地質(zhì)專業(yè)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程教學(xué)模式探索—以河南理工大學(xué)為例

文廣超

河南理工大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454003

課程建設(shè)

地質(zhì)專業(yè)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程教學(xué)模式探索—以河南理工大學(xué)為例

文廣超

河南理工大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454003

本文分析了地質(zhì)專業(yè)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程的教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題，深入研究了現(xiàn)有的教學(xué)方法，提出了“演示導(dǎo)入、案例教學(xué)、問題驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目引導(dǎo)、鼓勵(lì)創(chuàng)新”的課程教學(xué)模式，并改進(jìn)了教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)安排。

地質(zhì)專業(yè)；計(jì)算機(jī)繪圖；教學(xué)改革

計(jì)算機(jī)繪圖相對(duì)于手工繪圖而言是一種高效率、高質(zhì)量的繪圖技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、地質(zhì)、建筑、航天、設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。目前，高等院校理工科各專業(yè)中普遍開設(shè)了“計(jì)算機(jī)繪圖”課程，其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)繪制工程圖紙的能力，為其將來從事專業(yè)技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。

河南理工大學(xué)地質(zhì)專業(yè)以遺跡學(xué)、煤田地質(zhì)與瓦斯地質(zhì)為特色，為滿足信息社會(huì)對(duì)專業(yè)人才的需求，培養(yǎng)滿足地質(zhì)事業(yè)發(fā)展急需的專業(yè)技術(shù)人才。筆者對(duì)該專業(yè)開設(shè)的“計(jì)算機(jī)繪圖”課程的教學(xué)模式進(jìn)行了積極探索與改革，取得了良好的教學(xué)效果。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

筆者對(duì)河南理工大學(xué)地質(zhì)專業(yè)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程教學(xué)進(jìn)行了調(diào)研與分析，總結(jié)如下。

1.教學(xué)內(nèi)容單一

筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)專業(yè)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程教學(xué)軟件選取A u toCAD，內(nèi)容安排上側(cè)重于A u to CAD軟件介紹和命令講解(教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)安排見表1)，教學(xué)針對(duì)性不強(qiáng)，學(xué)生獲取知識(shí)面有限，達(dá)不到教學(xué)大綱的要求，不能滿足信息社會(huì)對(duì)地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才的需求，預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容之間差異沖突強(qiáng)烈。

表1 “計(jì)算機(jī)繪圖”課程教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)安排

2.教學(xué)方法以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主

教學(xué)過程中教師根據(jù)大綱要求和教材的順序按部就班給學(xué)生上課，采用“命令講解+上機(jī)練習(xí)”模式教學(xué)。雖然學(xué)生課堂上能聽得懂，練習(xí)時(shí)按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書能夠完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但由于AutoCAD命令的相對(duì)獨(dú)立性，學(xué)生缺少繪圖實(shí)例訓(xùn)練，使得學(xué)生綜合動(dòng)手能力差。因此在綜合訓(xùn)練或?qū)嶋H工作中，學(xué)生往往不能根據(jù)實(shí)際靈活運(yùn)用已學(xué)知識(shí)，造成“什么都懂，什么都不會(huì)做”的尷尬局面。

3.學(xué)生整體學(xué)習(xí)興趣不高

學(xué)生普遍認(rèn)為“計(jì)算機(jī)繪圖”課程授課內(nèi)容多，命令繁瑣，記憶困難，課程學(xué)習(xí)過程動(dòng)力不足，目標(biāo)不明確，課程結(jié)束時(shí)只了解了部分操作命令，不能獨(dú)立完成一幅綜合性地質(zhì)圖件制作。學(xué)習(xí)沒有成就感，不知道AutoCAD與地質(zhì)專業(yè)的結(jié)合點(diǎn)，學(xué)習(xí)興趣不高。

4.課時(shí)分配不合理

“計(jì)算機(jī)繪圖”是地質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課，課程總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，其中理論課22學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課10學(xué)時(shí)。由于“計(jì)算機(jī)繪圖”課程集知識(shí)和技能于一體，是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。除了課堂理論知識(shí)講解外，還應(yīng)重視學(xué)生動(dòng)手操作技能的訓(xùn)練，某種程度上，動(dòng)手能力的訓(xùn)練要重于課堂理論知識(shí)講解。因此目前地質(zhì)專業(yè)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程的學(xué)時(shí)分配有待進(jìn)一步改進(jìn)。

二、教學(xué)模式初探

關(guān)于計(jì)算機(jī)類課程的教學(xué)模式，相關(guān)老師進(jìn)行了積極探索，提出了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”、“案例教學(xué)法”、“案例-任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)”、“演示教學(xué)法”、“以人為本，分層教學(xué)”等教學(xué)方法[1-8]。筆者根據(jù)近年來從事計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了“演示導(dǎo)入、案例教學(xué)、問題驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目引導(dǎo)、鼓勵(lì)創(chuàng)新”的課程教學(xué)模式。

1.課時(shí)分配

在總學(xué)時(shí)不變的前提下，將理論課時(shí)調(diào)整為16學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程調(diào)整為16學(xué)時(shí)，教學(xué)軟件采用AutoCAD和M apGIS兩款目前地質(zhì)行業(yè)普遍使用的軟件。教學(xué)內(nèi)容安排見表2。

表2 調(diào)整后的“計(jì)算機(jī)繪圖”課程教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)安排

2.演示導(dǎo)入，激發(fā)興趣

孔子云：知之者不如好知之者，好知之者不如樂知之者[3]。要學(xué)好一門課程，興趣非常關(guān)鍵，教學(xué)過程中，教師要盡力激發(fā)學(xué)生的求知欲。筆者認(rèn)為，緒論課是激發(fā)學(xué)生求知欲的最好時(shí)機(jī)，對(duì)于“計(jì)算機(jī)繪圖”課程來說，上好緒論課尤為重要。緒論課應(yīng)以演示為主，通過演示告訴學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖能干什么，計(jì)算機(jī)繪圖應(yīng)用的行業(yè)，計(jì)算機(jī)繪圖相對(duì)于手工繪圖的優(yōu)越性等，借助于成形的計(jì)算機(jī)繪圖產(chǎn)品(如地形地質(zhì)圖、鉆孔柱狀圖、建筑物結(jié)構(gòu)圖、城市管網(wǎng)分布圖等)，讓學(xué)生體會(huì)到計(jì)算機(jī)繪圖的無窮魅力，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，樹立學(xué)習(xí)信心。

3.案例教學(xué)，啟發(fā)引導(dǎo)

對(duì)課程主體內(nèi)容的講解，現(xiàn)有的多數(shù)教材仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，以命令講解為主，注重繪圖軟件(AutoCAD)的操作，與專業(yè)結(jié)合進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用的較為少見。這樣的教學(xué)方法枯燥乏味，學(xué)生不易接受。筆者結(jié)合地質(zhì)專業(yè)實(shí)際，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改進(jìn)，以數(shù)據(jù)采集、錄入、編輯、成圖、輸出為主線，將命令融入到相關(guān)實(shí)例中，介紹其使用技巧和操作方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)圖形處理與地質(zhì)圖件編制的過程中掌握計(jì)算機(jī)繪圖知識(shí)。

對(duì)于案例的選擇遵循由淺及深、循序漸進(jìn)、前后照應(yīng)、目標(biāo)明確的原則，案例盡可能地包含常用的繪圖命令及使用技巧，有計(jì)劃的引導(dǎo)學(xué)生從最簡(jiǎn)單的繪圖命令入手，逐步深入，掌握?qǐng)D形輸入與圖形編輯的方法與技巧。

案例的設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：(1)案例設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)；(2)案例涉及的命令(分別給出涉及的兩款教學(xué)軟件的命令)；(3)案例分析；(4) 案例的操作步驟；(5)案例演示(課堂上利用軟件直接演示，同時(shí)提供教學(xué)錄像，供學(xué)生課下復(fù)習(xí)參考)；(6)案例小結(jié)；(7)課堂討論。

通過案例講解、案例小結(jié)與課堂討論，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

4.問題驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)換角色

有的教師提出了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法[4，6]，取得了較好的教學(xué)效果。任務(wù)有兩重含義：一是交派的工作，另一種是擔(dān)負(fù)的責(zé)任。在教學(xué)工程中可以將其理解為老師交派給學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)。筆者認(rèn)為“任務(wù)”一詞過于生硬，因此提出了“問題驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法，問題通常有如下四種含義：一是要求回答或解答的題目；二是需要解決的矛盾、疑問；三是事故、麻煩；四是關(guān)鍵、要點(diǎn)。在教學(xué)過程中，顯然第一、二種更適合。

從以上分析不難看出，“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”帶有一定的強(qiáng)制性，學(xué)生學(xué)習(xí)是一個(gè)被動(dòng)接受的過程，而“問題驅(qū)動(dòng)”則強(qiáng)調(diào)師生共同參與，通過討論找到解決問題的方法。學(xué)生學(xué)習(xí)是一個(gè)主動(dòng)參與的過程，顯然“問題驅(qū)動(dòng)”更有利于學(xué)生實(shí)踐技能和能力的培養(yǎng)。

“問題驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容過程中，要充分理解“師者，傳道、授業(yè)、解惑”的含義，貫徹“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，轉(zhuǎn)換教師角色，讓學(xué)生由被動(dòng)地接受知識(shí)向主動(dòng)地尋求知識(shí)轉(zhuǎn)變。根據(jù)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程特點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生實(shí)際及教學(xué)條件，設(shè)計(jì)若干個(gè)“問題”，讓學(xué)生在解決問題的過程中自發(fā)地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)繪圖知識(shí)，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

以地圖數(shù)字化為例，在如表2所示的第二章內(nèi)容課堂教學(xué)結(jié)束后，可以為學(xué)生提出如下問題：完成某地區(qū)地形圖件的數(shù)字化，要求給出詳細(xì)的繪圖步驟，簡(jiǎn)要介紹所用到的繪圖命令，并要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課時(shí)，演示圖件數(shù)字化過程。

5.項(xiàng)目引導(dǎo)，學(xué)以致用

參與項(xiàng)目，將所學(xué)專業(yè)知識(shí)、計(jì)算機(jī)繪圖知識(shí)等交叉融合，讓學(xué)生在完成相應(yīng)工作的基礎(chǔ)上，提高其計(jì)算機(jī)繪圖技能、動(dòng)手能力和科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力等。

由于招生規(guī)模的擴(kuò)大，在校本科生人人參與科研的機(jī)會(huì)較少。美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）、中地?cái)?shù)碼集團(tuán)公司（M apGIS）、北京超圖軟件股份有限公司（SuperM ap）近幾年來面向全國(guó)大學(xué)生的G IS技能大賽為學(xué)生參與項(xiàng)目鍛煉提供了良好的平臺(tái)。為此，筆者在教學(xué)過程中鼓勵(lì)學(xué)生積極參與大賽的制圖競(jìng)賽部分，獲得過2個(gè)二等獎(jiǎng)、5個(gè)三等獎(jiǎng)。通過競(jìng)賽，學(xué)生得到了綜合訓(xùn)練，彌補(bǔ)了目前大學(xué)生缺乏科研項(xiàng)目鍛煉的不足，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，具備了科技創(chuàng)新的思維，掌握了分析并解決問題的方法與技巧，積累了一定的科研經(jīng)驗(yàn)，提高了其團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，所有這些都為其今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了很好的基礎(chǔ)。正如幾位參賽學(xué)生所說：“是全國(guó)大學(xué)生G IS開發(fā)設(shè)計(jì)大賽歷練了我們，正是這個(gè)參賽的經(jīng)歷讓我們?cè)诋厴I(yè)時(shí)順利找到了工作，并很快適應(yīng)了新的工作環(huán)境”。

6.鼓勵(lì)創(chuàng)新，發(fā)掘潛能

對(duì)于“計(jì)算機(jī)繪圖”課程的考試工作，筆者進(jìn)行了如下改進(jìn)：參加全國(guó)GIS大賽(制圖組)獲二等獎(jiǎng)以上的學(xué)生；理論課表現(xiàn)積極，問題驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)對(duì)問題分析全面有獨(dú)特見解，老師和學(xué)生公認(rèn)問題解決較為完美的學(xué)生；實(shí)驗(yàn)課上實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成好且對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書有改進(jìn)且結(jié)果正確的學(xué)生，給予平時(shí)成績(jī)加分和期末免考的獎(jiǎng)勵(lì)。通過上述措施，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程積極性，筆者所帶2009和2010級(jí)地質(zhì)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性強(qiáng)，思維活躍，團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)強(qiáng)，期末考試成績(jī)80分以上的學(xué)生占學(xué)生總?cè)藬?shù)的95%以上，教學(xué)效果良好。

三、結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，“演示導(dǎo)入、案例教學(xué)、問題驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目引導(dǎo)、鼓勵(lì)創(chuàng)新”的“計(jì)算機(jī)繪圖”課程教學(xué)模式，不僅讓學(xué)生掌握了利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制地質(zhì)專業(yè)圖件的能力與技巧，而且還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高了教學(xué)效率。

雖然上述教學(xué)模式具有很多優(yōu)點(diǎn)，但也不是解決一切問題的靈丹妙藥，不同的學(xué)科和課程都有自己的特點(diǎn)，不能用它替代其他教學(xué)手段。教學(xué)過程中，應(yīng)根據(jù)課程自身的特點(diǎn)和專業(yè)需求，調(diào)整教學(xué)方法，突出學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓其充分參與到教學(xué)活動(dòng)中來，達(dá)到改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)有用人才的目的。

[1] 宋金星，劉玉芳，劉曉.煤及煤層氣工程專業(yè)“計(jì)算機(jī)繪圖”課程教學(xué)初探[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2010，(2)：104-106.

[2] 李艷敏，程耀東.計(jì)算機(jī)繪圖實(shí)踐教學(xué)方法探討[J].裝備制造技術(shù)，2011，(7)：207-211.

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[8] 陳松.地質(zhì)專業(yè)“工程制圖”課程教學(xué)體系建設(shè)與創(chuàng)新[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2007，(2)：22-25.

Exp loration on Teaching M ode of Com puter Draw ing Course for Geological Specialty——Taking Henan Polytechnic University as an Exam ple

WEN Guang-chao
Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003, China

This paper analyzes the teaching situation and the problems of computer draw ing course for geology specialty. After deeply studying the existing teaching methods, the author put forward a teaching mode of presentation to import, case teaching, problem-driven, project guiding, encouraging innovation. Teaching contents and course arrangement are also improved.

geological specialty;computer draw ing;teaching reform

G642

A

1006-9372 （2012）03-0041-04

2012-04-19。

河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院教改項(xiàng)目資助(2009-0312)。

文廣超，男，講師，主要從事水文地質(zhì)與工程地質(zhì)和GIS應(yīng)用方向的教學(xué)和研究工作。