環(huán)境工程專業(yè)《CAD制圖》教學(xué)改革與實(shí)踐

昌晶

摘要：目前高等環(huán)境教育普遍存在環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)困難和學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量難以滿足社會(huì)需求的問題。針對(duì)這些問題，我校新開設(shè)了一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程——CAD制圖。本文結(jié)合該課程的教學(xué)實(shí)踐，分析目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，著重介紹為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力而在教學(xué)內(nèi)容和方法上進(jìn)行的一系列改革實(shí)踐，并提出了在教學(xué)過程中需要注意的問題。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 環(huán)境工程專業(yè) 教學(xué)改革與實(shí)踐

一、引言

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）是利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，尤其在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)創(chuàng)辦于2005年，并于同年9月招收第一屆本科生。近幾年經(jīng)過幾次培養(yǎng)計(jì)劃的修改，多次增加《CAD制圖》課程的課時(shí)數(shù)，進(jìn)一步將工程制圖、環(huán)保設(shè)備和機(jī)械基礎(chǔ)的工程特色培養(yǎng)模式落到實(shí)處，使環(huán)境工程專業(yè)的本科生具備典型環(huán)保設(shè)備或單元構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)繪圖能力。

二、《CAD制圖》教學(xué)存在的問題

通過《CAD制圖》課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握環(huán)境工程中工程圖的繪制方法，了解有關(guān)環(huán)境工程的技術(shù)概況和特點(diǎn)，熟練掌握本專業(yè)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)中工程圖的繪制，為他們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦信c相關(guān)專業(yè)人員的協(xié)調(diào)合作提供一個(gè)“接口”，為他們從事相關(guān)的工作或進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。近幾年的人才市場(chǎng)反饋信息表明，環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生是否熟悉和精通CAD技術(shù)將會(huì)直接影響其就業(yè)。掌握CAD技術(shù)是環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生從事高技術(shù)崗位所必備的基本素質(zhì)。鑒于環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)的特點(diǎn)，CAD教學(xué)需要在實(shí)踐中進(jìn)行摸索和改進(jìn)。國內(nèi)各高等院校環(huán)境工程專業(yè)相繼開設(shè)了CAD課程。通過近年來的教學(xué)效果反饋，但仍存在著不足，其主要存在問題如下。

1.與其他專業(yè)課聯(lián)系少

《CAD制圖》是一門專業(yè)必修課，是其他專業(yè)課的基礎(chǔ)課程，如《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》、《水泵與泵給水管網(wǎng)》和《排水管網(wǎng)》等。然而，目前《CAD制圖》教學(xué)中的授課內(nèi)容與這些專業(yè)課程的聯(lián)系和滲透不強(qiáng)。

2.教學(xué)模式不符合課程特點(diǎn)

目前《CAD制圖》教學(xué)模式主要是以教師課堂教授為主，向?qū)W生逐一演示各個(gè)命令的使用。然而，這種教學(xué)模式的弊端在于沒能及時(shí)與實(shí)際的繪圖和設(shè)計(jì)實(shí)例相結(jié)合，似乎在課堂上學(xué)生能夠聽懂，但在真正使用CAD軟件的繪制實(shí)際工程圖紙時(shí)，不能熟練地根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行運(yùn)用和設(shè)計(jì)，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。

三、改進(jìn)授課的具體措施

1.結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)安排授課內(nèi)容

環(huán)境工程CAD和機(jī)械CAD及其他專業(yè)CAD不同，教師講授時(shí)，要注重專業(yè)特色，重點(diǎn)講授環(huán)境工程處理工藝流程圖、平面布置圖及獨(dú)立的環(huán)境工程處理設(shè)施的繪制步驟和方法，以及相關(guān)技巧；了解相應(yīng)專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；環(huán)境工程專業(yè)屬于新興專業(yè)，目前對(duì)這一專業(yè)還沒有設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)，所以教師在講授時(shí)要提醒學(xué)生環(huán)境工程制圖可以參照建筑制圖和土木工程制圖及水利水電工程制圖的標(biāo)準(zhǔn)。

2.增加三維繪圖講解課時(shí)

到目前為止，大部分設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理部門的工程圖都是二維平面圖形。所以，在先前的環(huán)境工程CAD教學(xué)中，一般仍局限在學(xué)習(xí)CAD軟件的基本功能和基本操作上，忽略了對(duì)學(xué)生三維設(shè)計(jì)思想和能力的培養(yǎng)。隨著版本的更新、升級(jí)尤其是在AutoCAD2008以后的版本，越來越顯示其在繪制三維立體圖形的強(qiáng)大功能，方便性和快捷性也得到了極大的提高。由于三維立體圖形具有“看得見、摸得著”的效果，因此極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。而且，隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的飛速發(fā)展，用人單位對(duì)三維設(shè)計(jì)和建模人才的需求也越來越旺盛。例如，一些純水環(huán)保公司在布管設(shè)計(jì)階段就要求進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，在完成三維圖形設(shè)計(jì)后將其轉(zhuǎn)換為二維圖紙，加工人員就是在三維圖紙和二維圖紙的共同指導(dǎo)下進(jìn)行加工制作。因此，只會(huì)CAD軟件基本操作的畢業(yè)生很難適應(yīng)人才市場(chǎng)的需求。

3.改進(jìn)授課模式

由于該課程具有實(shí)踐應(yīng)用性較強(qiáng)的特點(diǎn)，教學(xué)活動(dòng)擬全部安排在計(jì)算機(jī)機(jī)房，方便理論講解與學(xué)生上機(jī)操作交錯(cuò)進(jìn)行。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，可先講后做，也可先做后講。對(duì)于理論性強(qiáng)的內(nèi)容，如工程圖紙制圖規(guī)范和繪圖內(nèi)容，先進(jìn)行理論講授，緊接著學(xué)生操作練習(xí)，促進(jìn)理論知識(shí)的消化和掌握。對(duì)于一些操作性強(qiáng)的內(nèi)容，如具體圖紙繪制方法，可先讓學(xué)生按自己想到的方法操作，再將各種方法進(jìn)行比較分析，總結(jié)繪圖技巧。如在某電廠煙氣處理部分總平面圖繪制教學(xué)中，首先，教師采用PPT介紹煙氣處理部分平面圖的圖紙內(nèi)容應(yīng)包括氣體處理流程所涉及的除塵器、脫硝設(shè)備、主要輔助構(gòu)筑物的平面輪廓、主要管線、工程所處地形等高線、地貌、周圍環(huán)境、該地區(qū)風(fēng)向頻率玫瑰圖、指北針及主要構(gòu)（建）筑物一覽表等。其中制圖規(guī)范中要求構(gòu)筑物及主要輔助構(gòu)筑物的平面輪廓線用中粗線繪制，主要管線均用單粗線繪制，道路及渠道都用細(xì)線繪制。然后，以一幅經(jīng)過簡化的煙氣處理部分平面圖紙為例，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上述內(nèi)容識(shí)讀圖紙。在此過程中，教師可穿插講解工程圖紙的繪圖要點(diǎn)。接著，讓學(xué)生照著講解過的工程圖紙?jiān)谟?jì)算機(jī)上開始繪圖。最后，教師再對(duì)各處理構(gòu)筑物的定位方法（采用捕捉工具欄中的捕捉自命令）和風(fēng)向玫瑰圖繪制方法（采用定數(shù)等份點(diǎn)命令）予以補(bǔ)充講解。當(dāng)完成一幅工程圖紙后，學(xué)生感到在學(xué)到課程理論知識(shí)的同時(shí)，獲得一種成就感，從而充分調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)了求知欲，發(fā)揮出了主觀能動(dòng)性。更重要的是它有助于教師改變“滿堂灌”的呆板教法，開展活潑新穎的教學(xué)活動(dòng)，在體現(xiàn)教師主導(dǎo)地位的同時(shí)，更加突出學(xué)生的主體地位。

四、結(jié)語

《CAD制圖》在環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)活動(dòng)中起著越來越重要的作用。通過此類課程的開設(shè)，學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到明顯的提高。今后還需要進(jìn)一步完善和拓展的內(nèi)容如下。

1.在教學(xué)過程中盡量多地選擇工程實(shí)例進(jìn)行講解，例如水、空氣、噪聲、固體廢物等污染控制和治理技術(shù)，從而提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)、安裝運(yùn)行等能力。

2.緊跟AutoCAD軟件的升級(jí)過程，及時(shí)更新授課PPT，將最新版軟件的操作方法和使用命令進(jìn)行全面的講解。

參考文獻(xiàn)：

［1］李偉英，高乃云，李樹平，等.“建筑給水排水工程”教學(xué)改革與研究［J］.給水排水，2007，33（11）：87-89.

［2］周翠紅，陳家慶，孔惠.環(huán)境工程專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)與教學(xué).第四屆大學(xué)環(huán)境類課程報(bào)告論壇組委會(huì).北京：高等教育出版社，2009.

［3］王暉，紅磊，楊平.Flash技術(shù)在水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.四川環(huán)境，2007，26（6）：116-118.

［4］陳淑芬，譚鳳訓(xùn)，武道吉.給排水CAD教學(xué)改革探索［J］.高等建筑研究，2007，Vol.16（2）：127-130.

［5］宋志偉，董平，劉彥飛.環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)新模式［J］.理工高教研究，2007，26（5）：124-125.

基金項(xiàng)目：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)項(xiàng)目（XTSZ1104）。