高職電氣CAD 課程教學(xué)改革探討

楊 箏

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475004）

0 引言

高等職業(yè)教育是以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型技能人才為目的教育。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷普及，人們對(duì)CAD（即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）的需求也在不斷提高，在大量的電氣自動(dòng)化崗位，需要進(jìn)行CAD 制圖和設(shè)計(jì)，因此，我院在電氣工程專業(yè)開設(shè)了AutoCAD 電氣工程制圖這門課程。 結(jié)合近幾年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為，該課程教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)高職院校電氣工程專業(yè)的特色，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)熟練掌握與專業(yè)相關(guān)的CAD 繪圖方法和技巧，具有較強(qiáng)的崗位實(shí)踐操作技能，能夠滿足不同就業(yè)崗位的CAD 制圖和設(shè)計(jì)的要求，提高就業(yè)能力，提升就業(yè)質(zhì)量。 這是高職院校電氣工程專業(yè)CAD 課程教學(xué)必須解決的課題。

1 電氣CAD 課程中存在的問題

1.1 教材內(nèi)容缺乏專業(yè)針對(duì)性

傳統(tǒng)的電氣CAD 教材內(nèi)容以介紹CAD 各種操作命令為主，習(xí)題和案例是以機(jī)械零件的繪制為例，與電氣專業(yè)知識(shí)毫不相關(guān)。 致使電氣專業(yè)的學(xué)生花費(fèi)了大量的精力和時(shí)間學(xué)習(xí)一些應(yīng)用幾率極低的知識(shí)，造成學(xué)習(xí)時(shí)間的極大浪費(fèi)，也無益于崗位適應(yīng)性和就業(yè)。

1.2 任課教師缺乏電氣專業(yè)系統(tǒng)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)

傳統(tǒng)的CAD 任課教師主要由計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師來擔(dān)任，教師對(duì)軟件很熟悉，但缺乏關(guān)于專業(yè)課程的系統(tǒng)理解和工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)CAD 軟件在電氣專業(yè)后續(xù)課程中的作用及在工程實(shí)踐中的具體應(yīng)用不夠清楚。 因此，教師在講授時(shí)注重軟件的基本命令和操作， 對(duì)后續(xù)課程和工程實(shí)踐應(yīng)用講解得很少，致使學(xué)生無法了解CAD 軟件在電氣工程中的具體應(yīng)用及與將來工作崗位的關(guān)系。

1.3 授課與實(shí)訓(xùn)時(shí)間不一致

傳統(tǒng)的授課，一般是先在教室內(nèi)利用多媒體進(jìn)行演示教學(xué)，然后再到CAD 實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行練習(xí)，從學(xué)習(xí)到練習(xí)要有幾天的時(shí)間間隔。 這樣的教學(xué)安排，使教學(xué)和訓(xùn)練脫節(jié)，學(xué)習(xí)效果不理想。

1.4 學(xué)生自主性欠缺

在傳統(tǒng)的CAD 教學(xué)模式中，主要是單向灌輸，缺乏實(shí)際操作和互動(dòng)。 致使學(xué)生在課堂上被動(dòng)地接受知識(shí)，照葫蘆畫瓢、囫圇吞棗，對(duì)知識(shí)不理解、對(duì)技能不熟悉，不能進(jìn)行自主創(chuàng)新。

2 電氣CAD 課程改革措施

2.1 開發(fā)具有電氣專業(yè)特色的新教材

電氣CAD 教材應(yīng)與電氣工程密切相關(guān)，通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生應(yīng)能夠了解電氣專業(yè)的就業(yè)方向和工作內(nèi)容。 筆者已開發(fā)出以電氣工程圖紙繪制為主要內(nèi)容的CAD 教材，針對(duì)學(xué)生工作行業(yè)（如制造業(yè)、建筑行業(yè)、電力行業(yè)、流程工業(yè)等不同行業(yè)）的就業(yè)崗位的要求，按不同的項(xiàng)目對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。 該教材已于2009 年1 月正式出版并采用[1]，得到了同行和學(xué)生的好評(píng)。

2.2 由專業(yè)教師任課

CAD 教師應(yīng)由具有運(yùn)用CAD 設(shè)計(jì)工程圖紙的豐富經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識(shí)全面的專業(yè)教師任教。任課教師應(yīng)當(dāng)對(duì)電氣專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程（如電路、模電、數(shù)電）理解透徹，對(duì)專業(yè)課（如電氣控制、電機(jī)拖動(dòng)、PLC、過程控制、總裝、網(wǎng)絡(luò)、工廠供電、過程控制等十分熟悉，并且應(yīng)具有工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)CAD 在各個(gè)領(lǐng)域中的具體應(yīng)用非常熟悉。 只有這樣，才能將CAD 在后續(xù)課程及工作崗位中的應(yīng)用講解得明白，才能教好這門課程。

2.3 實(shí)施“教、學(xué)、練、做”一體化的模式教學(xué)

在教學(xué)上，應(yīng)采用“教、學(xué)、練、做”一體化、分段集中強(qiáng)化訓(xùn)練的教學(xué)模式，使學(xué)習(xí)過程具有連續(xù)性。以工作過程為導(dǎo)向，以具體工作任務(wù)為驅(qū)動(dòng)力，按學(xué)習(xí)型工作項(xiàng)目組織教學(xué)， 以項(xiàng)目教學(xué)法為主線，將“教、學(xué)、練、做”一體化貫穿整個(gè)教學(xué)過程。 在具體環(huán)節(jié)上，靈活運(yùn)用情景教學(xué)法、案例分析法等多種教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂于實(shí)踐，提高教學(xué)效果。在實(shí)踐教學(xué)安排上，采用模塊化教學(xué)，集中一個(gè)月的時(shí)間，在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)進(jìn)行教、學(xué)、做、練一體化的教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)熟練掌握CAD 電氣工程圖紙的繪制和設(shè)計(jì)。

2.4 構(gòu)建“崗、課、證相融通”教學(xué)模式

電氣工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)方向主要有機(jī)械行業(yè)、電力系統(tǒng)、建筑行業(yè)、流程工業(yè)等行業(yè)中的電工、設(shè)計(jì)員、制圖員、操作員、維護(hù)員等崗位，需要具備電氣工程圖紙讀圖能力、CAD 制圖能力、操作能力等專業(yè)技能，還要有良好的溝通能力和交往能力，以及優(yōu)良的品性和習(xí)慣。 為了檢測學(xué)生技能、提高學(xué)生就業(yè)競爭力，學(xué)生要參加“CAD 繪圖員”的資格認(rèn)證，而且只有獲得相應(yīng)的證書才可畢業(yè)。 因此，課程的設(shè)置必須實(shí)現(xiàn)“崗位、課程、證書”的融通，參照職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。

2.5 以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心組織教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)過程中，設(shè)置了與行業(yè)和崗位密切相關(guān)的機(jī)械工程電氣控制圖、建筑電氣工程圖、電力系統(tǒng)工程圖、流程工業(yè)過程控制圖等的繪制等環(huán)節(jié)。 通過合理設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，使學(xué)生可以熟練地應(yīng)用CAD來繪制各類電氣工程圖紙，提升職業(yè)能力。

2.6 采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

教師在教學(xué)過程中，應(yīng)以啟發(fā)和引導(dǎo)為主，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性。 針對(duì)電氣專業(yè)的特點(diǎn)，可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，如先去電氣總裝實(shí)訓(xùn)室觀察并測量記錄電氣控制柜的尺寸、位置，再通過CAD 繪制出實(shí)際圖形。 這種教學(xué)方式既可以讓學(xué)生掌握專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)格和設(shè)計(jì)尺度，又能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和工作作風(fēng)。

2.7 注重個(gè)性差異

高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)、理解能力參差不齊。 因此，我們在實(shí)際的教學(xué)中需要以學(xué)生個(gè)性差異為依據(jù)，因材施教。 對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以相應(yīng)設(shè)置一些較復(fù)雜的額外作業(yè)，以進(jìn)一步提高他們的繪圖速度，使這些學(xué)生不至于荒廢課堂時(shí)間。 而對(duì)于基礎(chǔ)相對(duì)較弱的學(xué)生，在教學(xué)中可以進(jìn)行單個(gè)的分析講解，使其掌握基本操作命令，打好繪圖基礎(chǔ)。 這樣既有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、提高其學(xué)習(xí)效率，也有利于建立和諧的課堂秩序。

3 項(xiàng)目化教學(xué)課程體系的構(gòu)建

電氣工程圖紙的繪制按照從基礎(chǔ)到專業(yè)、從簡單到復(fù)雜的順序進(jìn)行。 筆者試以電氣工程圖紙的繪制過程為主線，進(jìn)行了教學(xué)課程體系的構(gòu)建，其框架包含8 個(gè)項(xiàng)目，如圖1 所示[2]。

圖1 項(xiàng)目化教學(xué)體系的構(gòu)成Fig.1 Project-teaching system

3.1 項(xiàng)目1 電氣工程圖紙技術(shù)要求認(rèn)知

此項(xiàng)目是電氣工程單位進(jìn)行電氣專業(yè)設(shè)計(jì)、施工、安裝、操作、維護(hù)的前提和基礎(chǔ)，它涉及的工作任務(wù)直接體現(xiàn)在電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)、施工、安裝等重要的崗位和部門。 通過實(shí)施該項(xiàng)目，使學(xué)生對(duì)電氣CAD的應(yīng)用有一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)電氣圖紙能夠準(zhǔn)確判斷和識(shí)別，對(duì)電氣圖紙的形式和要求能夠進(jìn)行識(shí)讀。

3.2 項(xiàng)目2 AutoCAD 軟件的操作

學(xué)習(xí)了AutoCAD 軟件基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作，通過實(shí)施該項(xiàng)目，可以讓學(xué)生熟練進(jìn)行CAD 軟件的操作和繪圖等工作。

3.3 項(xiàng)目3 常用電氣元件的繪制

主要是繪制常用的電氣元件（如無源元件、信號(hào)器件等），并把常用電氣元件創(chuàng)建為圖塊，以方便設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用。 它所涉及的工作任務(wù)在電氣專業(yè)的核心部門（設(shè)計(jì)部門）。 通過實(shí)施此項(xiàng)目，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目1和項(xiàng)目2 的練習(xí)，加深理解，提高設(shè)計(jì)效率。

3.4 項(xiàng)目4 機(jī)械電氣控制圖繪制

此項(xiàng)目是電氣CAD 設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的應(yīng)用項(xiàng)目。 它涉及的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，只要有電動(dòng)機(jī)的場合都包括機(jī)械電氣設(shè)計(jì)。 此項(xiàng)目包括3 個(gè)環(huán)節(jié)：三相異步電動(dòng)機(jī)控制電氣圖繪制、鉆床的電氣控制設(shè)計(jì)圖繪制、數(shù)控機(jī)床電氣圖繪制。 通過項(xiàng)目實(shí)施，可使學(xué)生熟練進(jìn)行機(jī)械電氣控制圖繪制。

3.5 項(xiàng)目5 建筑電氣圖繪制

此項(xiàng)目包括3 個(gè)環(huán)節(jié)：認(rèn)識(shí)建筑電氣工程圖、別墅電氣照明工程圖的繪制、 別墅弱電工程圖的繪制。 通過此項(xiàng)目的實(shí)施，可使學(xué)生熟練進(jìn)行建筑電氣的工程設(shè)計(jì)。

3.6 項(xiàng)目6 電力工程圖繪制

此項(xiàng)目包括5 個(gè)環(huán)節(jié)：電力工程的認(rèn)識(shí)、電氣主接線圖、低壓配電系統(tǒng)、變電所平面圖、變電所剖面圖。 通過此項(xiàng)目實(shí)施，可使學(xué)生熟練進(jìn)行電力工程的工程設(shè)計(jì)。

3.7 項(xiàng)目7 過程控制系統(tǒng)圖繪制

此項(xiàng)目在化工、石化等流程工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。 項(xiàng)目包括4 個(gè)環(huán)節(jié)：過程控制系統(tǒng)工程圖基本知識(shí)、邏輯圖的繪制、就地控制盤繪制、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 通過該項(xiàng)目的實(shí)施，可以使學(xué)生熟練進(jìn)行過程控制的工程設(shè)計(jì)。

3.8 項(xiàng)目8 利用電氣工程專用繪圖軟件Auto CAD Electrical 繪圖

此項(xiàng)目是電氣CAD 設(shè)計(jì)中的提高項(xiàng)目。 實(shí)施利用此項(xiàng)目，可以快速設(shè)計(jì)復(fù)雜的電氣圖紙，使學(xué)生的繪圖能力大大提高。 此項(xiàng)目的具體實(shí)施過程包括3 個(gè)環(huán)節(jié)：認(rèn)識(shí)AutoCAD Electrical、原理圖工具、AutoCAD Electrical 繪圖實(shí)例。 通過此項(xiàng)目的實(shí)施，可使學(xué)生掌握繪制電氣工程圖的相應(yīng)技巧，提高繪圖效率。

通過上述8 個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)，學(xué)生能夠在較短時(shí)間內(nèi)掌握CAD 在電氣工程專業(yè)領(lǐng)域的具體應(yīng)用方法，同時(shí)也可以為后續(xù)相關(guān)專業(yè)的課程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

4 考核與認(rèn)證

4.1 考核

每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束后，均從知識(shí)、技能和態(tài)度3 個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目成績評(píng)定。 其中知識(shí)占30%，技能占40%，態(tài)度占30%。 對(duì)所有項(xiàng)目成績加權(quán)匯總，得出項(xiàng)目考核成績。 在學(xué)期的最后一周，集中進(jìn)行專業(yè)技能認(rèn)證，認(rèn)證成績與項(xiàng)目成績加權(quán)累計(jì)計(jì)算后，得出課程考核成績[4]。

4.2 認(rèn)證

精湛技能證書是學(xué)院為增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競爭力、提高學(xué)生就業(yè)能力， 針對(duì)本課程所面對(duì)的職業(yè)崗位要求（職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)等級(jí)），用以強(qiáng)化學(xué)生從事相關(guān)職業(yè)崗位能力而設(shè)立的職業(yè)技能登記證書。 登記項(xiàng)目涵蓋專業(yè)面對(duì)的職業(yè)崗位，并將職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)融入相關(guān)課程。 課程結(jié)束后，參照國家職業(yè)資格鑒定方式，由學(xué)院統(tǒng)一組織考核認(rèn)證，考核成績分為精湛、合格、不合格3 個(gè)等級(jí)，合格和精湛等級(jí)直接記入技能證書， 不合格者可以申請重新認(rèn)證，直至合格為止。以此引導(dǎo)課程體系切實(shí)融入職業(yè)崗位要求，強(qiáng)化就業(yè)能力培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生注重就業(yè)能力養(yǎng)成。 如果通過國家“CAD 繪圖員”資格認(rèn)證，可以免予學(xué)院認(rèn)證考試，認(rèn)證成績記為優(yōu)秀。

5 總結(jié)

通過電氣CAD 課程實(shí)施“崗、課、證相融通，教、學(xué)、練一體化”的模塊式項(xiàng)目化教學(xué)，使專業(yè)核心課程的教學(xué)實(shí)現(xiàn)了“四個(gè)統(tǒng)一”，即教材內(nèi)容與職業(yè)和專業(yè)的統(tǒng)一，理論教師、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師的統(tǒng)一，教室與實(shí)訓(xùn)室的統(tǒng)一，技能訓(xùn)練與知識(shí)傳授的統(tǒng)一。實(shí)現(xiàn)了學(xué)生、教師、學(xué)院、社會(huì)多方受益，對(duì)學(xué)生而言，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)習(xí)效率，學(xué)到了真本領(lǐng)；對(duì)教師而言，提高了課程教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施能力和科研能力； 對(duì)學(xué)院而言， 按高職教育規(guī)律和培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了高效教學(xué)；對(duì)社會(huì)而言，獲得生產(chǎn)、管理、服務(wù)需要的高素質(zhì)的技術(shù)、技能人才[5]。

[1] 楊箏. AutoCAD 2008 電氣工程設(shè)計(jì)[M].天津：天津大學(xué)出版社，2009：3-281.

[2] 莊燕. 實(shí)踐法教學(xué)在工程CAD 技術(shù)中的應(yīng)用[J]. 廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2007,2:120-124.

[3] 徐敏. 高職院校環(huán)藝專業(yè)CAD 教學(xué)的探討[EB/OL].[2009/09-20]. http://blog.sina.com.cn/. 2009-09-08.

[4] 紀(jì)銀光. AutoCAD 2008 電氣設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007：10-20.

[5] 王強(qiáng). 高職課程建設(shè)的思考[EB/OL]. [2009/03-04]. http://www.tech.net.cn/. 2009-08-20.