基于環(huán)境工程專業(yè)“工程制圖與CAD”課程改革與實(shí)踐

張嘉超+羅琳+鄧娜+彭慧

摘要：“工程制圖與CAD”是環(huán)境工程專業(yè)非常重要的專業(yè)技能課之一，隨著社會(huì)對環(huán)保事業(yè)的愈加重視，在環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)對高素質(zhì)、技能型人才的要求也愈加嚴(yán)格?，F(xiàn)如今，諸多高校的環(huán)境工程專業(yè)都開設(shè)了“工程制圖與CAD”這門應(yīng)用型課程。本文以湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)為例，對傳統(tǒng)環(huán)境工程制圖教學(xué)的開課現(xiàn)狀、存在特點(diǎn)進(jìn)行了利弊分析，以期通過分析進(jìn)一步改革可以改善以往單一的授課模式，達(dá)到較好的實(shí)踐效果。

關(guān)鍵詞：工程制圖；CAD；課程改革；實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）51-0129-02

一、引言

自20世紀(jì)80年代開始，我國才開始在眾多行業(yè)領(lǐng)域普及并大量推廣應(yīng)用CAD，其中包括環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、園林園藝、土木工程及機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)領(lǐng)域。多年來，工程制圖與環(huán)境工程專業(yè)相伴而生，是環(huán)境工程專業(yè)里不可或缺的支柱課程。它不但要求學(xué)生掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識，更要具備識圖和繪圖的能力，這就需要老師在授課的過程中不斷激發(fā)學(xué)生的空間想象力、結(jié)構(gòu)思維力、圖形表達(dá)力以及開拓創(chuàng)新的能力。

但是，通常在傳統(tǒng)的教學(xué)模式當(dāng)中，絕大多數(shù)學(xué)校的課程安排忽略了學(xué)生實(shí)踐及應(yīng)用能力的培養(yǎng)。因此，高校課程安排里如何將工程制圖原理、CAD實(shí)踐應(yīng)用操作在教學(xué)中有機(jī)結(jié)合，是環(huán)境工程專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量重要的環(huán)節(jié)。以筆者所在的湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)為例，工程制圖原理教學(xué)的課時(shí)安排為“環(huán)境工程制圖”理論教學(xué)36學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)；“CAD”理論32學(xué)時(shí)，上機(jī)12學(xué)時(shí)。理論講解占據(jù)了整個(gè)課時(shí)的三分之二，并且學(xué)習(xí)周期分成兩段，因此，學(xué)生對理論知識的掌握及實(shí)踐的具體運(yùn)用很難有機(jī)結(jié)合。要想提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量，學(xué)校除了要安排夠足課時(shí)的培養(yǎng)計(jì)劃外，更要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程、如何將學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的完成質(zhì)量最大化。因此，在教學(xué)過程中不僅要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的傳輸，更要根據(jù)工程方向人才的培養(yǎng)方案及社會(huì)需求合理化安排學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以及對實(shí)際環(huán)保項(xiàng)目實(shí)施的動(dòng)手操作能力。

二、環(huán)境工程專業(yè)“工程制圖與CAD”課程改革的必要性

以筆者所在的單位——湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)為例，工程制圖從開設(shè)環(huán)境工程專業(yè)起就是作為其中的一門非常重要的應(yīng)用型專業(yè)基礎(chǔ)課，也是很多環(huán)境工程項(xiàng)目實(shí)施的理論基礎(chǔ)。作為工程領(lǐng)域的專業(yè)課，該課程致力于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力、結(jié)構(gòu)思維力、圖形表達(dá)力以及開拓創(chuàng)新的能力，實(shí)踐性強(qiáng)，社會(huì)需求導(dǎo)向明顯。而CAD繪圖教學(xué)正是工程制圖教學(xué)應(yīng)用的輸出口，是環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用的重要途徑，但是，絕大多數(shù)高等院校，卻將兩門課程分開或是沒有做好契合銜接，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的效果并沒有很好。比如，在筆者單位，工程制圖原理教學(xué)的課時(shí)安排在第一或第二學(xué)期，為“環(huán)境工程制圖”理論教學(xué)36學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)踐12學(xué)時(shí)；“CAD”教學(xué)的課時(shí)安排在第三或第四學(xué)期，理論32學(xué)時(shí)，上機(jī)12學(xué)時(shí)。將兩門有機(jī)相關(guān)的課程分配到不同的學(xué)期上課，必然不能讓學(xué)生意識到兩門課程的必要相關(guān)性，因而難以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

三、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)“工程制圖與CAD”課程特點(diǎn)與現(xiàn)狀

以湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)課程改革前“工程制圖與CAD”的課程設(shè)置為例，雖然其包含了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)部分，但是仍存在一些弊端。

1.課程設(shè)置時(shí)間與課時(shí)設(shè)置比例不合理。從湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的教學(xué)大綱安排上來看，工程制圖原理教學(xué)的課時(shí)安排在第一或第二學(xué)期，為“環(huán)境工程制圖”理論教學(xué)36學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)；“CAD”教學(xué)的課時(shí)安排在第三或第四學(xué)期，理論32學(xué)時(shí)，上機(jī)12學(xué)時(shí)。這種安排看似合理，在實(shí)際的學(xué)習(xí)過程中，多數(shù)學(xué)生掌握起來有一定的難度跟壓力。首先，學(xué)生對工程理論知識的基礎(chǔ)層次不齊，僅僅前兩個(gè)學(xué)期的環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)習(xí)并不能讓所有學(xué)生都可以有相對較扎實(shí)的工程背景，較早的課程設(shè)置、同一而論的課時(shí)安排讓環(huán)境工程背景較弱的學(xué)生難以穩(wěn)扎穩(wěn)打的學(xué)好這門課；另外，大量的理論課時(shí)看似課程內(nèi)容豐富，實(shí)際上學(xué)生所接受的理論知識難以及時(shí)得到的實(shí)際操作訓(xùn)練，并且上機(jī)實(shí)踐課時(shí)安排量較小，這勢必導(dǎo)致教師大量的理論授課難以取得相應(yīng)的教學(xué)效果。

2.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)模式亟待改進(jìn)。在教學(xué)內(nèi)容上，課程內(nèi)容稍顯枯燥和教條，吸引力沒有很強(qiáng)。比如，教材中很多都是理論知識，很多作圖理論及軟件應(yīng)用原理，卻鮮有大量的工程實(shí)踐案例。并且環(huán)境工程作為一門新型的交叉性學(xué)科，既包含地理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科，又囊括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等相關(guān)領(lǐng)域的知識。因此，即使是環(huán)境專業(yè)出身的教師也很少工程制圖這門學(xué)科進(jìn)行過深入研究，教師的專攻有所不同，所以擔(dān)任該門課程教學(xué)任務(wù)的老師，不談制圖理論研究水平，起碼實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是有所不足的，因此在授課的過程中自然對于實(shí)踐應(yīng)用上有所欠缺和不足。

四、環(huán)境工程制圖與CAD教學(xué)改革的具體實(shí)施建議

1.教材的選用。筆者單位湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)“工程制圖與CAD”課程教材選用仍沿用第一批高等教育系列教材。隨著環(huán)境領(lǐng)域及互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的不斷發(fā)展，一些工程制圖的專業(yè)應(yīng)用也在不停的發(fā)展革新，尤其是CAD應(yīng)用軟件在不斷地優(yōu)化。為了實(shí)現(xiàn)高等教育教學(xué)目標(biāo)，確保學(xué)生能夠及時(shí)跟上社會(huì)的步伐并達(dá)到社會(huì)的應(yīng)用需求，高校在教材選用方面首先要及時(shí)跟進(jìn)。無論是效仿其他學(xué)校選用教材，還是根據(jù)本學(xué)校學(xué)科應(yīng)用特點(diǎn)自編或自選合理教材，都應(yīng)當(dāng)作為教學(xué)改革的重要一步。教材內(nèi)容上不僅要涵蓋工程制圖的基本原理，更要突顯環(huán)境工程領(lǐng)域制圖的專業(yè)特色，并且保證在上機(jī)課程中，其繪圖過程教師均可利用CAD軟件進(jìn)行講解教授。只有將CAD技術(shù)融合于工程制圖課程教材中并結(jié)合環(huán)境工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，運(yùn)用實(shí)例教學(xué)法，才能更好地保證學(xué)生的實(shí)際操作能力提高及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。

（二）合理改善課程設(shè)置及排課安排

筆者單位將工程制圖原理教學(xué)與“CAD”教學(xué)分學(xué)期排課的方式還是略有不妥，筆者建議將兩個(gè)課程合并成一個(gè)“現(xiàn)代工程制圖”，理論48學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)。這樣一來，兩門課重復(fù)的內(nèi)容便無需贅述，就可節(jié)省時(shí)間來增加學(xué)生的實(shí)踐指導(dǎo)，既保證了學(xué)生對這兩門課程的理解，又保證了學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練和提高。更重要的是，能較好地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考并解決實(shí)際問題的能力，在啟發(fā)學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，更加容易地消化枯燥乏味的理論知識。

（三）尋求多方式實(shí)踐教學(xué)途徑

理論知識學(xué)習(xí)的最終目的即是對于此工具的應(yīng)用，因此筆者認(rèn)為，教學(xué)的目的在于學(xué)生在環(huán)境工程領(lǐng)域能夠熟練掌握CAD制圖并應(yīng)用于各類環(huán)保項(xiàng)目工程。因此，在教學(xué)手段方面，學(xué)校完全可積極采取多種方式的教學(xué)途徑。比如，鼓勵(lì)教師兼修實(shí)際工程項(xiàng)目，真正參與工程制圖在工程案例中的應(yīng)用，這樣一來，教師對學(xué)生的教學(xué)將更具號召力及趣味性；或者建立較完善的課外實(shí)踐體系，將課堂延伸到實(shí)際工程項(xiàng)目中對學(xué)生加以鍛煉；最后，也可以多多邀請環(huán)保企業(yè)精英或者環(huán)保項(xiàng)目主持者走進(jìn)學(xué)校、貼近學(xué)生，通過講座和談話的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。筆者認(rèn)為，學(xué)生通過這種近距離接觸的方式解疑答惑，定能學(xué)到環(huán)境工程領(lǐng)域、工程項(xiàng)目方面關(guān)于工程制圖的諸多扎實(shí)有用的技能。

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Reform and Practice of "Engineering Drawing and CAD" Course Based on Environmental Engineering

—Taking Hunan Agricultural University as an Example

ZHANG Jia-chao，LUO Lin，DENG Na，PENG Hui

（College of Resource and Environment，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Abstract：Engineering drawing and CAD is environmental engineering is very important professional skill course of，along with the society to the cause of environmental protection more attention，in the field of environmental engineering requirements for high-quality，skilled talents has become more and more strict. Now，many colleges and universities have opened the environmental engineering "engineering drawing and CAD" this application course. The environmental engineering majors in Hunan Agricultural University as an example，the traditional environmental engineering drawing teaching status of commencement of，the existence of the characteristics of the pros and cons，by the time through the analysis further reform can improve the previous single teaching mode，to good effect in practice.

Key words：engineering drawing；CAD；curriculum reform；practice