计算机绘图“16+1”教学模式的探索

摘要：计算机绘图是计算机图学的分支，是相对于手工绘图而言的一种高效率和高质量的绘图技术。针对现阶段大学生对于应用计算机绘图软件“一教就会，一用就废”的现象，以提升学生自主学习能力、创新意识和记忆延展性为目标，提出“16+1”教学模式，通过理论实践化、实践专业化、专业兴趣化、兴趣创新化的方法，探索和实践大学生课堂教学中知行合一的教学模式，培养学生将抽象思维实体化，形成针对本专业的计算机绘图思维。

关键词：计算机绘图自主学习创新意识延展性实体化

Explorationofthe“16+1”TeachingModeforComputerDrawing

WANGTianqi*SUNWenSUNYanpingZENGWeiZHANGDanZHANGZhenjun

MechanicalEngineeringCollege，Xi'anShiyouUniversity，Xi’anCity，ShaanxiProvince，710065China

Abstract：ComputerDrawingisabranchofComputerGraphics，whichisanefficientandhigh-qualitydrawingtechniquecomparedtomanualdrawing.Inresponsetothecurrentphenomenonofcollegestudents’inabilitytousecomputergraphicssoftwarewhileaftertheyaretaught，the"16+1"teachingmodelisproposedwiththegoalofenhancingtheirseM+OBgEgofzSdpsvcicG1Sb2VcugeOEvGrMkAghcr/o4=lf-directedlearningability，innovativeconsciousness，andmemoryextensibility.Throughtheoreticalpractice，practicalspecialization，professionalinterest，andinterestinnovationmethods，itexploresandpracticestheteachingmodelofintegratingknowledgeandactionincollegeclassroomteaching，cultivatesstudents’abilitytoconcretizeabstractthinkingandformcomputerdrawingthinking F9lZ4mGLa59iUMieGRIIQdeQcWi2+i20B/mEBuEVge4=;tailoredtotheirmajor.

KeyWords：ComputerDrawing;Self-directedlearning;Innovativeconsciousness;Extensibility;Materialization

计算机绘图是设计类工科本科生的一门基础课，教学对象是画法几何与专业绘图课程结束后[1-2]对专业有模糊的概念但不清晰的大一学生，主要目的是掌握计算机绘图软件的一般操作方法，为后续的课程设计、毕业设计及就业提供工具支撑[3]。结合当前大学生对于计算机绘图软件“一教就会，一用就废”的现状，提出“16+1”教学模式，即“16课时理论+1周集训”的教学模式，用理论实践化、实践专业化、专业兴趣化和兴趣创新化的灵活多维的实践教学方法提升学生自主学习能力、创新意识和记忆延展性。

1理论实践化

计算机绘图是一门工具学科，学生能够综合运用画法几何和专业制图所学过的知识[1-4]，将专业制图和计算机绘图基础中的二维图形的绘制、修改、工程图形的环境设置、图案填充与文本注写、图块及其属性、图形的尺寸标注、正投影图的绘制、专业图的绘制、图样输出等内容综合运用并实践化[5-8]，培育学生独立选择和学习绘图软件的意识和基本方法，也为以后做好其他课程设计及毕业设计进行一次综合训练和准备[6-10]。但是对于一门工具课程，学生如果不能实践操作，纯粹的命令使用方法讲解已不能使学生的记忆有持续性和延展性，很难提升学生的主动性和创新意识，“一教就会，一用就废”是必然。将理论融入实践是计算机绘图授课方式的最优选择，于是产生了“16+1”教学模式，探索理论实践化的教学模式。将纯粹的理论课实践化，进入计算机实验室，人手一台计算机，从软件安装开始，到命令的运用，学生直接动手操作，掌握工具的使用方法，并将命令具体化，提升学生的自主学习能力和动手能力，增强记忆持续性。

2实践专业化

刚进入各专业学习不久的大学生未系统学习本专业的专业知识，普遍对本专业的发展方向缺少清晰明确的认识。在教学过程中，将专业知识融入绘图命令的操作过程，避免图形只是图形、计算机绘图软件只是绘图软件的问题，由专业图形取代简单的点、线和面，书面图形立体化和实体化成为具体的机械零件或实体建筑。例如：针对AUTOCAD绘图软件中的“块的建立”命令，对于机械类学生，可以建立表面粗糙度符号（见图1）；对于土木工程类学生，可以建立标高尺寸符号（见图2）和定位轴线编号等。在绘制专业图的过程中，将本专业基础知识重温的同时，能熟练掌握绘图命令，在实验中心，能够在学习理论知识的同时，直接进行实践操作。实践专业化的目的是在实践的过程中增加记忆延展性并通过绘制本专业相关图形可以使专业具体化。

3专业兴趣化

尽管计算机技术逐渐发展，专业制图课已经取代了挂图时代实现CAI[11-15]教学时代，使平面图形立体化。但是，也是只能实现多角度观看教学模型，仍然不能实现教学过程中学生对教学模型的360°全角度观看，想象力略差的学生学习困难，对本专业学习兴趣提升成为更大的难题。而计算机绘图课是专业绘图课的延伸，制图理论知识的欠缺导致学生在计算机绘图学习过程中看到的专业图形只是单调线条，无法提升学习兴趣。

沉浸式教学，即模型教室与计算机绘图实验室联合使用是解决此类问题的良好方法。模型教室用于学生仪器图绘制、木模测绘、零件测绘及装配体测绘，并保证学生一人一机的良好实验上机条件，主讲教师起讲授辅助引导作用。例如：对于建筑制图中的旋转楼梯[16-17]（见图3），理论知识讲的是平螺旋面，手工绘制的是三投影面体系的二维图形，学生对于台阶旋转后不可见部分理解困难。在计算机绘图学习过程中，首先在模型室可以看到具体的旋转楼梯模型实物，对于楼梯旋转后的不可见部分能够将抽象化的二维图形立体化成为实体。沉浸式教学使学生对本专业很难想象的机械零件或建筑物外观及内部结构有清晰且直观体会，解决因想象力不足造成的立体概念形成困难问题，专业兴趣明显提升。

4兴趣创新化

这是一个彰显个性的时代，学生的自我发展的欲望得到了极大的激发，自我意识显著升，个性化发展愿望强烈[10]。专业基础知识欠缺被弥补，专业兴趣提升后，将兴趣创新化是计算机绘图课程面临的极大挑战。取消刻板的结课考试，建立全新的过程化考核方式。建立创新意识，对机械电子工程和土木工程两个专业的学生进行实践。为了能够使学生对计算机软件使用方法产生强烈的求知欲和创作欲，在首次课上布置结课作业——自由设计绘制与本专业有关的图形，需在结束课程学习一周后提交作业。对于机械专业的学生，绘制本专业相关的机械零件图或机械装配图；对于土木工程类学生，设计绘制建筑，要求在现有成品基础上有元素改变。每届8个班240人，不允许出现雷同作业，考核占课程成绩50%。学生自主学习能力及创新意识显著提高，机械专业的学生提交的作业由学生自行绘制机械图代替了课本上的图形（如图4），图5是土木工程专业学生设计的Loft房屋图效果图。

5结语

对四届学生包括两届传统教学方式和两届“16+1”教学模式的近2000名机械及土木专业的学生连续4年持续跟踪调查经过显示：传统教学方式“一学就会，一用就废”现象严重，记忆延续性差，理论课讲述的内容在实践中可中仍然需要重复讲解，结课后，所学命令操作方式在30d后的课程设计、365d后的课程设计及两年后的毕业设计中需重新学习，课程设计和毕业设计中几乎没有创新元素，创新意识几乎为零；在同样条件的“16+1”教学模式下，学生仍能较好地完成计算机绘图命令的熟练运用，在课程设计及毕业设计中，有2/3学生有创新元素，学生在全国大学生机械设计创新大赛、陕西省第一届大学生工程制图及3D建模大赛、“杰瑞杯”第七届中国研究生能源装备创新设计大赛和陕西省“互联网+”大学生创新创业大赛均获得不错的成绩。“16+1”教学模式用理论实践化、实践专业化、专业兴趣和、兴趣创新化的灵活多维的实践教学方法提升学生自主学习能力、创新意识和记忆延展性。

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