《環(huán)境工程類CAD技術(shù)》課程教學(xué)改革探索

張 彥，丁建東，吳 明

(南通大學(xué)，江蘇 南通 226019)

1 引言

《環(huán)境工程CAD技術(shù)》是環(huán)境工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過計(jì)算機(jī)輔助，結(jié)合環(huán)境工程后續(xù)課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)出的流程，構(gòu)筑物等用CAD圖紙表達(dá)出來。目前，環(huán)境工程專業(yè)各領(lǐng)域的工程圖紙全部要求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)出圖，如水污染控制、大氣污染控制、固體廢棄物處理等等環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域中所需要設(shè)計(jì)的平面布置，工藝流程，構(gòu)筑物均需要用CAD的形式表達(dá)出來。這門技術(shù)是環(huán)境工程畢業(yè)的學(xué)生從事工程設(shè)計(jì)工作的必備技能，是工程類專業(yè)學(xué)生必修的課程之一[1,2]。強(qiáng)調(diào)第一要掌握計(jì)算機(jī)CAD軟件，第二結(jié)合本專業(yè)的特異性，通曉本專業(yè)各門課程的設(shè)計(jì)與計(jì)算，兩者相輔相成，缺一不可。

2 現(xiàn)狀及存在的問題

在環(huán)境工程專業(yè)要進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，在“基于產(chǎn)出”的新的教育評(píng)價(jià)體系下，通過前幾年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)了以下幾點(diǎn)問題。

(1)這門課程一共32個(gè)學(xué)時(shí)，分為理論環(huán)節(jié)和上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)，比例為1∶1。在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，通過老師電腦投影，講授學(xué)生軟件使用方法。老師講得多，呈現(xiàn)出“灌輸式”的教學(xué)模式，在有限的學(xué)時(shí)中，老師想把自己掌握的都講授給學(xué)生，課程節(jié)奏快，和學(xué)生互動(dòng)不夠，學(xué)生的掌握及課后的及時(shí)鞏固很難跟蹤。課堂的教授和上機(jī)實(shí)踐沒能有機(jī)結(jié)合在一起。

(2)在上課過程中，過多強(qiáng)調(diào)CAD的基本命令和操作，將環(huán)境工程CAD技術(shù)上成了CAD技術(shù)，沒有體現(xiàn)這門課程在該專業(yè)中的應(yīng)用。上完這門課程學(xué)生能夠熟練繪制出老師給出的圖紙內(nèi)容，但是對(duì)專業(yè)各個(gè)領(lǐng)域?qū)D紙的要求掌握不夠，繪制出符合環(huán)境工程專業(yè)制圖標(biāo)準(zhǔn)的不同類型的專業(yè)圖紙有一定難度。

(3)雖然環(huán)境工程專業(yè)在《水污染控制課程設(shè)計(jì)》《大氣污染控制課程設(shè)計(jì)》《固體廢棄物處理設(shè)計(jì)》及畢業(yè)設(shè)計(jì)等等環(huán)節(jié)都需要用到CAD輔助出圖。但是由于《環(huán)境工程CAD技術(shù)》這門課程開設(shè)在大三的第一學(xué)期，很多專業(yè)課程還沒涉及到，所以在講授時(shí)和其他專業(yè)課程的關(guān)聯(lián)較少，學(xué)生對(duì)于本專業(yè)出圖的制圖標(biāo)準(zhǔn)還不能很好掌握。

(4)原來的考核方式為課程結(jié)束后的上機(jī)繪圖考核，雖然能夠在一定程度上考察出對(duì)所學(xué)知識(shí)和操作技能的掌握情況，但是由于考核壓力都放在了最后，平時(shí)練習(xí)的緊迫性不夠，而這門課程恰恰從入門到掌握進(jìn)而熟練都需要時(shí)間，要求多實(shí)踐，邊用邊學(xué)，邊學(xué)邊用，帶著問題學(xué)習(xí)。上機(jī)繪圖考核放在最后，一些平時(shí)抓得不緊，練得不勤的同學(xué)，考前突擊，但效果一般。

3 《環(huán)境工程CAD技術(shù)》教學(xué)改革分析

3.1 課程體系的優(yōu)化

3.1.1 理論課授課模式的改進(jìn)

《環(huán)境工程CAD技術(shù)》教學(xué)這么多年以來一直采用多媒體上課。多媒體能夠使原來不易操作，不易講解的課程部分，通過電腦操作，投影大屏，將軟件的操作過程展現(xiàn)給學(xué)生。但是多媒體的使用也使得上課流程化、機(jī)械化、程序化，章節(jié)重點(diǎn)不突出。特別對(duì)于CAD軟件的操作演示，老師操作軟件界面演示內(nèi)容一多，有些同學(xué)就迷糊了，或者課堂上稍微一分神，就錯(cuò)過了一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

板書有著直觀、簡潔、靈活的特點(diǎn)。所以多媒體配合適當(dāng)?shù)陌鍟?，可以將重點(diǎn)內(nèi)容，重點(diǎn)操作呈現(xiàn)出來。整節(jié)課程的重點(diǎn)、精華可以通過板書提綱挈領(lǐng)呈現(xiàn)出來?？梢韵榷嗝襟w演示，再進(jìn)行板書的回顧可以讓學(xué)生加深印象，從大框架上把握好學(xué)習(xí)內(nèi)容。

3.1.2 上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)的有效配合

原來的上課模式是2學(xué)時(shí)的理論課程與2學(xué)時(shí)的上機(jī)實(shí)踐輪流進(jìn)行，這樣可以在理論課講完后通過上機(jī)實(shí)踐得到鞏固，應(yīng)用。但是在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，原來的排課模式存在一個(gè)問題。理論課程前小半學(xué)時(shí)講解緒論，CAD中文版操作基礎(chǔ)以及基本設(shè)置，不需要那么多配套上機(jī)實(shí)踐，學(xué)生在上機(jī)課上無事可做。而課程的后半階段，隨著繪圖、修改、標(biāo)注等模塊的講解結(jié)束，上機(jī)可以完成的繪圖難度大大增加，相應(yīng)需要更多的上機(jī)實(shí)踐時(shí)間，也需要上機(jī)課時(shí)來完成大一點(diǎn)的繪圖任務(wù)。因此，通過調(diào)整理論教學(xué)環(huán)節(jié)和上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)的進(jìn)程安排，上機(jī)課的安排學(xué)時(shí)前少后多，使得每一次的上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)都可以更有效地發(fā)揮作用。解決了原來上機(jī)前半程任務(wù)過少，而后半程任務(wù)過多的情況，留有足夠的課時(shí)給最后的綜合繪圖任務(wù)。

3.1.3 課后鞏固環(huán)節(jié)的加強(qiáng)

在上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)，很多操作理論課講過，但很多同學(xué)還是掌握得不好。課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)了一些繪圖的基本命令，修改的操作，老師都會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的畫圖示范，但是同學(xué)可能一時(shí)記不住。如果課后將錄制好的操作命令的學(xué)習(xí)視頻，按照上課講解的進(jìn)度，列好明細(xì)，可以方便學(xué)生課后繼續(xù)學(xué)習(xí)。通過課后布置任務(wù)，觀看教學(xué)操作視頻，引導(dǎo)學(xué)生自我學(xué)習(xí)，自行解決問題，老師隨時(shí)提供幫助，對(duì)上課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行鞏固?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)資訊非常發(fā)達(dá)，鼓勵(lì)同學(xué)們通過互聯(lián)網(wǎng)尋找答案。對(duì)于AutoCAD這樣的計(jì)算機(jī)軟件只要多上機(jī)摸索，多練習(xí)就能掌握好。

3.1.4 課程考核方式的改變，注重動(dòng)手能力

課程的考核可以檢驗(yàn)教學(xué)效果，在“基于產(chǎn)出”的教育評(píng)價(jià)下，關(guān)鍵是能力，不是“知識(shí)點(diǎn)”，是用知識(shí)點(diǎn)解決問題的能力。從原來的一張?jiān)嚲淼睦碚摽荚嚪绞剑D(zhuǎn)變成學(xué)生要真正學(xué)會(huì)操作命令，能畫出需要的圖形。考核成績由課堂表現(xiàn)，課后任務(wù)的完成，上機(jī)實(shí)踐完成作品的質(zhì)量，以及最后的上機(jī)環(huán)節(jié)按比例打分。將理論的試卷考核，改為上機(jī)操作考核，注重課后上機(jī)任務(wù)的完成，平時(shí)上機(jī)練習(xí)及最后上機(jī)環(huán)節(jié)的繪圖操作，這樣的考核導(dǎo)向，讓學(xué)生們將精力都用在了CAD軟件的練習(xí)上。

3.2 與環(huán)境專業(yè)課程的結(jié)合

《環(huán)境工程CAD技術(shù)》是一門工具課程，是解決工程實(shí)際問題的工具，在課程體系中，其后續(xù)還有很多課程設(shè)計(jì)，比如《水污染控制課程設(shè)計(jì)》《大氣污染控制課程設(shè)計(jì)》《固體廢棄物處理設(shè)計(jì)》等等都需要有CAD的良好基礎(chǔ)，這些課程設(shè)計(jì)中的平面布置圖，工藝流程圖，構(gòu)筑物的三視圖都需要用CAD這個(gè)工具呈現(xiàn)出來[3]。

3.2.1 將構(gòu)筑物的繪制融入教學(xué)練習(xí)

《環(huán)境工程CAD技術(shù)》在教學(xué)時(shí)間安排上早于很多專業(yè)課等，但是在講授這門課程時(shí)，在綜合練習(xí)階段，將本專業(yè)涉及到的，比如水污染構(gòu)筑物的三視圖，大氣污染中除塵設(shè)備的三視圖，焚燒設(shè)備的設(shè)計(jì)圖等，有機(jī)融于教學(xué)案例中。學(xué)生在進(jìn)行構(gòu)筑物CAD繪圖練習(xí)的同時(shí)，也建立起了自己的專業(yè)圖庫。

3.2.2 針對(duì)本專業(yè)的任務(wù)式教學(xué)

在上機(jī)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于給定圖形的繪制，掌握起來比較容易。但是要交一張符合環(huán)境工程設(shè)計(jì)規(guī)范要求的圖紙，則有一定的難度。針對(duì)這種情況，結(jié)合專業(yè)的特點(diǎn)，采用任務(wù)引導(dǎo)的方式，讓學(xué)生獨(dú)立完成一整套圖紙。這里包含從講解環(huán)境工程CAD的制圖規(guī)范，到設(shè)定出圖比例，創(chuàng)建圖框，到不同圖層的建立，線型選擇，線寬的設(shè)定比例的選擇，文字樣式大小的設(shè)定，再到具體尺寸的標(biāo)注，一直到最后圖紙的輸出和打印[4]。最后的圖紙要求以打印出圖的形式提交，讓同學(xué)們深刻了解電腦呈現(xiàn)的CAD圖紙和打印出圖之間的區(qū)別。讓學(xué)生完全經(jīng)歷從開始繪圖到CAD圖紙出圖的全部過程。這個(gè)任務(wù)的完成過程，有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，提高同學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力[5]。

3.3 用考證激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性

將《環(huán)境工程CAD技術(shù)》課程教學(xué)與AutoCAD軟件認(rèn)證考試結(jié)合起來，讓學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的課程得到社會(huì)的認(rèn)可。采用任務(wù)教學(xué)法，讓學(xué)生掌握從繪圖的開始準(zhǔn)備到最后打印出圖的一整套的知識(shí)，使學(xué)生對(duì)這門課程有個(gè)全面認(rèn)識(shí)。并且以認(rèn)證考試為契機(jī)，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)有進(jìn)一步的鞏固，將課程教學(xué)與認(rèn)證考試相結(jié)合，不但能夠檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，也能增強(qiáng)其專業(yè)競爭力[6]。

4 結(jié)語

在“基于產(chǎn)出”的新工科本科教育評(píng)價(jià)體系下，對(duì)《環(huán)境工程CAD技術(shù)》課程進(jìn)行教學(xué)改革探索，讓同學(xué)不僅熟練掌握CAD計(jì)算機(jī)繪圖技能，同時(shí)讓這門計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在后續(xù)的《水污染課程設(shè)計(jì)》、《大氣污染課程設(shè)計(jì)》、《固體廢棄物課程設(shè)計(jì)》及畢業(yè)設(shè)計(jì)中，發(fā)揮更大的作用，讓同學(xué)們設(shè)計(jì)出的工藝流程，構(gòu)筑物能夠用計(jì)算機(jī)圖紙自如的表達(dá)出來。通過對(duì)《環(huán)境工程CAD技術(shù)》的教學(xué)改革的探索，促進(jìn)了課程的教學(xué)效果，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，為后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。