工程制图与AutoCAD融合教学思路探讨——以梧州学院为例

张宏泽

（梧州学院电子与信息工程学院，广西 梧州543002）

0 引言

工程制图是技术制图的一种，用于定义工程产品或部件的技术要求。一般来说，工程制图的目的是清晰、准确地描绘产品或组件的所有几何特征，以便厂商或工程师能够根据详细的几何图制作所需物品。计算机辅助设计（ComputerAided Design，缩写：CAD）是指用计算机（或工作站）对现有设计的创建、修改、分析或优化提供必要的帮助。CAD软件能提高设计师的生产力，能提高设计质量，可通过电子文档提高设计者之间的沟通效率，并为产品制造创建高效数据库。

多年以来，很多老师都在探寻工程制图和Auto-CAD相辅相成的方法，如韩梦秋[1]、王菲[2]、马玉兰[3]、欧永健[4]等老师是希望通过AutoCAD的教学，改善工程制图课程的授课质量，而马慧[5]、郑何燕[6]等老师则希望在授课过程中，通过多种方式向学生展示AutoCAD的相关操作。但是如果把AutoCAD作为一门独立课程进行授课，会增加专业的总学分数，不符合梧州学院逐步压缩教学学时和学分的教学改革方向。

梧州学院开设工程制图课程以来，在2019年以前并没有采用AutoCAD作为实验课的授课软件。考虑到现实条件，工程制图课程很多时候都是采用理论课为主，很少或者没有安排实验课。虽然理论课的课时并不少（大于等于51课时），但学生期末考试成绩并不理想，有时期末考试卷面成绩不及格率超过60%，卷面成绩平均分不到60分，期末总评成绩不及格率超过50%。学生普遍产生了厌学情绪，觉得工程制图没有实际应用价值，不愿意专心听课，不愿意用心对待课后作业，对这门课抱着敷衍了事的态度，学习积极性不高。这说明单纯的理论教学，并不能满足当前的教学需要。

从2019年开始，梧州学院将AutoCAD作为工程制图课程的实验课来开设，工程制图课程是3个学分，共51课时，其中理论课35课时，实验课16课时。全国很多高校将工程制图和AutoCAD作为两门独立的课程来开设，其中工程制图是3～5个学分，共51～85课时，而AutoCAD是2～4个学分，共34～68个课时。梧州学院工程制图理论课的课时比其他高校少很多，而AutoCAD实验课的课时更是不到其他高校的一半。

对此希望找到一种比较理想的授课方式，在不增加工程制图总课时的情况下，既能保证理论课的教学质量，又能通过引入AutoCAD的实验教学，加强学生对理论课的理解和掌握。这种授课方式的优点在于，虽然理论课的课时减少了，从理论上来说，学生对基础知识的理解程度有所降低，但由于引入了AutoCAD的实验教学，学生的理论课成绩不仅没有降低，反而有了明显的提高。

1 工程制图与Au to CAD融合教学的思路

工程制图是一门专业基础课，在培养应用型人才的专业中，它是一门非常重要的课程。这门课主要培养学生的二维空间和三维空间的思维能力，以及培养学生的手工制图和计算机辅助绘图的能力。2019年之前的工程制图课程，理论课的课时比较多，课堂上主要介绍工程制图的理论知识，基本概念繁多，学生对知识点没有直观的印象，只能用大量时间进行机械记忆，而且课程通常只局限于培养学生的手工制图技能。因此，学生不仅对课程产生了比较严重的厌学情绪，而且对任课教师也有比较大的意见。由此看来，虽然任课教师尽职尽责，想方设法督促学生学习，但收效甚微，甚至产生了比较大的副作用。可以说，教师教得很辛苦，学生学得更辛苦。

AutoCAD是一款应用广泛的CAD软件，它能在某种程度上让学生脱离绘图板的限制，进行无纸化作业，但AutoCAD要求绘图者必须较好地掌握工程制图的相关知识。如果学生没有掌握工程制图的基础知识，就无法准确地描述物体的几何特征。在这种情况下，无论学生对AutoCAD的操作有多熟练，也无法发挥自身的主观能动性，在计算机的辅助下画出能够应用于生产实践的CAD图。

因此，在工程制图课程的学习过程中，首先要求学生必须掌握工程制图的基础知识，至少能够看懂不太复杂的工程图纸。读图是画图的基础，如果学生连对一般工程图纸的读图能力都没有掌握，教师就无法进一步要求学生用AutoCAD进行绘图。如果学生的读图能力达不到相应水平，就会增加AutoCAD的教学难度，从而降低课程的教学质量。因此教师在上工程制图理论课时，要十分重视基础知识的教学工作，因为扎实的工程制图基础知识是学好AutoCAD的关键。

2 工程制图与Au to CAD融合教学的实施

2.1 任课教师要深入了解AutoCAD的相关操作

有很多长期担任工程制图的资深教师，他们对计算机并不是非常熟悉，对AutoCAD的操作比较生疏。因此，AutoCAD的教学工作通常由熟悉计算机操作的新教师承担。由于新教师刚开始上这门课，虽然他们对AutoCAD的操作比较熟练，但是由于缺乏工程制图理论课的教学经验，也缺乏实际工程经验，因此新教师无法准确把握工程制图理论课和AutoCAD实验课的教学进度。通常发生的情况是，学生的基础知识掌握得比较好，但AutoCAD的教学进度偏慢，或者是学生对基础知识的掌握程度参差不齐，无法保证AutoCAD的教学质量。因此，新教师和资深教师都需要在理论课的教学工作中，引入AutoCAD软件来辅助教学，并且在AutoCAD的教学中，利用AutoCAD的图形化优势，适时补充和进一步解释理论课中学生难以理解的抽象化知识。

2.2 工程制图与AutoCAD的融合教学

工程制图和AutoCAD的融合教学，应该先上理论课，后上实验课，两门课的进度应基本同步，两门课相互支撑，相互渗透。目的是让学生牢牢掌握工程制图基础知识的同时，又能很好地使用AutoCAD进行工程绘图。根据笔者的授课经验，应首先讲授工程制图的基础知识，然后再上机实践操作。同时应该以工程制图为主，AutoCAD为辅。不管是理论授课还是上机实践，都应该把工程制图作为主线。在上理论课时，教师要通过演示AutoCAD作图的高效性，提高学生的学习兴趣。在AutoCAD上机实践时，教师要将AutoCAD的绘图与工程制图的基础知识相关联，让学生了解AutoCAD的绘图是以工程制图的理论知识为基础的。

2.3 融合教学方法的改进措施

与传统的两门课独立授课的方式相比，融合教学要求对教学模式做一定的改进。由于学生对工程制图理论知识的接受程度较低，对AutoCAD上机实践的兴趣较高，因此在实验课后布置了一定量的上机题。由于上机题要求学生对工程制图基础知识有一定的了解，因此学生课后会主动复习理论课知识，主动上机使用AutoCAD绘图，主动和同学讨论，有不懂的问题会主动问教师。通过这种方式，改变了以往教师主动讲，学生被动学，学生不愿意提问题的教学模式。学生通过与教师的互动，进一步提高了对基础知识的掌握程度，增强了手工绘图和计算机绘图的能力。教师通过与学生的交流，能了解融合教学的效果，适时做出改进，并及时调整理论课和实验课的上课进度。同时，通过完成教师布置的AutoCAD课后上机作业，学生能进一步提高自信心，而且学生很多时候会有一些新问题、新观点、新想法和新的绘图方法，能帮助教师不断提高教学质量。

3 融合教学方法的效果

从2019年开始，梧州学院采用工程制图和Auto-CAD融合教学的授课方式，取得了较好的效果。与传统的工程制图与AutoCAD单独授课的教学方式相比，融合教学的期末考试卷面成绩不及格率显著降低，总评成绩不及格率基本归零，学生的学习投入程度和学习积极性有了显著提高，师生互动明显增加。从期末考试试卷的答题情况来看，采用融合教学的授课方式，学生对基础知识的理解和掌握程度明显高于传统授课方式，对手工制图细节的把握也更理想，优于工程制图单独授课的教学效果。从AutoCAD实验课的课后作业完成情况来看，采用融合教学的授课方式，学生能比较熟练地操作AutoCAD软件进行简单的工业设计，并能较好地运用工程制图的基础知识对设计做进一步的补充、修改和优化，优于AutoCAD单独授课的教学效果。下面通过2019级、2020级通信工程1、2班的期末考试卷面成绩，对融合教学的效果做进一步分析。

2019级、2020级通信工程1、2班在全国各地的生源质量与往年基本保持一致，由同一位教师进行授课。期末考试试卷由同一位教师出题，试卷的结构、题型、题量、考点分布、难度与往年相近。

2019级通信工程1班期末考试实际考生人数45人，90～100分16人，占考试人数的35.56%；80～89分17人，占考试人数的37.78%；70～79分4人，占考试人数的8.89%；60～69分7人，占考试人数的15.56%；低于60分1人，占考试人数的2.22%。卷面成绩及格率达到98%，平均分83.21分，高于预期平均分8.21分。

2019级通信工程2班期末考试实际考生人数44人，90～100分18人，占考试人数的40.91%；80～89分16人，占考试人数的36.36%；70～79分4人，占考试人数的9.09%；60～69分5人，占考试人数的11.36%；低于60分1人，占考试人数的2.27%。卷面成绩及格率达到98%，平均分85.3分，高于预期平均分10.3分。

2020级通信工程1班期末考试实际考生人数45人，90～100分27人，占考试人数的60%；80～89分13人，占考试人数的28.89%；70～79分2人，占考试人数的4.44%；60～69分3人，占考试人数的6.67%；低于60分0人，占考试人数的0%。卷面成绩及格率达到100%，平均分90.03分，高于预期平均分15.03分。

2020级通信工程2班期末考试实际考生人数47人，90～100分23人，占考试人数的48.94%；80～89分16人，占考试人数的34.04%；70～79分6人，占考试人数的12.77%；60～69分2人，占考试人数的4.26%；低于60分0人，占考试人数的0%。卷面成绩及格率达到100%，平均分87.91分，高于预期平均分12.91分。

从图1中可以看出，2019级通信工程1、2班期末考试卷面成绩比较接近，1班优秀率（90～100分）比2班低5.35%，两个班80～89、70～79分的人数比例比较接近，1班60～69分的人数比例比2班高4.2%。两个班的卷面成绩不及格人数均为1人，及格率均为98%。2班相比1班，期末考试卷面成绩的平均分高2.09分，这与2班优秀率比1班高的情况相吻合。两个班期末考试卷面成绩的平均分都超过75分，其中1班的平均分为83.21分，2班的平均分为85.3分。

图1 2019、2020级通信工程1、2班期末考试卷面成绩

2020级通信工程1、2班期末考试卷面成绩同样比较接近，1班优秀率（90～100分）比2班高11.06%，两个班80～89分、60～69分的人数比例比较接近，1班70～79分的人数比例比1班低8.33%。两个班的卷面成绩不及格人数均为0人，及格率均为100%。1班相比2班，期末考试卷面成绩的平均分高2.12分，这与1班优秀率比2班高的情况相吻合。两个班期末考试卷面成绩的平均分都超过75分，其中1班的平均分为90.03分，2班的平均分为87.91分。

从期末考试成绩来看，通过融合教学，这4个班的大部分学生都掌握了正投影基础、基本立体及其表面交线的投影、组合体的视图和轴测投影的基本概念和简单应用，大部分同学基本能够将理论知识应用于解决实际问题，但图样画法和标准件与常用件这两个难点的教学效果不够理想。总体上看，融合教学基本达到了预期的教学目标。

4 结语

将工程制图和AutoCAD的教学内容进行融合，是现代教学发展的必然趋势。对于培养应用型人才的高校来说，融合教学不仅能提高学生对工程制图基础知识重要性的认识，提高学生对理论课程的学习积极性，而且能进一步增强学生手工制图和计算机辅助制图的能力。融合教学在不增加工程制图课程总课时的前提下，通过理论课和AutoCAD实验课的有机融合，提高了学生的期末考试卷面成绩，降低了总评成绩的不及格率。融合教学既没有单纯理论教学枯燥无味的缺点，又能让学生明白工程制图基础知识对CAD绘图的重要意义，从而把学生的被动学习变为主动学习。随着融合教学的推进，师生互动与日俱增，教师从学生活跃的思想中不断汲取教学灵感，从而能够更好地引导学生，不断提高教学质量。