浅议CAD和建筑制图课程在教学中的融合应用研究

姜元瑛

（潍坊工程职业学院卧龙校区 山东潍坊 261031）

中职学校的制图教师是专业课教师，要熟知相关课程的知识，作为制图教师不但应该掌握建筑制图标准理论知识，熟练地在纸上画图，还应该要熟练地掌握几种绘图软件，利用计算机技术绘图来进行辅助教学。CAD作为计算机辅助设计软件，其强大的绘图表现能力在建筑设计师的设计中如虎添翼。在建筑制图的教学过程中也可以把它作为辅助软件，充分利用它的准确性和表现性，帮助学生理解图形和绘制图形，提前让学生感受工作氛围。

1 CAD计算机辅助设计在教学中的优势

1.1 传统教学存在的问题

传统的建筑制图教材是先学习建筑制图理论，学生手动画图，由于学生都是初中毕业后进入中专学习，空间想象能力较差，理解力较弱，做题又慢又容易出错，学习效率不高，有时候一节课只能做一个物体的三面投影图，一个轴测图就要画四节课。而CAD画图放在最后一章作为介绍，课时比较少，只是告诉学生有这些软件，简单介绍怎么用，学生上机时间少，又要期末复习，就不重视这最后一章的学习。最近几年加大了对CAD的重视，专门有教材书，作为一门课程，周课时2节课，在学完了制图课后上，基本失去了作为辅助教学的意义。

1.2 CAD计算机辅助设计在教学中的优势

CAD是计算机辅助设计的简写，是一类软件，广泛应用在设计领域，它可以帮助学生建立三维空间概念，其三维动态观察器功能可以对实体图进行旋转和控制角度，进行各种视图的选择，如水平投影图，正立面图，侧立面图等。把实体图和二维平面图相互联系起来，对于学生理解知识难点大有裨益。

2 CAD辅助教学和制图课的融合应用的必要性

CAD和建筑制图教学融合的尝试：

笔者在十多年的制图教学中一直试图突破这种情况，做了各种尝试，试图把CAD辅助教学和制图课联系起来：

（1）在制图课上教师采用CAD画图和演示，学生还是在纸上画。

（2）CAD加上天正建筑在制图学完后再学习，CAD作为识图实训课上画建筑平、剖、立、详图时使用。两种方法各有利弊，多番尝试后，最后采取了第三种方式。

（3）把CAD和制图同时进行，学习效果比较理想。

首先是教师在上第一节课绪论时，就要给学生留下印象，除了传统的纸笔图板，我们还要用计算机来画图，教师在后面的讲课中，只要是画图就利用CAD来画和演示，这就要求教师在课前做足功课，把用到的实体图和平面图都画好，表现好，在课堂上使用起来就比较方便，如平面几何作图，正多边形，椭圆，圆，圆弧的连接，点、线、面、体三面投影图的长、宽、高对应关系利用CAD可以很准确的做到，传统的教学方法是利用多媒体课件，演示三面投影图的形成过程，及如何放置在一个平面内，学生看的云里雾里，不好理解。在讲述三面投影时，利用CAD的动态观察器功能，教师在课前把实体图画出，在课堂上进行旋转演示教学，学生观看图形的变化情况，其空间坐标X，Y，Z分别表示的方位，其三面投影的来历和看不见的面、线的情况，都一目了然，学生对教学难点的理解迎刃而解，如水平投影图反映X，Y坐标，表示长度和宽度，正立面投影图反映X，Z坐标，表示长度和高度。

轴测图作为二维平面立体图在帮助学生理解三面投影图方面起的作用不可忽视，但是其不能旋转，看不见的部分不好理解，利用实体图就解决了轴测图不能翻转的缺陷，通过看实体图和剖切后的实体图，哪些看得见，哪些看不见，一目了然，看不见的线画虚线，学生会主动提醒要画虚线，对于剖面图和断面图的教学更是受益多多，剖到的面和没有剖到的面用不同颜色标注起来，界限清清楚楚，解决了传统教学中靠想象剖切物体的弊端，学生的兴趣很高，学习起来事半功倍，同一套习题集，课时也相同，原来只能做相对简单的题目，而现在所有的题目都做，并且自己尝试计算机画图，给出答案。学生逐渐对软件产生兴趣，上第一次课就有学生问，我们什么时间学习CAD。

其次，老师教学生在计算机上画图，学生有了兴趣，就不愿意在纸上画图了，在纸上画图总是不很准确，还累，现在的学生对计算机是不陌生的，他们玩游戏，对鼠标很熟悉，教师顺势诱导，第一节课可以先教会他们常用的简单的CAD命令：点的命令，直线的命令，坐标输入法，利用辅助工具极轴就可以学着画简单的点和线的三面投影图了。

3 利用CAD进行建筑制图实训举例

建筑制图和CAD的融合要注意加强知识的系统性和连贯性，由易到难，对任务进行分解，任何时候要记住CAD是为制图服务的，制图需要表现什么东西，CAD就去学哪些东西，够用就好。

我采用“任务驱动”的教学方法，根据每节制图课要讲的内容寻找合适的题目作为任务练习，把知识点讲明白了，用CAD画图需要哪些帮助，哪些东西不会做，需要用到哪些命令，老师搜集问题，整理出需要重点讲的命令，学生边听边做，老师在一旁指导。

3.1 平面几何和CAD融合实例

我在教学中一般是第一节课讲理论和演示，学生在纸上画出草图，第二节课做课后练习，学生上机画图，真正把CAD作为制图课的一部分，而不是脱节的一门课。随着课程的进展，一开始我会把做法和答案告诉学生，和学生一起做，逐渐的，就让学生自己画图，我在旁边指导。学生画的五星红旗几何尺寸非常准确逼真，图1是在讲完几何制图的内接正五边形的做法后同学画的没有填充颜色的几何图形和填充颜色的红旗。

图2是同学们画的圆弧的连接。

图1

3.2 学生自己画简单的实体图，代替画轴测图

在二维平面利用三面投影图画轴测图是难点，学生想象不出实体样子。利用实体就可以解决问题，在学到体的投影时，我先教会学生自己画简单的实体图，例如棱柱、棱锥，棱台，圆柱、圆锥、圆台，球体等。再画复杂的组合体。

图2

CAD在三维建模方面不如别的软件，如Rhino和Solidworks。但是作为教学辅助用途是绰绰有余，关键其二维表现实在优秀，所以还是选择用CAD画简单的实体图，通过多视口可以看到水平，正立面和侧立面投影图。利用剖切、差集，并集，交集组成组合体，从简单到复杂，交线，不可见线一目了然。同坡屋面的三面投影，曲面体的截交线和相贯线历来是教学难点，利用CAD的交集、并集、差集功能可以很方便的把两个甚至多个物体的相贯线表示出来，用CAD的多视口功能把物体的三面投影图和三维实体图同时表示出来，学生再画相贯线就很清楚。

图3

图4

4 总结

通过几年的积累和改进，CAD和建筑制图同时进行，这一做法逐渐成熟，我在教学的过程中，思想也在发生改变，原来的学习方法已经不适应现代的学生，要思考如何教会学生充分利用先进的科学技术掌握知识，而不是一味固守传统打好基础，手绘图纸，学习效率不高，对学习失去了兴趣。学生在体会科技带来的便捷时，其学习方法和思维方式也得到了提升，间接促进了英语教学，虽然CAD有汉化版，因为有些CAD命令可以用简单的英语单词简写表示，调用很方便。制图课再不是原来学生口中的纸笔、图板和橡皮，而变成了鼠标和计算机。学生的交作业率明显提高，喜欢学习的同学明显增多，感到制图容易学的同学明显增多，教学效果明显。教师在课堂上实现了教与帮的转变，教师成为知识学习的设计者、辅导者和引导者，学生真正成为学习的主体，从而提高学生的自学能力和老师的教学水平。