高師化工類(lèi)《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

范 玲，魏先紅，殷國(guó)棟

(湖北師范大學(xué) 化工化工學(xué)院，湖北 黃石 435002)

高師化工類(lèi)《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

范 玲，魏先紅，殷國(guó)棟

(湖北師范大學(xué) 化工化工學(xué)院，湖北 黃石 435002)

《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》是一門(mén)綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，且在化工設(shè)計(jì)領(lǐng)域方面運(yùn)用得越來(lái)越廣泛，因此讓學(xué)生熟練掌握這門(mén)課程就顯得尤為重要。主要針對(duì)高等師范院?；ゎ?lèi)《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)特點(diǎn)以及在傳統(tǒng)教學(xué)方式中出現(xiàn)的問(wèn)題，展開(kāi)了深入的探討。對(duì)現(xiàn)有的課堂教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，采用實(shí)例教學(xué)法，并結(jié)合機(jī)房網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)改變考核和成績(jī)?cè)u(píng)定的方式，經(jīng)過(guò)了多年的實(shí)踐，教學(xué)效果和質(zhì)量明顯提高。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì); 教學(xué)改革; 實(shí)踐

AutoCAD 是一種廣泛應(yīng)用于機(jī)械、美術(shù)、化工等各個(gè)學(xué)科的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件[1]，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，AutoCAD 軟件繪圖已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的手工繪制圖形，在近十年的發(fā)展過(guò)程中，它也逐漸應(yīng)用到化工設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，為化工行業(yè)帶來(lái)了前所未有的變革，因此，當(dāng)今化工類(lèi)的畢業(yè)生必須熟練掌握《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》這門(mén)課程。

《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》這門(mén)課程是高師化工類(lèi)的專(zhuān)業(yè)核心課，是后續(xù)實(shí)踐環(huán)節(jié)化工原理課程設(shè)計(jì)、化工工藝路線設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。該課程不同于其他課程，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要求學(xué)生不但要掌握理論知識(shí)，而且要能夠熟練地使用AutoCAD 軟件來(lái)繪制圖形。然而，如果學(xué)生沒(méi)有很好地掌握化工制圖等前期基礎(chǔ)課程，再加上計(jì)算機(jī)實(shí)際動(dòng)手操作能力差，想要學(xué)好《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》這門(mén)課程就會(huì)有一定的難度。因此，為了讓學(xué)生能夠更好、更快地學(xué)好《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》這門(mén)課程，對(duì)現(xiàn)有課程進(jìn)行一些教學(xué)改革已經(jīng)迫在眉睫。在《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和可持續(xù)發(fā)展能力，對(duì)于化工類(lèi)的學(xué)生提高科技創(chuàng)新能力和工藝設(shè)計(jì)能力具有非常重要的意義，同時(shí)也可以提升學(xué)生的就業(yè)能力[2,3]。

1 《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的不足[4]

《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，但采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，使得這門(mén)課程存在以下的不足：第一，在教學(xué)過(guò)程中，教師和學(xué)生的互動(dòng)不足。在教室里，教師在多媒體教室使用ppt上課，此課程操作性很強(qiáng)，學(xué)生人多，教師和學(xué)生無(wú)法很好地進(jìn)行互動(dòng)，由于上機(jī)課時(shí)少，也很難顧及到所有學(xué)生，如果學(xué)生在課下不加以練習(xí)，不會(huì)使用繪圖命令，繪圖速度很慢。第二，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)缺少主動(dòng)性。由于采用多媒體教學(xué)，教師大部分時(shí)間都是滿堂灌，上課的信息量大大增加，且課程極具操作性，學(xué)生很難掌握知識(shí)點(diǎn)，即使聽(tīng)懂了，課下也不會(huì)操作AutoCAD 軟件。基于此，根據(jù)我校課程教學(xué)的實(shí)際情況，我們對(duì)現(xiàn)有的課堂教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革。

2 教學(xué)方法和手段的改革

2.1 采用實(shí)例教學(xué)法[5,6]

在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)校要求教師嚴(yán)格按照書(shū)本章節(jié)、教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)大綱來(lái)開(kāi)展教學(xué)，而這門(mén)課的教材順序大都是將軟件中的工具命令逐一介紹，這樣就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在遇到實(shí)際圖形時(shí)不知道使用具體的命令，理論講解和實(shí)際繪圖出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象?；诖宋覀儾捎脤?shí)例教學(xué)法教學(xué)，打破原來(lái)的教學(xué)方法，用實(shí)際圖形來(lái)講解命令的使用，這樣學(xué)生對(duì)命令能夠更加靈活的運(yùn)用。

2.2 使用機(jī)房網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，便于學(xué)生掌握操作命令

在過(guò)去的教學(xué)過(guò)程中，我們通常在多媒體教室里上課，按照課本的知識(shí)點(diǎn)逐一向?qū)W生講解每一個(gè)命令，由于不能及時(shí)提供實(shí)踐性環(huán)節(jié)供他們?nèi)ゾ毩?xí)，知識(shí)點(diǎn)容易遺忘，易出現(xiàn)聽(tīng)得懂不會(huì)用的現(xiàn)象，無(wú)法消化課堂教學(xué)內(nèi)容。我們采用在機(jī)房里使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，相當(dāng)于一對(duì)一教學(xué)，老師的每一步操作學(xué)生都能看見(jiàn)，并且可以和老師互動(dòng)，老師授課與學(xué)生練習(xí)穿插進(jìn)行，這樣學(xué)生就有消化知識(shí)點(diǎn)的時(shí)間，并且對(duì)命令也能很快掌握。

2.3 促進(jìn)學(xué)生之間的互助學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)的教學(xué)課堂上，學(xué)生必須在固定位置上課，并且在課堂時(shí)間內(nèi)是不能活動(dòng)的，而在我們的課堂上當(dāng)老師講授完知識(shí)點(diǎn)后，學(xué)生在課堂練習(xí)過(guò)程中，允許學(xué)生之間下座位互相交流學(xué)習(xí)。由于這門(mén)課程的實(shí)踐性很強(qiáng)且具有連續(xù)性，并非所有的學(xué)生都能在第一時(shí)間內(nèi)把課堂上的內(nèi)容消化掉，這也就意味著這節(jié)課的內(nèi)容沒(méi)掌握好，直接影響到下節(jié)課的學(xué)習(xí)，因此在課堂上消化所學(xué)內(nèi)容就顯得格外重要。通過(guò)這種教學(xué)手段的改革，我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)學(xué)生的互助學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握比以往更快些，并且同學(xué)之間的感情也由此加深了，從而達(dá)到了雙贏的效果。

2.4 采用競(jìng)爭(zhēng)式的課堂練習(xí)模式

在平時(shí)課堂練習(xí)的過(guò)程中，我們采用競(jìng)爭(zhēng)式的課堂練習(xí)模式，設(shè)定不同的時(shí)間完成相同的任務(wù)，時(shí)間短者獲勝，不同的時(shí)間完成對(duì)應(yīng)的平時(shí)成績(jī)不同，具體做法如下：30分鐘內(nèi)完成者90～100分，45分鐘內(nèi)完成者80～90分，規(guī)定時(shí)間沒(méi)完成者70分以下，這跟學(xué)生玩游戲的方式類(lèi)似，因此學(xué)生的興趣和積極性都大大提高，課堂的教學(xué)效果明顯變好。

2.5 不斷更新軟件的版本

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷地發(fā)展，AutoCAD 的版本也日益提高，為了滿足設(shè)計(jì)的需要，我們也因地制宜的不斷更新我們的軟件版本，讓學(xué)生接觸到功能更全、更先進(jìn)的軟件，跟上社會(huì)發(fā)展的步伐。

3 理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生對(duì)《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí)興趣

3.1 校友反饋信息提高學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的認(rèn)知

在接觸這門(mén)課之前，我們把畢業(yè)校友對(duì)這門(mén)課的認(rèn)識(shí)及在工作中的具體應(yīng)用編輯成視頻，在課堂上使用播放器放給學(xué)生看。很多校友講述了AutoCAD 在日后實(shí)際工作中的應(yīng)用，以及會(huì)對(duì)后來(lái)工作的影響，讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)到學(xué)習(xí)這門(mén)課程的重要性，提高了學(xué)生對(duì)這門(mén)課的認(rèn)知。由于有了明確的目標(biāo)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生了濃厚的興趣，對(duì)后續(xù)的課堂效果有著非常重要的作用。

3.2 課堂上的學(xué)習(xí)興趣的引導(dǎo)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是門(mén)很枯燥的課程，如果沒(méi)有創(chuàng)新的教學(xué)方法在里面，學(xué)生肯定會(huì)在課堂上難以集中注意力。在課堂教學(xué)過(guò)程中，理論教學(xué)與生活實(shí)例相結(jié)合能很好地提高學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣。例如講到陣列命令，我們可以聯(lián)系日常生活中的花朵的繪制；講到多段線、樣條曲線，我們可以繪畫(huà)出平時(shí)用的雨傘、小草；講到圖案填充，我們可以繪制八卦圖等等。同時(shí)還可以通過(guò)提問(wèn)的方式，看看學(xué)生對(duì)什么有興趣，我們?cè)儆密浖?lái)進(jìn)行繪制，這樣可以很好的滿足學(xué)生的成就感。不僅如此，我們還要求他們把之前在工程制圖中手工繪制的圖紙用AutoCAD 軟件繪制，結(jié)果學(xué)生發(fā)現(xiàn)，電腦繪圖比手工繪圖速度要快很多，因此學(xué)習(xí)勁頭更足了。通過(guò)這種理論聯(lián)系實(shí)際的方式，大大的加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)AutoCAD 軟件學(xué)習(xí)和掌握的興趣。

4 加強(qiáng)與相關(guān)課程的聯(lián)系，強(qiáng)化AutoCAD 的應(yīng)用

在開(kāi)設(shè)《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程的學(xué)期，學(xué)生同時(shí)還在學(xué)習(xí)《化工原理》課程，并且《化工原理》課程要求學(xué)生做兩周的課程設(shè)計(jì)，那么我們?cè)谂c課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師的溝通下，要求學(xué)生所做課程設(shè)計(jì)的工藝流程圖和典型設(shè)備圖必須使用AutoCAD 軟件進(jìn)行繪制，強(qiáng)化AutoCAD 的應(yīng)用。

5 以學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向，優(yōu)化課程改革實(shí)踐

以學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向，在這里我們對(duì)課程改革的教學(xué)方式進(jìn)行優(yōu)化，采用“應(yīng)用式”的教學(xué)方法，即在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中，無(wú)論是講授、上機(jī)、作業(yè)還是考試等各個(gè)環(huán)節(jié)中都必須跟學(xué)生將來(lái)實(shí)際工作中對(duì)AutoCAD 軟件的要求保持一致?；ゎ?lèi)學(xué)生畢業(yè)以后，大部分同學(xué)會(huì)進(jìn)入化工企業(yè)，其中一部分同學(xué)將從事化工相關(guān)的設(shè)計(jì)工作，就必然會(huì)使用AutoCAD 軟件繪制化工工藝流程圖和設(shè)備圖，而非原來(lái)傳統(tǒng)的手工繪制圖形。因此，在教學(xué)過(guò)程中，就要把企業(yè)里面的實(shí)際工藝流程圖和設(shè)備圖作為課程教學(xué)的主線，例如我們采用黃石振華化工有限公司其中的一個(gè)產(chǎn)品重鉻酸鈉，對(duì)其工藝流程圖和典型設(shè)備圖進(jìn)行講授和全面的設(shè)計(jì)，并把整個(gè)教學(xué)過(guò)程作為一個(gè)整體考慮，系統(tǒng)的將課本知識(shí)與講授內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，滿足學(xué)生將來(lái)就業(yè)的需求。

6 建立校外實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作基地，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

將《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程、工廠見(jiàn)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)這些環(huán)節(jié)聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)將化工類(lèi)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的能力與工廠實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密結(jié)構(gòu)，建立一個(gè)具有梯度性和開(kāi)放性的教學(xué)模式，為學(xué)生綜合能力與實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供良好的多元化氛圍。

為了保證實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施，作為學(xué)校，我們一直努力與本地化工類(lèi)企業(yè)保持緊密聯(lián)系，并建立了多個(gè)校外實(shí)踐教學(xué)基地，如“湖北師范大學(xué)-湖北祥云集團(tuán)股份有限公司”教育部實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、“湖北師范大學(xué)-大冶有色金屬有限責(zé)任公司”實(shí)習(xí)基地等。生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)采用頂崗實(shí)習(xí)的方式，讓學(xué)生以設(shè)計(jì)人員的身份參與到企業(yè)的設(shè)計(jì)中，切實(shí)使用AutoCAD 軟件繪圖。這樣不但突顯了實(shí)踐教學(xué)的地位，而且鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和應(yīng)用知識(shí)能力。這種以實(shí)踐教學(xué)促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升，有力地保證了學(xué)生畢業(yè)后能夠很好勝任相關(guān)工作。

7 改進(jìn)考核方式[7]

傳統(tǒng)的考核方式一般都是逐一知識(shí)點(diǎn)命題，以各種題型出現(xiàn)，而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程重在實(shí)踐操作，知識(shí)點(diǎn)的考核方式也相應(yīng)不同，因此考核方式以綜合應(yīng)用為主，集所學(xué)的所有知識(shí)點(diǎn)于一張完整的圖形中，這對(duì)學(xué)生對(duì)此課程掌握的熟練程度要求非常高，既體現(xiàn)在學(xué)生的讀圖速度上，也體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)命令的操作熟練程度上?；诖?，這門(mén)課程和其它課程有顯著的不同，完全靠考前突擊是很難達(dá)到課程要求的。

8 成績(jī)?cè)u(píng)定的改革

傳統(tǒng)的考核方式期末成績(jī)占80%，平時(shí)占20%，這樣的結(jié)果直接導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真，全靠考試突擊一下，對(duì)這種實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科非常不適用。因此，在學(xué)期初始告知學(xué)生將改進(jìn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式，采用了多樣靈活的考試形式，克服傳統(tǒng)閉卷考試存在的弊端，學(xué)生成績(jī)由以下三個(gè)部分組成，平時(shí)上課的考勤情況和回答問(wèn)題情況占10%；上機(jī)操作占50%；期末考核占40%. 這樣學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中無(wú)論是態(tài)度還是興趣都有很大的改善，重視日常的學(xué)習(xí)，正因?yàn)槿绱?，考核形式的改進(jìn)，學(xué)生的動(dòng)手能力和繪制化學(xué)工藝圖形的能力也得到了很大的提高。

我們?cè)诙嗄甑慕虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)，用相同的試卷考核學(xué)生在計(jì)算機(jī)上完成繪圖任務(wù)，我們教改以后與以往傳統(tǒng)教學(xué)效果相比，從完成圖形的時(shí)間上有了明顯的提高，如圖1。

圖1 教學(xué)改革前后完成相同圖形時(shí)間對(duì)比圖

[1]郝永剛, 李敬蕊, 賈安強(qiáng), 等. 《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》教學(xué)中“應(yīng)用式”教學(xué)法的探索[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)林教育版), 2007, 9(4): 106～108.

[2]林益平, 王菊槐, 湯迎紅. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 21(3): 95～97.

[3]楊思維. 淺談在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程中設(shè)計(jì)意識(shí)的培養(yǎng)[J]. 廣西輕工業(yè), 2009, (4): 96～97.

[4]魯 泳, 李光榮, 袁新芳. 基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程教學(xué)研究[J]. 科技教育創(chuàng)新, 2012, 24: 209～212.

[5]董甲東, 鄭春香, 王曉瑜. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)案例教學(xué)法實(shí)踐與思考[J]. 安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2010, 16(1): 108～110.

[6]王 勇. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程案例教學(xué)法探析[J]. 中國(guó)成人教育, 2007, (8): 133～134.

[7]方利國(guó). 《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程考核方法改革實(shí)踐[J]. 廣州化工, 2014, 42(12): 214～215.

Exploration and practice on teaching reform of computer aided design for chemical engineering in higher normal university

FAN Ling，WEI Xian-hong，YIN Guo-dong

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei Normal University,Huangshi 435002, Hubei)

"Computer aided design" is a comprehensive and practical course, and it has been widely employed in the field of chemical design. Therefore, it is very important for students to learn this course. This paper mainly aims at the teaching characteristics of college of chemical engineering of "computer aided design" curriculum as well as the traditional teaching methods. The in-depth discussion is carried out. According to the actual condition of our school curriculum, the existing teaching methods are reformed. We use the example-teaching method, and combine the advantage of the computer network teaching. During the process of combination the theory with practice, students' interest is stimulated by changing the methods for the examination and assessment. It is found that the teaching effect and quality are being clearly improved according to a dozen of years of teaching practice.

computer aided design; teaching reform; practice

2016—05—23

湖北師范大學(xué)教研項(xiàng)目(ZD201122，JH201506)

范玲(1981— )，女，湖北麻城人，碩士，講師.

G642

A

2096-3149(2017)01- 0097-04

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.01.020