課程交叉和案例引導(dǎo)在食品科學(xué)與工程《AutoCAD》教學(xué)中的應(yīng)用

袁媛 陳清西 伍炳華 陳麗嬌 宋禹輝

摘 要：計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）是食品科學(xué)與工程專業(yè)進(jìn)行食品工廠設(shè)計、加工工藝設(shè)計以及從事相關(guān)專業(yè)工作必須掌握的繪圖軟件。文章分析了食品科學(xué)與工程專業(yè)《AutoCAD》教學(xué)現(xiàn)狀中存在問題，并針對現(xiàn)狀從課程交叉、案例引導(dǎo)和考試改革這幾方面提出《AutoCAD》教學(xué)改革思路，并對階段性成果進(jìn)行了小結(jié)。

關(guān)鍵詞：課程交叉；案例引導(dǎo)；AutoCAD；教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）01-0087-03

Abstract： CAD （Computer Aided Design） is an indispensable drawing software for food factory design， processing technological design， and for people who are engaged in related work. This paper analyzes problems existing in AutoCAD teaching of food science and engineering. It proposes reform ideas from respects of interdisciplinary course， case analysis and examination reform， then summarizes the phased results.

Keywords： course crossing； case guidance； AutoCAD； teaching reform

AutoCAD是食品科學(xué)與工程專業(yè)進(jìn)行食品工廠設(shè)計、加工工藝設(shè)計以及從事相關(guān)專業(yè)工作必須掌握的繪圖軟件，對畢業(yè)設(shè)計及將來工作均有重要作用[1]。AutoCAD課程往往只作為基礎(chǔ)課，僅局限在簡單的圖形訓(xùn)練，缺乏與相關(guān)專業(yè)課的內(nèi)容連接[2]，譬如食品科學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)AutoCAD的主要應(yīng)用包括食品工廠設(shè)計，但《食品工廠設(shè)計》與《AutoCAD》課程相互獨立。此外，AutoCAD授課教師一般不是本專業(yè)的，不了解設(shè)計需要遵循的原理和技術(shù)規(guī)范，導(dǎo)致實際教學(xué)中無法將AutoCAD與相關(guān)專業(yè)合理結(jié)合而進(jìn)行針對性教學(xué)[3]。

在此背景下，學(xué)生知識體系不夠系統(tǒng)，對課程也難以重視，而到了畢業(yè)設(shè)計需要用到AutoCAD軟件時又要重新溫習(xí)，造成資源和時間的浪費[3]。將AutoCAD教學(xué)與食品工廠設(shè)計或食品加工相關(guān)課程相結(jié)合，以課程交叉的方式，引入更多的行業(yè)相關(guān)知識，尤其是AutoCAD應(yīng)用行業(yè)的相關(guān)知識背景，對提高AutoCAD教學(xué)成效，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣很有必要。

一、食品科學(xué)與工程AutoCAD教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

《AutoCAD》是食品科學(xué)工程進(jìn)行工廠設(shè)計、車間設(shè)計、工藝流程設(shè)計等必須掌握的工具課程。結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗和近年來國內(nèi)教學(xué)工作者在教學(xué)實踐中積累的經(jīng)驗，總結(jié)了食品科學(xué)與工程專業(yè)《AutoCAD》教學(xué)中的一些問題。

（一）教材與教學(xué)設(shè)計和教學(xué)內(nèi)容不貼近

目前，教材多以命令章節(jié)進(jìn)行編制，如AutoCAD的界面介紹→繪圖工具介紹→編輯工具介紹→標(biāo)注→文字→圖塊→圖層→打印和發(fā)布等[3]。教師參考教材設(shè)計教案，會通過講解命令→講解各個參數(shù)的意義→案例示范對各章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)講解和演示，在僅學(xué)習(xí)了部分基本繪圖工具階段，由于未涉及編輯工具的講解，只能列舉單個圖形，如圓、矩形等，組合圖形因為涉及為講解的編輯工具而無法進(jìn)行繪制。此背景下，示范案例的選擇很受限制，也會讓學(xué)生對教學(xué)的實際意義產(chǎn)生懷疑。同時，當(dāng)面對一個融合了多種工具使用的綜合性圖紙時，在無完全掌握所有繪圖技能前，無法完成。

此外，AutoCAD課程教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容通常會參考教材中的案例，然而，大部分教材就各命令進(jìn)行解釋，所舉的例子一般以機(jī)械元件和建筑案例為主[4]，與專業(yè)相關(guān)的案例基本沒有，若參考教材中案例教學(xué)，則與專業(yè)貼近度不高。

（二）與其他課程缺乏關(guān)聯(lián)

AutoCAD是專業(yè)基礎(chǔ)課，此課程教師并不是相關(guān)專業(yè)的，教學(xué)中的針對專業(yè)的教學(xué)也相對較少，使得AutoCAD教學(xué)內(nèi)容與相關(guān)專業(yè)課相互脫節(jié)[3]。AutoCAD課程的老師與其他專業(yè)課老師沒有教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)重點的相互交流與溝通。這種情況下，學(xué)生在學(xué)習(xí)中帶有很大的盲目性，不明確學(xué)習(xí)目的和軟件的應(yīng)用，課程結(jié)束后要完成一套甚至一幅設(shè)計圖紙時無從下手，力不從心。

（三）課時量不足

AutoCAD軟件課程是實踐性很強(qiáng)的課程，通過大量練習(xí)才能達(dá)到熟能生巧、靈活運(yùn)用的教學(xué)要求。目前高校AutoCAD軟件課程的課時量一般為24-30學(xué)時[4]，如果僅靠課堂學(xué)時，很難達(dá)到學(xué)生靈活應(yīng)用教學(xué)軟件的教學(xué)目標(biāo)。若通過給學(xué)生們多布置課后作業(yè)的方式進(jìn)行鞏固，學(xué)生反映掌握程度不夠的情況下會花費大量時間繪圖，較大程度影響其他課業(yè)的完成。

（四）考核方式有待改進(jìn)

目前學(xué)生課程成績評定主要是平時成績和期末成績的綜合，其中，以期末考核為主[5]。有些大學(xué)生可能會存在一些僥幸心理，平時上課不認(rèn)真，期末考試通過集中復(fù)習(xí)應(yīng)付考試[5]。這種考核方式下，能熟練掌握AutoCAD 軟件并應(yīng)用的學(xué)生比例較低。此外，若通過上機(jī)考試統(tǒng)一在線提交形式進(jìn)行期末考核，對硬件水平和監(jiān)考提出了較高要求。

二、課程交叉和案例引導(dǎo)在食品科學(xué)與工程《AutoCAD》教學(xué)中的應(yīng)用

鑒于目前食品科學(xué)與工程《AutoCAD》教學(xué)的現(xiàn)狀和特點，通過三個大方面推進(jìn)教學(xué)改革，分別為課程交叉、案例引導(dǎo)和考試改革。通過引入專業(yè)課程相關(guān)知識，讓同學(xué)們最直觀的了解學(xué)習(xí)AutoCAD這個軟件的實際應(yīng)用，提升學(xué)習(xí)興趣；通過引入專業(yè)相關(guān)案例，鼓勵學(xué)生自己思考，提高學(xué)生的主觀能動性；通過考試改革，提高平時成績所占比例，增強(qiáng)實踐能力考核力度，強(qiáng)調(diào)同學(xué)們繪圖能力的掌握。

（一）課程交叉

在利用AutoCAD軟件進(jìn)行繪圖時，結(jié)合食品科學(xué)工程另一門重要專業(yè)課《食品工廠設(shè)計》中相關(guān)原則和要求進(jìn)行教學(xué)，一方面幫助學(xué)生鞏固食品工廠設(shè)計的原理和規(guī)范，另一方面讓學(xué)生學(xué)習(xí)利用AutoCAD進(jìn)行食品工廠設(shè)計時的繪圖行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熟悉工廠平面圖、建筑立面圖、器械剖面圖、工藝流程圖的繪制的方法，掌握食品工廠設(shè)計的平面布局等內(nèi)容，為下一步利用AutoCAD軟件完成實際相關(guān)項目打下基礎(chǔ)。此外，將縮短以往課堂練習(xí)內(nèi)容的時間，用于進(jìn)行知識拓展，而具體操作練習(xí)則以完成項目目標(biāo)的課下練習(xí)。這樣既可以提高課堂的教學(xué)效率，又可以豐富學(xué)生的知識儲備。

在實際教學(xué)中，通過在繪制一個具體復(fù)雜案例圖形的過程中逐步掌握AutoCAD不同工具的使用方法與技巧，在教學(xué)過程中穿插講解繪圖工具和編輯工具這兩章的內(nèi)容，能使同學(xué)們直觀地了解學(xué)習(xí)AutoCAD軟件的目的和應(yīng)用，每個教學(xué)階段完成一個完整圖形能讓同學(xué)們產(chǎn)生成就感，激勵同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情。

（二）案例引導(dǎo)

從教材引導(dǎo)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)案例引導(dǎo)教學(xué)，以引導(dǎo)完成復(fù)雜的專業(yè)相關(guān)的案例為目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)引導(dǎo)。在繪制分解的案例局部過程中，讓學(xué)生掌握相應(yīng)的繪圖和編輯工具的操作，完成案例繪制的同時了解繪圖應(yīng)用，做到工學(xué)結(jié)合。

案例引導(dǎo)分為三個層面，第一個層面為通過案例引導(dǎo)鼓勵學(xué)生思考。進(jìn)行教學(xué)時，首先展示一個圖形，引導(dǎo)同學(xué)們主動思考，需要使用什么繪圖或編輯工具進(jìn)行繪制，接著引出要教授的內(nèi)容，讓同學(xué)在學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容前對要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有個初步認(rèn)識，知道應(yīng)用環(huán)境。比如畫一個正五角星，可以只用直線繪制，也可以用直線和極軸追蹤去繪制，還可以用正多邊形工具繪制，也可以在圓上等分五個點進(jìn)行繪制，此時可以讓同學(xué)探討和嘗試不同方法，這樣可以通過簡單的實例讓學(xué)生們?nèi)腴T，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自信心。授課結(jié)束后，再展示一個案例，讓同學(xué)們思考，使用這節(jié)課學(xué)習(xí)的繪圖或編輯工具需要如何設(shè)置參數(shù)。第二個層面通過案例引導(dǎo)，設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。在第一節(jié)課將專業(yè)相關(guān)平面圖、立面圖、工藝流程圖作業(yè)發(fā)給學(xué)生，大作業(yè)包含用CAD基本繪圖和編輯命令，也包括文字標(biāo)注等內(nèi)容。在授課過程中，將大作業(yè)進(jìn)行分解，融入到各章節(jié)內(nèi)容的講授中；在講授完最后一章內(nèi)容后，指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容融會貫通，完整地完成大作業(yè)的繪制。在案例講解過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生分析圖形，尋找圖形繪制的快捷方法和步驟，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。第三個層面是通過案例引導(dǎo)達(dá)到分段教學(xué)的目的。AutoCAD講求操作性，在教學(xué)過程中，可以先從實踐到理論、從簡單到復(fù)雜，結(jié)合制圖規(guī)范等學(xué)科的理論循序漸進(jìn)地分為3個階段： 第1階段列舉例圖中包含元素較少的圖形，一些常見幾何圖形，讓同學(xué)們思考可以用哪些方式繪制。第2階段為綜合了繪圖和編輯命令的組合圖形，讓學(xué)生通過靈活組合繪圖和編輯命令，獨立完成較復(fù)雜圖紙。第3階段為綜合實踐階段，通過綜合性較強(qiáng)，完整度較高的圖紙或成品方案為臨摹對象，要求學(xué)生掌握完成一套完整圖紙需要掌握的主要技術(shù)要點。與此同時，將綜合性強(qiáng)的案例設(shè)定為學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過將復(fù)雜案例逐級分解，以分解的局部為引導(dǎo)，在完成局部案例的過程中融合AutoCAD的各種繪圖和編輯工具，打破章節(jié)限制提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率。

（三）改革考核方式

提高平時成績比例，考核內(nèi)容為平時成績和期末考核的綜合，分?jǐn)?shù)分配比例為6：4。平時考核除了考勤外，還包括課后作業(yè)完成情況和小測成績，占總成績60%，以作業(yè)完成程度給分。期末大作業(yè)占總成績40%，內(nèi)容為綜合圖形的臨摹或給定命題的設(shè)計，按要求進(jìn)行完成，并以布局模式輸出，按圖形的完成程度進(jìn)行評分。在這種考核方式下，同學(xué)們會更注重平時技術(shù)的積累，認(rèn)真完成每次布置的作業(yè)，并通過不斷提高自己的繪制技巧以達(dá)到在小測中取得較好成績的目的，最終，既能通過平時作業(yè)提高技能，又能通過平衡平時和期末成績的比例較科學(xué)合理的評估各位同學(xué)的實際水平。

三、教學(xué)改革的階段性結(jié)果

（一）課堂交叉和案例引導(dǎo)有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及獨立創(chuàng)新能力提升

同學(xué)們都愿意學(xué)習(xí)對自己有用的知識，教學(xué)中使用的與食品工廠設(shè)計、車間設(shè)計或工藝流程設(shè)計等專業(yè)相關(guān)的案例，以及授課中介紹的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范、特有標(biāo)注符號的繪制方法等內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計是直接相關(guān)的。為了能在畢業(yè)設(shè)計中獲得較好的成績，同學(xué)們上課興趣明顯提升，通常會提早來到教室，對上節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行溫習(xí)。上課期間對專業(yè)相關(guān)的圖形的繪制也表現(xiàn)出濃厚的興趣。幾個班的學(xué)生主動要求建立網(wǎng)絡(luò)討論群，相互學(xué)習(xí)討論繪圖中遇到的問題。

教學(xué)中將復(fù)雜的綜合性圖紙分解為多項小型綜合項目，并在小項目中融合各種繪圖和編輯工具，使同學(xué)們在一次課中完全掌握局部圖形的所有繪制要點，促使學(xué)生主動去獲得自己項目的解決途徑，提升了學(xué)生獨立工作和獨立思考的能力。此外，期末大作業(yè)給同學(xué)們自由發(fā)揮的空間，同學(xué)們可以根據(jù)習(xí)慣和喜好進(jìn)行繪制，也可以進(jìn)行一定程度的設(shè)計。例如給定設(shè)計主題，提供一些參考圖紙，讓大家參考圖紙按繪圖規(guī)范重新自己設(shè)計，加入自己的思想，最后形成自己風(fēng)格的圖紙上交。這種方式下學(xué)生的自主創(chuàng)新意識和主動性被大大激發(fā)。

（二）考核方式改革有助于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性提高和繪圖技能顯著提升

課程成績以期末考試成績?yōu)橹鲿r，同學(xué)們花費在平時作業(yè)上的時間非常有限，教學(xué)改革提升平時成績到總成績的60%后，為了能取得較好的平時成績，同學(xué)們會花大量的精力在平時作業(yè)和小測上。在這樣的動力驅(qū)動下，同學(xué)們會主動預(yù)習(xí)，并帶著問題來上課，在課上和課后也會積極咨詢繪圖問題，學(xué)習(xí)熱情和效率高。

此次教學(xué)改革對同學(xué)們繪圖技能的提升有顯著促進(jìn)作用。首先，課后作業(yè)一般會規(guī)定在一定時間內(nèi)完成一份綜合性的圖紙，為了拿到較高的課后作業(yè)成績，同學(xué)們會認(rèn)真完成課后作業(yè)，這個過程中同學(xué)們的繪圖能力能得到一次系統(tǒng)的鍛煉，經(jīng)過多次的課后作業(yè)鍛煉，同學(xué)們的繪圖能力能得到反復(fù)的鞏固和提升。其次，由于小測成績比重較大，因此同學(xué)們?yōu)榱四茉谛y中獲得優(yōu)異的成績，會在課后增加練習(xí)頻率和強(qiáng)度，從而繪圖水平得到快速提升。據(jù)畢業(yè)生反饋，他們利用CAD進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計受到了答辯專家的一致好評，說明這種考核方式對于繪圖技能的掌握確實有所裨益。

此外，改革考核方式后，AutoCAD成績的最終成績細(xì)化為考勤成績、平時作業(yè)成績、小測成績以及期末大作業(yè)成績。這種成績組成能多方位，多角度地對學(xué)生做出更客觀和公正的評定，也更科學(xué)合理的分配了學(xué)生的時間和精力。

（三）教師專業(yè)素養(yǎng)提高

為了滿足課堂講授，布置課后作業(yè)以及設(shè)計小測題目，授課教師要學(xué)習(xí)食品科學(xué)相關(guān)專業(yè)的知識，并搜集大量專業(yè)相關(guān)的圖紙，整理歸納，在這個過程中教師的專業(yè)水平得到了相應(yīng)提高。同時，由于增加了課后作業(yè)和小測的次數(shù)，教師有更多的機(jī)會了解和分析學(xué)生的薄弱點，進(jìn)行反思，并思考對策，這個過程能使教師不斷提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。此外，為了充分評估學(xué)生們自主設(shè)計和查閱資料后設(shè)計的方案是否合理，教師還需不斷充實行業(yè)相關(guān)知識，如工藝流程、道路設(shè)計等，能拓寬知識面，提升職業(yè)素養(yǎng)。

四、結(jié)束語

基于《AutoCAD》在食品科學(xué)與工程專業(yè)中的應(yīng)用特征，以課程交叉、案例引導(dǎo)、考試改革相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)改革，通過階段性的實踐，獲得了一些正面的效果，但也暴露出一些問題，例如案例不足以完全覆蓋所有教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)占用較多課后時間、有些學(xué)生不適應(yīng)不按教材順序講授的方式等，針對這些問題，需要逐漸探索出相應(yīng)的解決方法，不斷的完善《AutoCAD》的教學(xué)方法，向全面推動并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，使AutoCAD輔助計算機(jī)繪圖軟件成為專業(yè)領(lǐng)域的一個有效工具，達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)不斷前進(jìn)。

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