基于環境工程專業“工程制圖與CAD”課程改革與實踐

張嘉超+羅琳+鄧娜+彭慧

摘要：“工程制圖與CAD”是環境工程專業非常重要的專業技能課之一，隨著社會對環保事業的愈加重視，在環境工程領域內對高素質、技能型人才的要求也愈加嚴格。現如今，諸多高校的環境工程專業都開設了“工程制圖與CAD”這門應用型課程。本文以湖南農業大學環境工程專業為例，對傳統環境工程制圖教學的開課現狀、存在特點進行了利弊分析，以期通過分析進一步改革可以改善以往單一的授課模式，達到較好的實踐效果。

關鍵詞：工程制圖；CAD；課程改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）51-0129-02

一、引言

自20世紀80年代開始，我國才開始在眾多行業領域普及并大量推廣應用CAD，其中包括環境科學、環境工程、園林園藝、土木工程及機械設計等相關領域。多年來，工程制圖與環境工程專業相伴而生，是環境工程專業里不可或缺的支柱課程。它不但要求學生掌握扎實的基礎理論知識，更要具備識圖和繪圖的能力，這就需要老師在授課的過程中不斷激發學生的空間想象力、結構思維力、圖形表達力以及開拓創新的能力。

但是，通常在傳統的教學模式當中，絕大多數學校的課程安排忽略了學生實踐及應用能力的培養。因此，高校課程安排里如何將工程制圖原理、CAD實踐應用操作在教學中有機結合，是環境工程專業領域內提高學生培養質量重要的環節。以筆者所在的湖南農業大學環境工程專業為例，工程制圖原理教學的課時安排為“環境工程制圖”理論教學36學時，上機實驗12學時；“CAD”理論32學時，上機12學時。理論講解占據了整個課時的三分之二，并且學習周期分成兩段，因此，學生對理論知識的掌握及實踐的具體運用很難有機結合。要想提高學生培養質量，學校除了要安排夠足課時的培養計劃外，更要考慮學生的學習進程、如何將學生學習任務的完成質量最大化。因此，在教學過程中不僅要加強基礎知識的傳輸，更要根據工程方向人才的培養方案及社會需求合理化安排學生的學習任務，加強學生實踐能力的培養，以及對實際環保項目實施的動手操作能力。

二、環境工程專業“工程制圖與CAD”課程改革的必要性

以筆者所在的單位——湖南農業大學環境工程專業為例，工程制圖從開設環境工程專業起就是作為其中的一門非常重要的應用型專業基礎課，也是很多環境工程項目實施的理論基礎。作為工程領域的專業課，該課程致力于培養學生的空間想象力、結構思維力、圖形表達力以及開拓創新的能力，實踐性強，社會需求導向明顯。而CAD繪圖教學正是工程制圖教學應用的輸出口，是環境工程專業學生學習工程制圖進行實踐應用的重要途徑，但是，絕大多數高等院校，卻將兩門課程分開或是沒有做好契合銜接，導致學生學習掌握的效果并沒有很好。比如，在筆者單位，工程制圖原理教學的課時安排在第一或第二學期，為“環境工程制圖”理論教學36學時，上機實踐12學時；“CAD”教學的課時安排在第三或第四學期，理論32學時，上機12學時。將兩門有機相關的課程分配到不同的學期上課，必然不能讓學生意識到兩門課程的必要相關性，因而難以達到良好的教學效果。

三、湖南農業大學環境工程專業“工程制圖與CAD”課程特點與現狀

以湖南農業大學環境工程專業課程改革前“工程制圖與CAD”的課程設置為例，雖然其包含了理論教學和實踐教學兩個部分，但是仍存在一些弊端。

1.課程設置時間與課時設置比例不合理。從湖南農業大學的教學大綱安排上來看，工程制圖原理教學的課時安排在第一或第二學期，為“環境工程制圖”理論教學36學時，上機實驗12學時；“CAD”教學的課時安排在第三或第四學期，理論32學時，上機12學時。這種安排看似合理，在實際的學習過程中，多數學生掌握起來有一定的難度跟壓力。首先，學生對工程理論知識的基礎層次不齊，僅僅前兩個學期的環境工程專業的學習并不能讓所有學生都可以有相對較扎實的工程背景，較早的課程設置、同一而論的課時安排讓環境工程背景較弱的學生難以穩扎穩打的學好這門課；另外，大量的理論課時看似課程內容豐富，實際上學生所接受的理論知識難以及時得到的實際操作訓練，并且上機實踐課時安排量較小，這勢必導致教師大量的理論授課難以取得相應的教學效果。

2.實踐教學環節教學模式亟待改進。在教學內容上，課程內容稍顯枯燥和教條，吸引力沒有很強。比如，教材中很多都是理論知識，很多作圖理論及軟件應用原理，卻鮮有大量的工程實踐案例。并且環境工程作為一門新型的交叉性學科，既包含地理、化學、生物等基礎學科，又囊括計算機、數據統計等相關領域的知識。因此，即使是環境專業出身的教師也很少工程制圖這門學科進行過深入研究，教師的專攻有所不同，所以擔任該門課程教學任務的老師，不談制圖理論研究水平，起碼實踐經驗是有所不足的，因此在授課的過程中自然對于實踐應用上有所欠缺和不足。

四、環境工程制圖與CAD教學改革的具體實施建議

1.教材的選用。筆者單位湖南農業大學環境工程專業“工程制圖與CAD”課程教材選用仍沿用第一批高等教育系列教材。隨著環境領域及互聯網行業的不斷發展，一些工程制圖的專業應用也在不停的發展革新，尤其是CAD應用軟件在不斷地優化。為了實現高等教育教學目標，確保學生能夠及時跟上社會的步伐并達到社會的應用需求，高校在教材選用方面首先要及時跟進。無論是效仿其他學校選用教材，還是根據本學校學科應用特點自編或自選合理教材，都應當作為教學改革的重要一步。教材內容上不僅要涵蓋工程制圖的基本原理，更要突顯環境工程領域制圖的專業特色，并且保證在上機課程中，其繪圖過程教師均可利用CAD軟件進行講解教授。只有將CAD技術融合于工程制圖課程教材中并結合環境工程的設計特點，運用實例教學法，才能更好地保證學生的實際操作能力提高及實踐經驗的積累。

（二）合理改善課程設置及排課安排

筆者單位將工程制圖原理教學與“CAD”教學分學期排課的方式還是略有不妥，筆者建議將兩個課程合并成一個“現代工程制圖”，理論48學時，上機實驗24學時。這樣一來，兩門課重復的內容便無需贅述，就可節省時間來增加學生的實踐指導，既保證了學生對這兩門課程的理解，又保證了學生實踐應用能力和計算機輔助設計能力的訓練和提高。更重要的是，能較好地培養學生獨立思考并解決實際問題的能力，在啟發學習興趣的同時，更加容易地消化枯燥乏味的理論知識。

（三）尋求多方式實踐教學途徑

理論知識學習的最終目的即是對于此工具的應用，因此筆者認為，教學的目的在于學生在環境工程領域能夠熟練掌握CAD制圖并應用于各類環保項目工程。因此，在教學手段方面，學校完全可積極采取多種方式的教學途徑。比如，鼓勵教師兼修實際工程項目，真正參與工程制圖在工程案例中的應用，這樣一來，教師對學生的教學將更具號召力及趣味性；或者建立較完善的課外實踐體系，將課堂延伸到實際工程項目中對學生加以鍛煉；最后，也可以多多邀請環保企業精英或者環保項目主持者走進學校、貼近學生，通過講座和談話的方式激發學生的學習興趣。筆者認為，學生通過這種近距離接觸的方式解疑答惑，定能學到環境工程領域、工程項目方面關于工程制圖的諸多扎實有用的技能。

參考文獻：

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Reform and Practice of "Engineering Drawing and CAD" Course Based on Environmental Engineering

—Taking Hunan Agricultural University as an Example

ZHANG Jia-chao，LUO Lin，DENG Na，PENG Hui

（College of Resource and Environment，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Abstract：Engineering drawing and CAD is environmental engineering is very important professional skill course of，along with the society to the cause of environmental protection more attention，in the field of environmental engineering requirements for high-quality，skilled talents has become more and more strict. Now，many colleges and universities have opened the environmental engineering "engineering drawing and CAD" this application course. The environmental engineering majors in Hunan Agricultural University as an example，the traditional environmental engineering drawing teaching status of commencement of，the existence of the characteristics of the pros and cons，by the time through the analysis further reform can improve the previous single teaching mode，to good effect in practice.

Key words：engineering drawing；CAD；curriculum reform；practice