環境工程專業《CAD制圖》教學改革與實踐

昌晶

摘要：目前高等環境教育普遍存在環境工程專業畢業生就業困難和學生培養質量難以滿足社會需求的問題。針對這些問題，我校新開設了一門應用性較強的課程——CAD制圖。本文結合該課程的教學實踐，分析目前計算機輔助設計課程的特點，著重介紹為培養學生實踐能力而在教學內容和方法上進行的一系列改革實踐，并提出了在教學過程中需要注意的問題。

關鍵詞：計算機輔助設計 環境工程專業 教學改革與實踐

一、引言

計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，CAD）是利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作，尤其在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。青島農業大學環境工程專業創辦于2005年，并于同年9月招收第一屆本科生。近幾年經過幾次培養計劃的修改，多次增加《CAD制圖》課程的課時數，進一步將工程制圖、環保設備和機械基礎的工程特色培養模式落到實處，使環境工程專業的本科生具備典型環保設備或單元構筑物的工藝設計繪圖能力。

二、《CAD制圖》教學存在的問題

通過《CAD制圖》課程的學習，使學生能掌握環境工程中工程圖的繪制方法，了解有關環境工程的技術概況和特點，熟練掌握本專業各個工藝環節中工程圖的繪制，為他們在今后的工作中與相關專業人員的協調合作提供一個“接口”，為他們從事相關的工作或進一步學習奠定基礎。近幾年的人才市場反饋信息表明，環境工程專業畢業生是否熟悉和精通CAD技術將會直接影響其就業。掌握CAD技術是環境工程專業畢業生從事高技術崗位所必備的基本素質。鑒于環境工程專業教學的特點，CAD教學需要在實踐中進行摸索和改進。國內各高等院校環境工程專業相繼開設了CAD課程。通過近年來的教學效果反饋，但仍存在著不足，其主要存在問題如下。

1.與其他專業課聯系少

《CAD制圖》是一門專業必修課，是其他專業課的基礎課程，如《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》、《水泵與泵給水管網》和《排水管網》等。然而，目前《CAD制圖》教學中的授課內容與這些專業課程的聯系和滲透不強。

2.教學模式不符合課程特點

目前《CAD制圖》教學模式主要是以教師課堂教授為主，向學生逐一演示各個命令的使用。然而，這種教學模式的弊端在于沒能及時與實際的繪圖和設計實例相結合，似乎在課堂上學生能夠聽懂，但在真正使用CAD軟件的繪制實際工程圖紙時，不能熟練地根據實際工程情況進行運用和設計，導致教學效果不理想。

三、改進授課的具體措施

1.結合專業特點安排授課內容

環境工程CAD和機械CAD及其他專業CAD不同，教師講授時，要注重專業特色，重點講授環境工程處理工藝流程圖、平面布置圖及獨立的環境工程處理設施的繪制步驟和方法，以及相關技巧；了解相應專業的標準和規范；環境工程專業屬于新興專業，目前對這一專業還沒有設立標準，所以教師在講授時要提醒學生環境工程制圖可以參照建筑制圖和土木工程制圖及水利水電工程制圖的標準。

2.增加三維繪圖講解課時

到目前為止，大部分設計、施工、監理部門的工程圖都是二維平面圖形。所以，在先前的環境工程CAD教學中，一般仍局限在學習CAD軟件的基本功能和基本操作上，忽略了對學生三維設計思想和能力的培養。隨著版本的更新、升級尤其是在AutoCAD2008以后的版本，越來越顯示其在繪制三維立體圖形的強大功能，方便性和快捷性也得到了極大的提高。由于三維立體圖形具有“看得見、摸得著”的效果，因此極大地激發了學生的學習激情。而且，隨著計算機硬件和軟件的飛速發展，用人單位對三維設計和建模人才的需求也越來越旺盛。例如，一些純水環保公司在布管設計階段就要求進行建模設計，在完成三維圖形設計后將其轉換為二維圖紙，加工人員就是在三維圖紙和二維圖紙的共同指導下進行加工制作。因此，只會CAD軟件基本操作的畢業生很難適應人才市場的需求。

3.改進授課模式

由于該課程具有實踐應用性較強的特點，教學活動擬全部安排在計算機機房，方便理論講解與學生上機操作交錯進行。根據教學內容特點，可先講后做，也可先做后講。對于理論性強的內容，如工程圖紙制圖規范和繪圖內容，先進行理論講授，緊接著學生操作練習，促進理論知識的消化和掌握。對于一些操作性強的內容，如具體圖紙繪制方法，可先讓學生按自己想到的方法操作，再將各種方法進行比較分析，總結繪圖技巧。如在某電廠煙氣處理部分總平面圖繪制教學中，首先，教師采用PPT介紹煙氣處理部分平面圖的圖紙內容應包括氣體處理流程所涉及的除塵器、脫硝設備、主要輔助構筑物的平面輪廓、主要管線、工程所處地形等高線、地貌、周圍環境、該地區風向頻率玫瑰圖、指北針及主要構（建）筑物一覽表等。其中制圖規范中要求構筑物及主要輔助構筑物的平面輪廓線用中粗線繪制，主要管線均用單粗線繪制，道路及渠道都用細線繪制。然后，以一幅經過簡化的煙氣處理部分平面圖紙為例，引導學生根據上述內容識讀圖紙。在此過程中，教師可穿插講解工程圖紙的繪圖要點。接著，讓學生照著講解過的工程圖紙在計算機上開始繪圖。最后，教師再對各處理構筑物的定位方法（采用捕捉工具欄中的捕捉自命令）和風向玫瑰圖繪制方法（采用定數等份點命令）予以補充講解。當完成一幅工程圖紙后，學生感到在學到課程理論知識的同時，獲得一種成就感，從而充分調動了學習積極性，激發了求知欲，發揮出了主觀能動性。更重要的是它有助于教師改變“滿堂灌”的呆板教法，開展活潑新穎的教學活動，在體現教師主導地位的同時，更加突出學生的主體地位。

四、結語

《CAD制圖》在環境工程專業教學活動中起著越來越重要的作用。通過此類課程的開設，學生的工程實踐能力和創新能力得到明顯的提高。今后還需要進一步完善和拓展的內容如下。

1.在教學過程中盡量多地選擇工程實例進行講解，例如水、空氣、噪聲、固體廢物等污染控制和治理技術，從而提高學生的工程設計、安裝運行等能力。

2.緊跟AutoCAD軟件的升級過程，及時更新授課PPT，將最新版軟件的操作方法和使用命令進行全面的講解。

參考文獻：

［1］李偉英，高乃云，李樹平，等.“建筑給水排水工程”教學改革與研究［J］.給水排水，2007，33（11）：87-89.

［2］周翠紅，陳家慶，孔惠.環境工程專業計算機輔助設計能力培養與教學.第四屆大學環境類課程報告論壇組委會.北京：高等教育出版社，2009.

［3］王暉，紅磊，楊平.Flash技術在水污染控制工程實驗教學中的應用［J］.四川環境，2007，26（6）：116-118.

［4］陳淑芬，譚鳳訓，武道吉.給排水CAD教學改革探索［J］.高等建筑研究，2007，Vol.16（2）：127-130.

［5］宋志偉，董平，劉彥飛.環境工程專業培養學生創新能力的教學新模式［J］.理工高教研究，2007，26（5）：124-125.

基金項目：青島農業大學環境工程特色專業建設點項目（XTSZ1104）。