CAD教學(xué)中增加手繪草圖的重要性

張智廣

(潞安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046204)

CAD教學(xué)中增加手繪草圖的重要性

張智廣

(潞安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046204)

論文著重研究了在高校的CAD教學(xué)中，從教師布置臨摹圖形到學(xué)生繪制教師布置圖形，學(xué)生缺失手繪草圖這一過程對(duì)教學(xué)和學(xué)習(xí)CAD圖形的繪制的影響；并詳細(xì)介紹了在CAD的教學(xué)中，從草圖到成品圖形盡可能穿插使用手工繪制草圖這一環(huán)節(jié)的具體操作過程，并且分析了它的重要性。筆者把這部分經(jīng)驗(yàn)整理出來作為研究高校CAD教學(xué)的參考和借鑒。

CAD教學(xué)；臨摹；手工繪制

CAD作為一門計(jì)算機(jī)輔助繪圖工具，因其性能優(yōu)越、功能強(qiáng)大、便于掌握和使用等特點(diǎn)，越來越受到工程設(shè)計(jì)人員的青睞，在機(jī)械、航空、電子、汽車、船舶、建筑、輕工業(yè)、礦業(yè)等工程領(lǐng)域已經(jīng)成為首屈一指的輔助設(shè)計(jì)軟件；它對(duì)于充分發(fā)揮廣大工程技術(shù)人員的創(chuàng)造力，提高工作效率起到了其他設(shè)計(jì)手段所無可比擬的作用。計(jì)算機(jī)繪圖已經(jīng)成為工程技術(shù)人員必須掌握的技能，也是高等學(xué)校工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生的必修課程。

正因?yàn)樗墓δ軓?qiáng)大、用途廣泛，也促使很多高等院校，特別是理工類的高等學(xué)校開設(shè)了CAD課程，并且出現(xiàn)了許多教師對(duì)CAD教學(xué)問題和方法的研究，使CAD的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)非常豐富。在論文中，筆者以多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)調(diào)查為基礎(chǔ)，深入介紹了在CAD教學(xué)中，從教師給出學(xué)生臨摹圖開始到學(xué)生繪制出合格的圖形的過程中需要加入一個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)——手繪。

一、CAD在繪圖領(lǐng)域的定位

CAD是Computer Aided Design的縮寫，譯為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)來完成；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAD能大大減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中，特別需要提出的一個(gè)詞語是“輔助”。也就是說，CAD在繪圖的過程中起的功效是輔助，而不是直接的設(shè)計(jì)。具體輔助什么呢？直接地說，就是把手工繪制的圖形，或者沒有形成正規(guī)的國際、國家要求的圖形樣式的圖形，通過CAD軟件的繪制，使之成為合格的電子版圖形乃至打印出合格的圖紙，以適合不同工程領(lǐng)域的使用。所以，在教學(xué)或者學(xué)習(xí)CAD的時(shí)候，一定要時(shí)刻注意這樣的問題，特別是練習(xí)的時(shí)候，要有意識(shí)地拿一些能表達(dá)清楚意思，但是又不怎么正規(guī)的草圖來用計(jì)算機(jī)繪制，從而練習(xí)從不正規(guī)到正規(guī)的過程。

二、絕大部分高?，F(xiàn)階段的教學(xué)方式及缺失環(huán)節(jié)問題所在

從2006年到2011年間，通過筆者對(duì)將近20所高校的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，基本上所有的學(xué)校在教學(xué)或者學(xué)習(xí)CAD的過程中，在學(xué)生從接受教師布置的臨摹圖形開始到計(jì)算機(jī)上表達(dá)出教師布置的圖形來為止，基本每個(gè)學(xué)校的教學(xué)環(huán)節(jié)都是進(jìn)行一個(gè)同樣的過程，那就是學(xué)生直接把教師給的電子版的標(biāo)準(zhǔn)圖形，通過一定的分析在計(jì)算機(jī)上繪制出來。這樣的教學(xué)過程是比較普遍的，但是，筆者認(rèn)為是不成熟的，通過這樣的教學(xué)手段，學(xué)生是可以學(xué)會(huì)CAD軟件繪圖的技術(shù)，但是不能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生解決處理實(shí)際問題的能力。既然CAD的功效是把不成熟的圖形特別是紙質(zhì)圖形通過繪圖人員或者工程師自己繪制成符合標(biāo)準(zhǔn)的成熟的電子圖形，那么，為什么在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中不能給學(xué)生提供一個(gè)從草圖變成成熟圖形的機(jī)會(huì)呢？我們?cè)趯?shí)際的教學(xué)過程中進(jìn)行的環(huán)節(jié)是教師把合格的電子版圖形呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生直接在計(jì)算機(jī)上臨摹出了標(biāo)準(zhǔn)的電子版圖形。這樣就缺少了從草圖到標(biāo)準(zhǔn)電子版圖形的練習(xí)過程，無論從教學(xué)的效率，還是從培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力方面都有欠缺，從而不能讓CAD的教學(xué)、學(xué)習(xí)效果達(dá)到最優(yōu)化。

三、增添的教學(xué)環(huán)節(jié)及優(yōu)勢(shì)

既然傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在教學(xué)環(huán)節(jié)中缺少從草圖到標(biāo)準(zhǔn)電子版圖形的練習(xí)的環(huán)節(jié)，那么，如何才能在教學(xué)的過程中合理地加入這樣的環(huán)節(jié)呢？下面，根據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)地?cái)⑹鲞@樣的教學(xué)過程。

首先，教師給學(xué)生目標(biāo)圖形的時(shí)候，要求學(xué)生必須用手在紙上快速地繪制一次草圖，盡可能地不借助任何輔助工具，也不要求學(xué)生在繪制草圖的過程中能繪制如何得規(guī)格、如何得好看，只要學(xué)生按照老師給出的目標(biāo)圖形，在紙上能表達(dá)出圖形的理解的全部信息就可以了。但是，在用手進(jìn)行臨摹的過程中必須注意一點(diǎn)：學(xué)生必須清楚地理解他繪制的圖形的意思。比如，我們想讓學(xué)生通過繪制齒輪主視圖來訓(xùn)練學(xué)生對(duì)陣列的掌握，那么，學(xué)生用手在紙上繪制草圖的時(shí)候不需要把齒輪的齒全部繪制出來，只要繪制其中的兩到三個(gè)，標(biāo)明其中的關(guān)系（比如每個(gè)齒的齒線和齒線的夾角，每個(gè)齒所對(duì)應(yīng)的圓心角等），并且在旁邊用漢字標(biāo)清楚共有多少組齒就可以了。這些繪圖的小技巧，只有在學(xué)生平時(shí)的練習(xí)當(dāng)中才能自己總結(jié)出來。

其次，學(xué)生在上機(jī)進(jìn)行繪圖的時(shí)候，根據(jù)自己在紙上繪制的草圖，在計(jì)算機(jī)上表達(dá)出正規(guī)的、合格的CAD圖形。剛開始練習(xí)的時(shí)候，很多學(xué)生總是不能順利地掌握這個(gè)方法，不能順利地看著自己繪制的圖形在計(jì)算機(jī)上表達(dá)出合格的CAD圖，對(duì)于這個(gè)環(huán)節(jié)的掌握不是很滿意。其實(shí)這沒有什么，這就需要及時(shí)地提醒和點(diǎn)撥學(xué)生，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，究竟是自己在分析老師給的圖形的時(shí)候出了問題或偏差，還是在分析的時(shí)候沒什么問題，而在往紙上表達(dá)圖形的時(shí)候出了問題，抑或是以上兩條都沒問題，而是在用CAD繪圖的時(shí)候出了問題呢。

再次，為了增強(qiáng)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，在教學(xué)過程中布置圖形的時(shí)候，要適時(shí)地要求學(xué)生觀察實(shí)物并且繪制實(shí)物草圖，然后在CAD上機(jī)的時(shí)候，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上表達(dá)出來。這樣，既可以訓(xùn)練學(xué)生觀察的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。比如，在學(xué)習(xí)偏移命令的時(shí)候，我們可以給學(xué)生布置，讓學(xué)生觀察計(jì)算機(jī)鍵盤，繪制出鍵盤的主視圖，并且要求學(xué)生在觀察和動(dòng)手在紙上繪制草圖的時(shí)候，不能使用直尺等輔助繪圖工具測(cè)量以及繪制圖形。這就要求學(xué)生必須大體地目測(cè)知道鍵盤的長度尺寸以及每個(gè)鍵的大小尺寸，如果在繪制的過程中有的同學(xué)把鍵盤的長度尺寸定為100CM，那顯然是不符合大眾實(shí)際情況的。這就要求學(xué)生重新觀察，重新繪制草圖。

最后，在手繪草圖的時(shí)候需要注意，這里強(qiáng)調(diào)的手繪不是使用圓規(guī)、直尺等繪圖工具繪制出標(biāo)準(zhǔn)的圖形，而是不采用任何的輔助工具，只有一支筆和一張紙，直接用手快速繪制而成。也許很多人認(rèn)為，這樣繪制出來的圖形不夠標(biāo)準(zhǔn)，不過不要緊，只要繪制者能看懂自己所繪制的圖形所表達(dá)的意思就可以了。因?yàn)槔L制者會(huì)根據(jù)自己繪制的圖形，在計(jì)算機(jī)上的CAD里面繪制出合格的、標(biāo)準(zhǔn)的圖形出來。另外，在學(xué)生進(jìn)行手繪的訓(xùn)練過程中，要求學(xué)生盡可能的快，也就是盡可能地提高手繪的速度；表面上是讓學(xué)生盡可能地提高手繪的速度，但是，實(shí)際上提高的是學(xué)生看圖、識(shí)圖的能力。

CAD教學(xué)通過增加這樣的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)提高學(xué)生的繪圖能力有非常大的幫助。首先，想要繪圖，第一步就是要識(shí)圖，用手直接繪制草圖的過程其實(shí)就是一個(gè)很好的識(shí)圖、記圖的過程，特別對(duì)于一些復(fù)雜的圖形，通過這樣的過程，可以幫助學(xué)生加快、加深認(rèn)識(shí)圖形中的難點(diǎn)和突破點(diǎn)，對(duì)后續(xù)的繪圖起到事半功倍的效果。不要看學(xué)生在用紙繪制草圖的時(shí)候是浪費(fèi)了一定的時(shí)間，筆者通過實(shí)際的觀察和測(cè)量，發(fā)現(xiàn)手繪的過程其實(shí)加快了學(xué)生對(duì)圖形理解的速度，總體上反而是提高了繪圖速度。再者，學(xué)生學(xué)習(xí)CAD的根本目標(biāo)并不是臨摹現(xiàn)成的、合格的東西，雖然學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候確實(shí)是一直都在用臨摹的方法學(xué)習(xí)繪制CAD圖形，但是在學(xué)習(xí)完成CAD以后，現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)際情況是把沒有變成CAD標(biāo)準(zhǔn)圖形的草圖按要求變成合格的CAD標(biāo)準(zhǔn)圖形，在很多時(shí)候，繪圖人員或工程師先看到的都是用手直接繪制出來的草圖（這里指的草圖是不用任何輔助工具繪制的圖形）。如果我們的教學(xué)環(huán)節(jié)增加要求學(xué)生在老師給了臨摹圖以后，再自己用手繪制成草圖，然后到計(jì)算機(jī)機(jī)房按學(xué)生自己繪制的草圖繪制出合格的圖形來，那么就會(huì)使學(xué)生達(dá)到提早接觸現(xiàn)實(shí)生活的工作狀態(tài)要求，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

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