礦物加工專業(yè)CAD輔助設(shè)計(jì)教學(xué)改革的探索

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益普及，CAD輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已成為礦物加工專業(yè)設(shè)計(jì)最基本的軟件工具。CAD輔助設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革和研究是為了更好地培養(yǎng)專門技術(shù)人才。因此，文章針對(duì)CAD課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)并結(jié)合一些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了一些教學(xué)方面的建議。

關(guān)鍵詞：CAD輔助設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；礦物加工

作者簡(jiǎn)介：王衛(wèi)東（1978-），男，安徽淮北人，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，講師；解維偉（1982-），女，黑龍江雞西人，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，講師。（北京100083）

基金項(xiàng)目：本文系中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金（2009QH04）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號(hào)：1007-0079（2012）07-0052-02

隨著計(jì)算機(jī)的廣泛普及和應(yīng)用，CAD（Compnter Aided Design，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)），已廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。AutoCAD技術(shù)大幅度地提高了設(shè)計(jì)效率，將設(shè)計(jì)人員的精力從繁瑣的重復(fù)性勞動(dòng)中解放出來，成為現(xiàn)代工業(yè)中必不可少的技術(shù)手段。

在專業(yè)教學(xué)中引入AutoCAD課程是很有必要的，而AutoCAD教學(xué)內(nèi)容涉及面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，如何能在較短的課時(shí)內(nèi)使學(xué)生們快速掌握AutoCAD技術(shù)，己經(jīng)成為AutoCAD教學(xué)人員關(guān)心的課題。

一、AutoCAD的教學(xué)目標(biāo)

選煤廠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是礦物加工工程專業(yè)的專業(yè)課，本課程主要學(xué)習(xí)礦物加工工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)所需的基礎(chǔ)知識(shí)，是礦物加工工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。通過學(xué)習(xí)選煤廠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，學(xué)生可以初步掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本知識(shí)及其在礦物加工工程專業(yè)的應(yīng)用。

對(duì)于礦物加工專業(yè)的學(xué)生來說，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)就是要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用AutoCAD進(jìn)行輔助制圖的能力；提高學(xué)生的識(shí)圖能力、空間想象能力和二次開發(fā)能力；培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)有軟件進(jìn)行選煤廠設(shè)計(jì)或改造的綜合能力。

二、AutoCAD教學(xué)改革的探討

1.多樣化的教學(xué)方法

教學(xué)手段和方法是保證教學(xué)質(zhì)量的重要因素。AutoCAD教學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，如果按照常規(guī)的方式教學(xué)，很難收到良好的教學(xué)效果，因此需要改進(jìn)教學(xué)方法。

（1）理論與實(shí)際相結(jié)合。注重實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，使學(xué)生可以在較短的時(shí)間內(nèi)掌握所學(xué)的內(nèi)容。例如在CAD指令講解過程中，結(jié)合選煤工藝圖、選煤廠平面圖和選煤廠立面圖的繪制來講解具體指令和軟件的使用，使學(xué)生學(xué)習(xí)更直觀，更具體，也更容易掌握，教學(xué)效果更好。

（2）由淺入深，循序漸進(jìn)。將每項(xiàng)任務(wù)都以簡(jiǎn)單的操作步驟和圖例方式講述，使學(xué)生逐步地掌握基本理論和基本操作能力，然后再進(jìn)行較復(fù)雜的學(xué)習(xí)。

（3）教學(xué)方式多樣化。在CAD課程的講解過程中，除了要用PPT課件展示和詳細(xì)介紹操作步驟、指令外，還需要多演示、多互動(dòng)，這樣可以更加充分地引導(dǎo)學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使教學(xué)內(nèi)容更為直觀生動(dòng)。

2.注重繪圖技巧，提高繪圖效率

（1）活學(xué)活用所學(xué)知識(shí)。在AutoCAD的學(xué)習(xí)過程中，有些學(xué)生基本掌握了繪圖指令，繪制簡(jiǎn)單的圖形也沒有問題，但遇到復(fù)雜的圖形就不知所措。原因就在于沒有活學(xué)活用所學(xué)的知識(shí)和技能。為此，要教導(dǎo)學(xué)生：在繪制設(shè)備布置圖時(shí)，利用圖塊命令，把相同部分定義成塊并保存下來，有利于后續(xù)的繪圖工作；對(duì)于規(guī)則分布的圖形，可以通過矩形或環(huán)形陣列命令快速產(chǎn)生；對(duì)于廠房的外立面的繪制要使用多線命令，同時(shí)盡量利用復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、鏡像等編輯命令。

（2）多介紹實(shí)用技巧給學(xué)生。對(duì)于初學(xué)的學(xué)生來說，僅僅知道AutoCAD的一些基本操作命令，對(duì)一些圖形繪制的特殊便捷的方法和技巧不熟悉，在實(shí)際操作中會(huì)走很多彎路。例如，在繪制選煤廠工藝流程圖時(shí)，各種介質(zhì)的流程的線形不同，如何快速添加或修改線形庫中不存在的線形，就不是基本操作命令所能勝任的。因此，避免學(xué)生少走彎路，使學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率和掌握繪圖技能的有效方法是盡量多地介紹實(shí)用技巧給學(xué)生。

（3）常用命令的快捷方式。大多數(shù)命令都有快捷方式，但是要使學(xué)生記住所有命令的快捷方式也不是一件容易的事情。在繪圖過程中如果能夠記住一些常用命令的快捷方式還是有利于提高繪圖效率的，如“空格”鍵有取消或重復(fù)命令的功能。

（4）注意對(duì)相近命令之間區(qū)別的講解。繪圖命令中有些相近命令，雖然很多人一直在用，但不清楚它們之間的區(qū)別，這對(duì)命令的使用效率有一定的影響。因此在講解過程中，要詳細(xì)地講述它們的區(qū)別。例如建立對(duì)象選擇集時(shí)，可以采用不同方法：窗口、窗交、框和全部等命令。“窗口”是在指定兩個(gè)角點(diǎn)的矩形范圍內(nèi)選取對(duì)象，被選中的對(duì)象全部包含在窗口內(nèi)，與窗口相交的對(duì)象不在選中之列；而“窗交”命令不僅包含窗口中的對(duì)象，還包含與窗口相交的對(duì)象；而“框”為“窗口”與“窗交”的組合形式，當(dāng)?shù)谝稽c(diǎn)在第二點(diǎn)的左側(cè)，即從左往右拾取時(shí)，為窗口模式，當(dāng)?shù)谝稽c(diǎn)在第二點(diǎn)的右側(cè)，即從右往左拾取時(shí)，為窗交模式；“全部”命令可選取圖形中沒有被關(guān)閉、凍結(jié)、鎖定的所有對(duì)象。

3.增加實(shí)驗(yàn)上機(jī)操作課時(shí)

CAD是一門實(shí)操性很強(qiáng)的課，只是教師在課堂上講解和演示，沒有充足的上機(jī)操作練習(xí)，就達(dá)不到該課程的教學(xué)目的，更談不上熟練運(yùn)用CAD軟件繪制嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的工程圖紙，全面提高學(xué)生的專業(yè)識(shí)圖和繪圖的能力。

因此本門課程學(xué)時(shí)的分配上需要增加實(shí)驗(yàn)上機(jī)操作的學(xué)時(shí)數(shù)，建議由原來的6個(gè)學(xué)時(shí)增加到12個(gè)學(xué)時(shí)，這樣能夠保證每個(gè)重要的環(huán)節(jié)都有一定的上機(jī)操作學(xué)時(shí)。同時(shí)在整個(gè)教學(xué)過程中，應(yīng)該遵循“實(shí)用為主，夠用為度”的原則，講解簡(jiǎn)單實(shí)用的理論知識(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和上機(jī)指導(dǎo)，從而提高學(xué)生的識(shí)圖及繪圖能力，做到學(xué)以致用。

4.注意結(jié)合CPCAD講解選煤廠設(shè)計(jì)

CPCAD是選煤廠設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)，是以AutoCAD為平臺(tái)，針對(duì)選煤廠設(shè)計(jì)進(jìn)行的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。CPCAD提供了五套菜單系統(tǒng)，分別是CAD菜單、工藝菜單、立面菜單、平面菜單和數(shù)學(xué)菜單。對(duì)于礦物加工專業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)CAD的目的就是用來做選煤廠設(shè)計(jì)的工作。如何利用CAD和CPCAD快速、準(zhǔn)確完成選煤廠設(shè)計(jì)是十分重要的。因此，在本課程的講解過程中，就要結(jié)合選煤廠的設(shè)計(jì)分別講解五大菜單系統(tǒng)的使用。

（1）選煤工藝圖繪制。選煤工藝圖包括總平面、工藝流程和設(shè)備流程圖。CPCAD系統(tǒng)軟件為用戶設(shè)計(jì)了工藝菜單，提供了工藝設(shè)計(jì)圖中的各種圖標(biāo)、符號(hào)和方便繪圖的程序，使學(xué)生掌握該應(yīng)用程序，可以大大提高工藝流程圖繪制的速度和效率。

（2）廠房立面、剖面圖繪制。在設(shè)計(jì)、繪制廠房立面和剖面圖中的選煤設(shè)備時(shí)，有時(shí)需要設(shè)備的正視圖，有時(shí)需要設(shè)備的側(cè)視圖。因此在繪制該類圖時(shí)，為了加快繪圖的速度，主要使用CPCAD的立面菜單中二級(jí)三級(jí)菜單，對(duì)于每個(gè)小類別設(shè)備這里分為主視圖菜單和側(cè)視圖菜單。另外，在選煤廠設(shè)計(jì)過程中，有一些設(shè)備位置比較特別，如脫水斗子提升機(jī)，要求機(jī)頭機(jī)尾必須在某一樓層上，而提升段的角度必須滿足一定的范圍，并且提升段不能與廠房建筑的梁和柱相碰。這對(duì)于一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員來說，要解決好所有問題實(shí)屬不易，總要經(jīng)過幾次反復(fù)擺放、調(diào)整才能達(dá)到要求。為此，CPCAD根據(jù)一般設(shè)計(jì)規(guī)律和步驟開發(fā)了專用程序來方便用戶，并且達(dá)到精確設(shè)計(jì)的目的。

5.完善課程考核方式

課程考核是教學(xué)的重要組成部分，通過考核反饋信息，檢驗(yàn)教學(xué)效果，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，達(dá)到對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行調(diào)控的目的。CAD課程的考核以往一般都是上機(jī)考試加平時(shí)作業(yè)。上機(jī)考試是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成一定圖形的繪制就算合格，這樣固然可以考查一個(gè)學(xué)生的實(shí)際操作能力，但是不能考查學(xué)生對(duì)指令的掌握程度。而上交大作業(yè)會(huì)出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，部分學(xué)生沒有按教師的要求去完成，這樣不利于綜合能力的培養(yǎng)，不足以反映學(xué)生的實(shí)際畫圖水平。

基于以上考慮，考核的方式采取閉卷考試結(jié)合上機(jī)操作和平時(shí)作業(yè)相結(jié)合的方式，它們的比例分別是40%、50%和10%。理論知識(shí)考核能敦促學(xué)生學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的理論知識(shí)；上機(jī)操作考核能夠考查學(xué)生的實(shí)際操作能力；平時(shí)作業(yè)反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。這種考核方式能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于提高學(xué)生的CAD畫圖水平。

三、結(jié)束語

總之，CAD輔助設(shè)計(jì)技術(shù)是礦物加工專業(yè)設(shè)計(jì)最基本的軟件工具，對(duì)CAD輔助設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)行改革和研究是為了更好地培養(yǎng)專門技術(shù)人才。

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（責(zé)任編輯：劉輝）