木工程识图是研究工程图样的绘制和识读规律的一门重要技术基础课，是工科专业学生的必修课。该课程主要要求学生能熟练地掌握投影知识，同时，它还是基础课与专业课衔接的纽带，掌握专业图样的识读和绘制方法。在传统教学模式中，以读图为教学目标，以手工绘图为教学手段。

2、《CAD》课程的要求及特点

CAD（计算机辅助设计）是AutoCAD的简称，是美国Autodesk公司开发的通用计算机辅助绘图与设计软件包，主要用于学校、企业技术人员对产品进行设计，主要研究如何利用各种指令绘制各种图样，具备高效率、高质量的特点。

3、两者教学模式各有不足

教师采用传统手段教土木工程识图课程时，教学效果不明显。而不懂得土木工程专业知识的计算机教师教CAD，只是让学生依样画葫芦，学生并不理解图形样式和用途。

4、中职学生学习特点

中职学校的学生学习基础差，学习主动性也比较差，特别是他们的空间思维能力比较差，在学习土木工程识图课程中，不能很好的理解知识点，存在一定的困难。

要使中职学生既能够掌握工程制图的基本知识，又能够灵活运用计算机绘图软件快速准确地绘图，应将CAD教学应用到工程制图教学中，把CAD作为一种工具来使用，作为辅助教学手段来处理，把看图、识图能力的培养作为重点来进行教学。将它们有机地穿插在一起，增加教学的直观性和趣味性，提高教学效果。

2 CAD课程在《土木工程识图》教学中的具体应用

（一）、CAD课程在《土木工程识图》画法几何中的应用

1、CAD在《工程制图》国家标准中的应用

《工程制图》国家标准是土木工程识图的基础，是土木工程生产中最基本的技术文件。标准中“图纸的幅面和格式”，可以在CAD中的“图纸的布局、打印”一起来讲解；机械制图中关于尺寸标注的标准和要求可用CAD中修改“标注样式”的方法来实现，强制执行各种绘图的国家标准。

2、CAD在点、线、面投影中的应用

画法几何中的点、线、面的投影比较枯燥和抽象。学生在学习投影面的各种平行线（面）、垂直线（面）以及一般位置线（面）的投影特性的过程中感到比较困惑，更不能应用这些知识进行形体的线面分析，这主要是由于图中的点、线、面的直观性差。可利用CAD中“绘图”的“实体”来创建三维模型。在三维模型里利用“修改”中的“实体编辑”中的“着色线”、“着色面”来选取三维模型中相应的线和面，就可分析不同位置的线面投影特性。这样就可将抽象的点线面知识融入到直观的三维实体中，把所学知识连贯起来，同时又对学习物体的投影起到促进作用。

3、CAD在三视图的投影规律中的应用

《工程制图》中的三视图的投影规律：“长对正、高平齐、宽相等”，可利用CAD中的“对象捕捉”、“对象追踪”来实现。

4、CAD在组合体中的应用

组合体视图是制图教学的重点和难点，常采用形体分析法和线面分析法，一边分析一边对照实物模型或挂图进行讲解，这要求学生掌握线面的投影特性和基本几何体的投影特征，积极思考，充分想象，在头脑中形成空间点、线、面，才能想清楚组合体的整体形状和各部分相互的连接关系。但是中职学生大多数做不到这一点，且在实际教学中所制作的模型简单、数量少，对于复杂形体也难以制作。而借助CAD 进行建模，不管形体有多复杂，数量有多少，都能方便、迅速地进行制作。这些模型能表达组合体的组合形式，各个面、线的实际形状以及各部分的连接关系；还能对局部或整体进行自由缩放，从而使学生看清重点部分或细小结构的形状；还可以通过自由旋转实体，看清楚形体在前后、左右、上下六个方位上表面的连接关系，再使用“三维视图”确定看图方向，逐一分析视图情况，然后画出三视图。通过CAD 的三维建模，帮助学生实现从二维到三维的转换，分析视图、读懂视图。

5、CAD在剖视图中的应用

剖视图是表达图样的一种方法，它是假想用剖切面剖开形体后形成的，但是学生很难理解“假想”；弄不清剖视图的形成过程、剖切平面的剖切位置，不知道哪些实体被剖切平面剖切，哪些地方要画剖面线。为此，我们用CAD 通过建立模型后，用“绘图”中的“剖切”的功能剖开模型，通过用不同的位置剖切平面对形体进行剖切，分析出剖切位置对剖视图画法的影响，从而加深对剖视图画法的认识。借助于“三维视图”，多方位、多角度地观察剖切视图，这样就很容易分析出剖切后的形状。

6.CAD在尺寸标注中的应用

尺寸标注对中职学生来说又是一个难点。学生往往是看到两个点，或一条线就直接标注尺寸，错误较多，不能充分理解“同一尺寸只标注一次”的基本原则。教学中运用CAD中的三维建模创建三维实体，在实体中用“标注”中的选项进行尺寸标注，用“视图”中“视口”，创建四个视口，分别设为主视、俯视、左视、西南轴测。即可在四个视口中同时看到所标注的尺寸，学生更能很好的理解和应用“同一尺寸只标注一次”，这样学生不仅对三维实体有形状也还有了大小的概念。

（二）、CAD课程在《土木工程识图》专业图纸识读中的应用

《土木工程识图》课程中涉及的专业图纸主要有线路工程图、桥梁工程施工图、钢图、涵洞工程施工图和隧道工程工程图等，这些图纸的识读和绘制是中职学生必须掌握的基础知识，为今后的专业课的学习打下良好的基础。

在具体教学时可从标题栏、视图、尺寸和技术要求四个方面来进行。在CAD中，标题栏有样板文件可以调用进行讲解；视图可以利用CAD三维造模；尺寸可以结合CAD中的尺寸标注样式的设置和尺寸标注命令的使用进行讲解；技术要求应结合块的属性设置和文字的输入进行讲授。这样将它们有机地穿插在一起，增加了教学的直观性和趣味性，彻底改变了传统的教学模式，提高了教学效果。

下面主要以视图为例进行详细说明：在传统教学中，专业图纸的讲解主要依靠几个实体教具模型，这是远远不能满足教学需要的。因此，充分利用CAD中的三维建模能创建各种不同的模型，学生一方面能通过模型看到真实形状，另一方面，通过虚拟模型能看清不同构造间的连接关系，分析每部分的作用。通过在多媒体教室的演示教学，增加了学生的感性认识和对空间物体的认识能力，学习积极性有很大提高，读图和识图能力明显增强。

3 结语

CAD课程能极大的丰富工程制图的教学内容，改变了工程制图的教学方法，是一场制图教学的革命。将CAD课程和工程制图课程有机整合，将有力提高学生学习积极性，发挥空间想象能力，对提高课程的教学质量和学生工程意识的培养起着极大的促进作用。