案例式教学在“计算机绘图”实验教学中的应用研究

杨洪波 杨晓波

摘要：“计算机绘图”是土木和机械类本科大学生的一门专业基础课。计算机绘图技能，对于学生以后工作是必不可少的，但其实践性强，绘图命令多，难于全面掌握，需要设计出一种高效且乐于被学生接受的实验教学方式来提高实践学习效果。文章中阐述的典型案例式教学方式，以现实生活中人们喜闻乐见的实物图例作为案例，有机地将CAD各种绘图命令和技巧糅合在其中，使学生在快乐中学习，在学习中运用，在运用中不断成长。实践证明，案例式教学在教学实践中是切实可行且颇具成效的。

关键词：计算机绘图；案例式教学；绘图技巧

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1674-120X（2016）17-0087-02收稿日期：2016-05-09

作者简介：杨洪波（1969—），女，湖南长沙人，湖南大学土木工程学院资深工程师，主要研究方向：计算机管理和计算机辅助设计。

一、CAD教学的特色及问题的提出

随着计算机、网络技术的迅猛发展，计算机作为现代教学的媒体和工具，已广泛应用于高校理论教学和实验教学中，熟练掌握和运用计算机技术服务于教学，已成为高校培养人才的重要环节[1]。

“计算机绘图”是土木和机械类本科学生的一门专业基础课。该课程实践性强，学生需要反复实践和应用AutoCAD才能掌握所学知识和技能，因此实践课时安排较多，理论课和上机实践课的课时一般安排为1∶2。此外，AutoCAD绘图命令的使用灵活多变，既可以点击功能面板上工具栏按钮执行命令，也可以搜索下拉菜单命令执行命令，还可以在命令行直接输入命令字执行命令，而且每个命令往往有多种实现方式。以圆的绘制为例，实现方式就有“圆心，半径”“圆心，直径”“两点”“三点”“相切、相切、半径”“相切、相切、相切”等多种，具体绘制时采用哪种方式需根据已知条件来灵活运用。所以，在实际教学中采用怎样的教学方式才能达到最佳效果，是一个值得探讨和深思的问题。如果采用传统教学方式，上课时简单地介绍各种命令的使用方法，这样不但浪费时间，而且学生抓不到重点，缺乏对知识点的深刻理解。反之，如果教师针对实施的教学目标，精心地准备一些日常生活中熟悉的图形模型，把绘图命令的各种绘制方式和技巧都巧妙地糅合在其中，不但能极大地提高学生的学习兴趣，而且还能促使学生对绘图命令的使用融会贯通、得心应手[2]。

二、案例式教学的引入和在CAD教学中的应用

案例式教学起源于美国哈佛大学，指的是在教学中运用某些精选出的案例来讲解课程中的某些知识点，通过对一个有针对性的案例进行讲解，引导学生对相关案例展开讨论、分析[3]。 案例式教学的关键在于案例的选取和讨论，这有赖于教师平时注意收集和创造贴近现实生活的典型图例素材，把绘图的知识点和技能充分融合到绘图案例中，理论联系实际，充分调动学生的学习兴趣和想象力，把学习效率发挥到极致。

在CAD实验教学中为了更加直观、形象地说明某些知识点，教师们精选出一些具有代表意义的图例，将绘图命令的用法和技巧巧妙地糅合在其中，这种教学方法生动、形象，能迅速吸引学生的注意力，并激发他们强烈的求知欲。这就是案例式教学在CAD实验教学中的应用和推广。

以下探讨的是日常生活中常见的锚钩图例的绘制过程，由于其特殊的结构特点，完成它的绘制过程即能让学生充分体会到绘制圆的各种方法和技巧。

首先做绘图前的准备工作，比如：建立图层，设置好线型、颜色、线宽、线型比例等。然后开始作图，锁定正交模式，调用直线命令绘制过点O的水平和垂直中心十字架，如图1所示，下面开始绘制图例中的各圆。

1调用【绘图】工具栏面板命令绘制圆

（1）通过调用“圆心，直径”绘制圆。

从原图中可看出圆1和圆2的圆心和直径是已知的，很显然可以调用“圆”的“圆心，直径”命令绘制圆。具体操作步骤为：选取功能区选项板【常用】选项卡，调用其中的【绘图】工具栏面板上的“圆”命令，选取命令“圆心，直径”，绘制出圆1和圆2。

（2）通过调用“圆心，半径”绘制圆。

圆3的圆心和半径均已知，可直接调用“圆心，半径”绘制。具体步骤是：调用【绘图】工具栏面板上的“圆”命令，选取“圆心，半径”方式绘制出圆3。

圆 4的绘制首先需要确定圆心，从图中可以看出它是圆3与垂直线l2的交点，把基础中心线的纵轴“偏移”6个单位并加以缩放即可求得垂直短线l2。锁定圆3与l2的交点为圆心，调用“圆心，半径”命令即可绘制圆4，同样方式可绘制出圆7。

（3）通过调用“起点、圆心、端点”绘制半圆。

由于圆2下半圆线型与上半圆不一致，所以还需做相应的编辑处理，如裁去圆的下半部分，设置好下半圆的线型样式，而后调用【绘图】工具栏面板上的“圆弧”命令-“起点、圆心、端点”，绘制下半圆。

（4）通过调用“相切、相切、半径”绘制圆。

圆5的半径是已知的，但圆心的位置待定，从锚钩示意图不难看出圆5和圆2、圆4均相切，所以可调用“圆”命令中的 “相切、相切、半径”命令，绘制出圆5，如图2所示，同样方式亦可绘制出圆9。

（5）通过调用“倒圆角”命令绘制圆。

对于小圆角，AutoCAD还提供了一种特殊绘圆方式“倒圆角”，比如锚钩图例中圆8，它和圆6和圆7均相切，是个典型的小圆角，它的绘制就适合使用“倒圆角”命令。其操作步骤为：调用绘图功能面板【常用】选项卡下的【修改】工具栏面板按钮，选择“倒圆角”命令即可。

以上画圆的几种方式调用的均是绘图工具栏面板的命令功能键，是绘图方式中最为简单快捷的方法，事实上，调用绘图命令的方式多种多样，如使用下拉菜单命令，或在命令行直接输入命令等。

2调用【绘图】下拉菜单命令绘制圆

实际绘图中很少用到下拉菜单命令，事实上，菜单命令的内涵更为丰富，所以对这种绘图方式也应该有个基本了解。例如，锚钩图中圆6的绘制可以采用菜单命令，操作步骤为：在菜单主项中选择菜单“绘图”，在弹出的下拉菜单中选择 “圆”-“圆心，半径”命令。当然，还可直接在命令行键入命令：Circle或C。

最后的工作是编辑图形，修剪多余的圆弧和线条。选择相邻且相切的两圆为修剪边界，被剪除的一边为裁剪对象，调用“修剪”命令编辑图形，最终绘出一光滑连接的锚钩图。

3注重绘图技巧的培养，不断提升学生绘图能力和技巧

绘图是讲究技巧的，绘图之前必须把绘图环境设置好，把绘图方法考虑清楚。

绘图的技巧可以巧妙地糅合在范例的讲解中，以“对象捕捉”为例，绘图中经常会遇到一幅图中可能用到多种对象捕捉方式的现象，例如，锚钩诸圆的绘制就用到了“捕捉圆心”“捕捉交点”“捕捉切点”等多种方式，捕捉方式的设置和转换难免延缓绘图的进程，但是，如果能调出“对象捕捉”快速访问工具栏，则“捕捉”将变得精准而快捷。

“对象捕捉”快速访问工具栏的实现步骤为：将鼠标游动至AutoCAD绘图界面左上端的【快速访问工具栏】点击右键，选择“工具栏”，再选择“AutoCAD”，在弹出的子项中选择“对象捕捉”即可。

绘图界面的设置很重要，有时经常会遇到绘图功能面板缺失，或功能面板消失的状况，此时，只需重新设置一下即可。比如，二维绘图，可将鼠标放置绘图界面右下端状态栏【切换工作空间】图标“”处点击鼠标左键，选取 “二维草图与注释”即可恢复正常。

当然，绘图技巧很多，在此不再一一详述，很多知识和经验是要靠不断实践才能获取的，为了加快绘图速度，工程技术人员往往直接在命令行输入简化的命令字，所以熟记命令的简化字，将大大提升绘图速度。

三、教学成效

典型案例的教学打破了传统教学模式的束缚，融趣味性、实用性于一体，不但激发了学生的学习热情，而且提高了他们学习的主观能动性，学生学会了在学习中思考、在不断实践中提升。典型案例式教学对教师提出了更高的要求，案例的发掘、案例的积累、案例的创造等，由于选取的案例一般源自现实生活，学生既容易理解，也会表现出浓厚的研究兴趣，研究和绘制图例的过程，让学生轻松掌握了绘图的方法和技巧，不仅学习效率高，而且学习效果显著。学生在愉悦中学习，在学习中收获知识，在收获知识的同时获得自信和成就感。

“计算机绘图”在土木工程学院虽为选修课，但是学生选课率高达95%以上，而且，由于案例式教学方式的成功推广，学生如饥似渴，到课率也高达95%以上，可见案例式教学方法是卓有成效的。

结合作图实践提示学生一些作图技巧，可以达到事半功倍的效果，极大地提高他们的作图效率。

学生在完成了CAD课程学习后，均能比较全面地掌握计算机绘图的方法和技巧，能精准地绘制一般平面图形，模型的三视图、轴测图、三维立体图，平面施工图，房屋建筑平、立、剖等，一些勤于钻研、敢于创新的学生能精准地绘制出房屋立体渲染图。

参考文献：

[1]刘聪敏制图课开设计算机绘图实验的教学实践实验科学与技术，2006，（12）：79—80.

[2]宁旺云，匡玉兰AutoCAD教学中运用典型图例介绍绘图命令的方法与技巧云南农业大学学报，2012，6（1）：100，102.

[3]陈林杰，赵宁雨，陈彬科以案例式教学提升教学质量当代教育理论与实践，2016，（1）：68.