案例式教学在“计算机绘图”实验教学中的应用研究??
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1674-120X（2016）17-0087-02收稿日期：2016-05-09
作者简介：杨洪波（1969―），女，湖南长沙人，湖南大学土木工程学院资深工程师，主要研究方向：计算机管理和计算机辅助设计。
一、CAD教学的特色及问题的提出
随着计算机、网络技术的迅猛发展，计算机作为现代教学的媒体和工具，已广泛应用于高校理论教学和实验教学中，熟练掌握和运用计算机技术服务于教学，已成为高校培养人才的重要环节[1]。
“计算机绘图”是土木和机械类本科学生的一门专业基础课。该课程实践性强，学生需要反复实践和应用AutoCAD才能掌握所学知识和技能，因此实践课时安排较多，理论课和上机实践课的课时一般安排为1∶2。此外，AutoCAD绘图命令的使用灵活多变，既可以点击功能面板上工具栏按钮执行命令，也可以搜索下拉菜单命令执行命令，还可以在命令行直接输入命令字执行命令，而且每个命令往往有多种实现方式。以圆的绘制为例，实现方式就有“圆心，半径”“圆心，直径”“两点”“三点”“相切、相切、半径”“相切、相切、相切”等多种，具体绘制时采用哪种方式需根据已知条件来灵活运用。所以，在实际教学中采用怎样的教学方式才能达到最佳效果，是一个值得探讨和深思的问题。如果采用传统教学方式，上课时简单地介绍各种命令的使用方法，这样不但浪费时间，而且学生抓不到重点，缺乏对知识点的深刻理解。反之，如果教师针对实施的教学目标，精心地准备一些日常生活中熟悉的图形模型，把绘图命令的各种绘制方式和技巧都巧妙地糅合在其中，不但能极大地提高学生的学习兴趣，而且还能促使学生对绘图命令的使用融会贯通、得心应手[2]。
二、案例式教学的引入和在CAD教学中的应用
案例式教学起源于美国哈佛大学，指的是在教学中运用某些精选出的案例来讲解课程中的某些知识点，通过对一个有针对性的案例进行讲解，引导学生对相关案例展开讨论、分析[3]。 案例式教学的关键在于案例的选取和讨论，这有赖于教师平时注意收集和创造贴近现实生活的典型图例素材，把绘图的知识点和技能充分融合到绘图案例中，理论联系实际，充分调动学生的学习兴趣和想象力，把学习效率发挥到极致。
在CAD实验教学中为了更加直观、形象地说明某些知识点，教师们精选出一些具有代表意义的图例，将绘图命令的用法和技巧巧妙地糅合在其中，这种教学方法生动、形象，能迅速吸引学生的注意力，并激发他们强烈的求知欲。这就是案例式教学在CAD实验教学中的应用和推广。
以下探讨的是日常生活中常见的锚钩图例的绘制过程，由于其特殊的结构特点，完成它的绘制过程即能让学生充分体会到绘制圆的各种方法和技巧。
首先做绘图前的准备工作，比如：建立图层，设置好线型、颜色、线宽、线型比例等。然后开始作图，锁定正交模式，调用直线命令绘制过点O的水平和垂直中心十字架，如图1所示，下面开始绘制图例中的各圆。
1调用【绘图】工具栏面板命令绘制圆
（1）通过调用“圆心，直径”绘制圆。
从原图中可看出圆1和圆2的圆心和直径是已知的，很显然可以调用“圆”的“圆心，直径”命令绘制圆。具体操作步骤为：选取功能区选项板【常用】选项卡，调用其中的【绘图】工具栏面板上的“圆”命令，选取命令“圆心，直径”，绘制出圆1和圆2。
（2）通过调用“圆心，半径”绘制圆。
圆3的圆心和半径均已知，可直接调用“圆心，半径”绘制。具体步骤是：调用【绘图】工具栏面板上的“圆”命令，选取“圆心，半径”方式绘制出圆3。
圆 4的绘制首先需要确定圆心，从图中可以看出它是圆3与垂直线l2的交点，把基础中心线的纵轴“偏移”6个单位并加以缩放即可求得垂直短线l2。锁定圆3与l2的交点为圆心，调用“圆心，半径”命令即可绘制圆4，同样方式可绘制出圆7。
（3）通过调用“起点、圆心、端点”绘制半圆。
由于圆2下半圆线型与上半圆不一致，所以还需做相应的编辑处理，如裁去圆的下半部分，设置好下半圆的线型样式，而后调用【绘图】工具栏面板上的“圆弧”命令-“起点、圆心、端点”，绘制下半圆。
（4）通过调用“相切、相切、半径”绘制圆。
圆5的半径是已知的，但圆心的位置待定，从锚钩示意图不难看出圆5和圆2、圆4均相切，所以可调用“圆”命令中的 “相切、相切、半径”命令，绘制出圆5，如图2所示，同样方式亦可绘制出圆9。
（5）通过调用“倒圆角”命令绘制圆。
对于小圆角，AutoCAD还提供了一种特殊绘圆方式“倒圆角”，比如锚钩图例中圆8，它和圆6和圆7均相切，是个典型的小圆角，它的绘制就适合使用“倒圆角”命令。其操作步骤为：调用绘图功能面板【常用】选项卡下的【修改】工具栏面板按钮，选择“倒圆角”命令即可。
以上画圆的几种方式调用的均是绘图工具栏面板的命令功能键，是绘图方式中最为简单快捷的方法，事实上，调用绘图命令的方式多种多样，如使用下拉菜单命令，或在命令行直接输入命令等。
2调用【绘图】下拉菜单命令绘制圆
实际绘图中很少用到下拉菜单命令，事实上，菜单命令的内涵更为丰富，所以对这种绘图方式也应该有个基本了解。例如，锚钩图中圆6的绘制可以采用菜单命令，操作步骤为：在菜单主项中选择菜单“绘图”，在弹出的下拉菜单中选择 “圆”-“圆心，半径”命令。当然，还可直接在命令行键入命令：Circle或C。 最后的工作是编辑图形，修剪多余的圆弧和线条。选择相邻且相切的两圆为修剪边界，被剪除的一边为裁剪对象，调用“修剪”命令编辑图形，最终绘出一光滑连接的锚钩图。
3注重绘图技巧的培养，不断提升学生绘图能力和技巧
绘图是讲究技巧的，绘图之前必须把绘图环境设置好，把绘图方法考虑清楚。
绘图的技巧可以巧妙地糅合在范例的讲解中，以“对象捕捉”为例，绘图中经常会遇到一幅图中可能用到多种对象捕捉方式的现象，例如，锚钩诸圆的绘制就用到了“捕捉圆心”“捕捉交点”“捕捉切点”等多种方式，捕捉方式的设置和转换难免延缓绘图的进程，但是，如果能调出“对象捕捉”快速访问工具栏，则“捕捉”将变得精准而快捷。
“对象捕捉”快速访问工具栏的实现步骤为：将鼠标游动至AutoCAD绘图界面左上端的【快速访问工具栏】点击右键，选择“工具栏”，再选择“AutoCAD”，在弹出的子项中选择“对象捕捉”即可。
绘图界面的设置很重要，有时经常会遇到绘图功能面板缺失，或功能面板消失的状况，此时，只需重新设置一下即可。比如，二维绘图，可将鼠标放置绘图界面右下端状态栏【切换工作空间】图标“”处点击鼠标左键，选取 “二维草图与注释”即可恢复正常。
当然，绘图技巧很多，在此不再一一详述，很多知识和经验是要靠不断实践才能获取的，为了加快绘图速度，工程技术人员往往直接在命令行输入简化的命令字，所以熟记命令的简化字，将大大提升绘图速度。
三、教学成效
典型案例的教学打破了传统教学模式的束缚，融趣味性、实用性于一体，不但激发了学生的学习热情，而且提高了他们学习的主观能动性，学生学会了在学习中思考、在不断实践中提升。典型案例式教学对教师提出了更高的要求，案例的发掘、案例的积累、案例的创造等，由于选取的案例一般源自现实生活，学生既容易理解，也会表现出浓厚的研究兴趣，研究和绘制图例的过程，让学生轻松掌握了绘图的方法和技巧，不仅学习效率高，而且学习效果显著。学生在愉悦中学习，在学习中收获知识，在收获知识的同时获得自信和成就感。
“计算机绘图”在土木工程学院虽为选修课，但是学生选课率高达95%以上，而且，由于案例式教学方式的成功推广，学生如饥似渴，到课率也高达95%以上，可见案例式教学方法是卓有成效的。
结合作图实践提示学生一些作图技巧，可以达到事半功倍的效果，极大地提高他们的作图效率。
学生在完成了CAD课程学习后，均能比较全面地掌握计算机绘图的方法和技巧，能精准地绘制一般平面图形，模型的三视图、轴测图、三维立体图，平面施工图，房屋建筑平、立、剖等，一些勤于钻研、敢于创新的学生能精准地绘制出房屋立体渲染图。
