对工程制图CAI课件中学习情境的设计分析

朱苗苗

【摘 要】学习情境的设计是课件开发过程的重要组成部分，学生需要将学习内容融入至具体的情境中，从而提高自身的认知结构。基于此，本文提出了构建创造仿真绘图情境、具体绘图的情境、创建由图到形的设计情景、设计图样画法的情境四种情景设计方法，提高学生的创造思维能力。

【关键词】工程制图；CIA课件；学习情境

工程制图是以正投影原理为基础，用二维图形、符号表达三维空间的学科。学生需要具有较强的空间想象力，在二维与三维之间的图形进行思维转换。所以在学习过程中，学生需要通过情境，建立图与形之间关系，从而更好地完成绘画、识图和读图的任务。

一、工程制图CAI课件学习情境设计原则

CAI课件是学生学习工程制图的认知工具，学生需要理解课件所表达的内容，具体需要遵循以下原则：第一，学生应该提高自身的认知能力，投入到教师所设计教学活动中，将自己的思路緊跟教师讲课的进度，做到专心听讲，并注意与老师进行眼神交流，提升专注力，从而提高学习效率。第二，教师在情境设计会时，会将课件内容与现实相结合，有利于学生的理解。所以学生应该利用真实情景，解决实际问题，在提高自身基础知识水平的同时，加强实践能力。第三，学生在学习过程中需要具有好奇心，在教师的情景设计中，对未知领域进行探索，将学习内容与生活相联系，并且从中寻找乐趣，从而加深印象，提高学习效率。第四，在教师所设计的情景中，学生需要充分考虑多媒体的特性，了解教师提供的文字信息、动画内容等方面，提升专注力，从而提高制图水平。

二、工程制图CAI课件学习情境设计方法

（一）构建具体绘图的情境

工程制图课程的特点是围绕图形进行，所以教师的CAI教学课件一般以图为主，并且通过power point的动画功能强调绘图过程，便于学生直观的了解绘图过程。学生需要根据教师所设计的构图情境、幻灯片的播放顺序、所画图形的方向学习图形要素，特别注意教师在点线面中投影的使用方法。并且分析和比较教师所讲的内容，通过思考区别所学内容，找出其中的重点和非重点，使自己所制作图形的形成符合制图标准和规定。例如，教师在在第一张幻灯片中展示四边形的水平投影的画图过程，在第二张幻灯片中，描述和手工的绘画过程一致的绘图过程，学生需要根据这样一个全真的绘图情境，掌握制图的基本方法与步骤。学生在学习过程中需要不断提高自身的空间想象力，通过多媒体设备，加深对知识点的印象。以《工程制图与AUTOCAD》一课为例，教师会在幻灯片中展示等分直线段、等分圆周、圆弧连接、平面曲线、渐开线画法的画法，学生需要在教师所设计的情境中学习“了解几何作图的基本概念和用途”、“熟悉几何作图的基本方法”、“掌握几何作图的基本技能和技巧”的内容，并且抓住其中的重点与难点：圆弧连接的作图方法和平面曲线的作图方法，从而提高学习本堂课内容的效率[1]。

（二）创造仿真绘图的情境

教师会利用三维动画，设计仿真的学习情境，从而吸引学生的注意力。第一，学生应该掌握基本理论，在学习情境中注意空间形体与其投影之间的相互联系，对“从空间到平面，再从平面到空间”进行反复研究与思索，注意将抽象概念形象化，在课堂中进行物体与图形的相互转化训练，逐步提高空间逻辑思维能力和形象思维能力。第二，通过作图实践，以图为中心，随时围绕图进行学习和练习，更多地注意如何在具体解题时运用这些理论和原则，观察、分析教师在CIA课件中展示的三维动画。例如，两回转体相贯的问题，学生需要了解如果两回转体轴线垂直相较，直径的变化会影响相贯线，由于在通常情况下，相贯线是封闭的空间，相贯线的走向会随着两个相贯体发生变化，在理论学习中较难想象，所以学生需要根据教师利用3DSmax制作展示复杂形体变化过程的三维动画，准确清晰的了解相贯线的形状和走向。并且教师会在CAI课件中利用超链接，和AutoCAD中的多视口或3Dmax界面显示相联系，学生应仔细观察二维视图中相贯线的形状与画法，通过教师演示的对基本立体进行挖切、叠加等操作，观察不同类型的组合体的组合形式和连接处的曲线变化，结合平面作图过程的知识，了解相关组合体的内容。

（三）设计图样画法的情境

教师在设计图样画法情境时，会运用PPT思维动画功能进行工程制图中图形的动态演示，尤其会对其动作途径功能，扩展动画范围，使幻灯片上的图形沿着各种设定的路径运动，其中包括直线、曲线、斜线等方面。第一，学生在理解和掌握各种试图的同时，通过学习，进一步提高自己的空间想象力和读图绘画的能力。例如，教师在讲解全剖、半剖、局部剖等作图过程时，会利用AutoCAD完成二维图形，导入PPT后，通过设置动作路径实现图形的动画演示。学生需要根据教师的演示，了解掌握不同机件的画法。第二，学生需要了解图样在生产上具有指导作用，如果绘画和读图错误，会给生产带来不同程度的损失。所以在课程学习时需要严肃认真，在练习作图时要细致，严格要求自己，树立对生产负责的思想，提高自学能力。读课本或看网页时要边看边动手画插图，然后带着弄不清的问题去听教师的辅导。例如，在学习画组合体投影图的步骤、方法时，教师会在CAI课件上分别演示正投影的五个步骤，并且会根据不同类型的组合体演示投影图的画法，学生需要集中注意力，加强练习，为工程中的投影画法奠定基础。

（四）创建由图到形的设计情景

画图和读图是学生在学习工程制图的两大任务。第一，画图是由三维转为二维的过程，教师在课件开发中，为了便于学生的理解，会建立以图说文的概念，使课件更加简洁、直观、形象。教师在制作课件中利用AoutoCAD和Solidworks制作三维模型，创建由形到图的学习情境，学生应该做到在此情境中，建立空间概念，增强空间思维能力。第二，读图是画图的逆过程。首先，学生需要学会识图。在教学中教师会利用多媒体、挂图、手画图等方式创造较为直观的教学情景。学生需要加深对教师所展示内容的印象；其次，析图。教师在教学过程中会仔细讲解制图过程和方法，学生需要集中注意力，对教师所讲解内容以及图片进行分析，学会制图方法；最后，进行绘图和用图。例如，在学习组合体视图画法时，教师会通过CAI课件演示三视图的形成和投影规律，首先，学生需要了解由基本形体叠加或切割而成的形体被称为组合体，其中有叠加和切割两种方式。其次，学生需要了解相错、相交、平齐两表面的画法，在练习过程中注意分清主次，进行读图和识图。最后，按照步骤进行绘图，严格根据投影关系，在画每一部分时，先画反映该部分特征的视图进行画图[2]。

三、总结

综上所述，工程制图CAI课件具有多种情景设计方法，并且每种方法之间相互联系。学生需要根据不同的学习内容，利用多媒体的灵活性，将自己融入教学环境中，从而提高自身的空间想象力，深刻理解制图中的难点与重点。

【参考文献】

[1]李牧，胡慧芸，刘伟良.Revit辅助土木工程制图教学的实践[J].西部素质教育，2019，5（02）：149-151.

[2]钟玲玲，姚群，汪智泽.我校应用型本科《工程制图》课程改革研究[J].科技经济导刊，2019，27（03）：159-160.