高校環(huán)境生態(tài)工程CAD制圖融合式教學(xué)改革

董宇虹

（衡水學(xué)院生命科學(xué)系 河北 衡水 053000）

在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下，中國(guó)的工程教育模式必須與快速發(fā)展的工程技術(shù)相適應(yīng)。傳統(tǒng)的工程教育偏重于學(xué)科知識(shí)的傳授，在實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的教育和訓(xùn)練方面存在許多缺陷[1]。 《工程制圖》和《AutoCAD》課程從20世紀(jì)80年代至今都是工科專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，是環(huán)境工程、園林工程、建筑工程、機(jī)械工程等傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)不可或缺的支柱課程。從培養(yǎng)環(huán)境生態(tài)理念與技術(shù)相結(jié)合的角度，衡水學(xué)院環(huán)境生態(tài)工程專(zhuān)業(yè)是國(guó)家教育部于2011年首批列入本科教學(xué)目錄專(zhuān)業(yè)的十大專(zhuān)業(yè)之一。環(huán)境生態(tài)工程專(zhuān)業(yè)脫產(chǎn)于生態(tài)學(xué)和環(huán)境工程學(xué)，專(zhuān)業(yè)設(shè)置為工科專(zhuān)業(yè)。工程制圖與AutoCAD課程為環(huán)境生態(tài)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)環(huán)境工程學(xué)、生態(tài)工程學(xué)、水污染控制工程、大氣污染控制工程、環(huán)境工程設(shè)計(jì)、生態(tài)工程設(shè)計(jì)等課程打下重要基礎(chǔ)。因此，本課程在環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中具有舉足輕重的地位。

1 環(huán)境生態(tài)專(zhuān)業(yè) “工程制圖與CAD課程改革”的必要性

1.1 工程制圖與AutoCAD課程緊密相關(guān)。在教學(xué)工作中總有很多學(xué)生包括一些教師分不清工程制圖與CAD兩門(mén)課程的區(qū)別。工程制圖課程致力于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力、結(jié)構(gòu)思維力、圖形表達(dá)力以及開(kāi)拓創(chuàng)新的能力，實(shí)踐性強(qiáng)[2]。而CAD繪圖教學(xué)正是工程制圖教學(xué)應(yīng)用的輸出口，是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用的重要途徑[2]。兩門(mén)課程是相輔相成的，互為基礎(chǔ)和補(bǔ)充。所以如繼續(xù)按照傳統(tǒng)課程設(shè)置，徒增學(xué)時(shí)課時(shí)壓力，效果也并不好。

以筆者所在的單位——衡水學(xué)院環(huán)境生態(tài)工程專(zhuān)業(yè)為例，在之前的培養(yǎng)方案中， 《工程制圖》課程設(shè)在第三個(gè)學(xué)期，16個(gè)課時(shí)理論講授和32個(gè)課時(shí)的圖板尺規(guī)繪圖。 《AutoCAD》課程設(shè)在第四個(gè)學(xué)期，16個(gè)課時(shí)理論講授和32個(gè)課時(shí)的上機(jī)操作。總課時(shí)相對(duì)于其他專(zhuān)業(yè)并不少，但在學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)都忘得差不多了。究其原因就是兩門(mén)課程由不同的教師負(fù)責(zé)，課程之間并沒(méi)有銜接。比如在工程制圖課程中講到尺寸標(biāo)注時(shí)，學(xué)生由于還未接觸圖紙，不能留下深刻的記憶。在 《AutoCAD》課程中講到尺寸標(biāo)注時(shí)，由于課時(shí)有限，只能講到標(biāo)注的畫(huà)法，經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期，對(duì)于怎樣規(guī)范標(biāo)注早已印象不深刻了。這就造成了學(xué)時(shí)的重復(fù)還不能很好銜接。

1.2 計(jì)算機(jī)繪圖是大勢(shì)所趨，尺規(guī)繪圖成為歷史。計(jì)算機(jī)輔助制圖是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)，圖板尺規(guī)繪圖逐漸成為歷史，但是這并不意味著高校開(kāi)展工程制圖教學(xué)是多余的，因?yàn)榧幢阌?jì)算機(jī)成為了繪圖的首要工具，但是CAD繪圖仍然沿用著工程制圖的基本原理，學(xué)生對(duì)國(guó)家制圖規(guī)范不清楚，沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的三視圖繪制，二維圖形與三維空間圖形之間的相互轉(zhuǎn)換，建立工程圖樣的空間立體感，是無(wú)法直接掌握CAD繪圖技能的。即便是能夠操作CAD軟件，也只能是單純的繪圖員，并不能在繪圖過(guò)程中用專(zhuān)業(yè)的思維來(lái)繪圖、讀圖以及自己設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)圖紙[3]。

1.3 順應(yīng)衡水學(xué)院立足地方辦應(yīng)用型大學(xué)的理念。衡水學(xué)院在2018年啟動(dòng)新的培養(yǎng)方案。在方案的制定過(guò)程中無(wú)論是學(xué)校還是教研室始終會(huì)遵循學(xué)校立足地方辦應(yīng)用型大學(xué)的理念，在課程的設(shè)置中注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重相關(guān)課程之間相同知識(shí)點(diǎn)的剝離與融合，注重提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用與實(shí)踐。

2 課程特點(diǎn)與現(xiàn)狀

《工程制圖》和 《AutoCAD》課程都是工科專(zhuān)業(yè)中實(shí)踐性非常強(qiáng)的基礎(chǔ)性課程，作為一項(xiàng)基礎(chǔ)技能，工程制圖和CAD繪圖技能要按照其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范繪制圖形，繪制出的圖紙才能夠用于工程實(shí)踐，然而在一些高職工程制圖和CAD課程中，教師的教學(xué)往往缺乏目的性，在教學(xué)過(guò)程中并沒(méi)有針對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)背景對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，出現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生專(zhuān)業(yè)、行業(yè)之間相互脫離的情況，隨意性較大。一些院校的CAD實(shí)訓(xùn)課程往往停留在Auto CAD軟件的掌握應(yīng)用階段，過(guò)分關(guān)注CAD軟件的基礎(chǔ)操作，和專(zhuān)業(yè)知識(shí)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間的銜接不到位，而CAD軟件的應(yīng)用教學(xué)比較枯燥，學(xué)生興趣不高，給教學(xué)質(zhì)量的提升帶來(lái)了困難。

3 教學(xué)改革的具體實(shí)施建議

3.1 合理改革課程設(shè)置和課時(shí)安排，CAD與工程制圖課程融合式教學(xué)。衡水學(xué)院在新的學(xué)生培養(yǎng)方案中，更加注重實(shí)踐課程的安排，將工程制圖與CAD課程進(jìn)行合并，由同一個(gè)教師進(jìn)行講解。課程合并后更能夠?qū)刹糠衷瓉?lái)分離的知識(shí)進(jìn)行及時(shí)的連接和融合，讓學(xué)生更能夠從專(zhuān)業(yè)的角度閱讀和繪制環(huán)境工程圖紙。并且將這門(mén)課程設(shè)置成以實(shí)驗(yàn)為主、理論講解為輔的實(shí)踐課程；在課時(shí)安排上，總共設(shè)置90個(gè)學(xué)時(shí)。其中20個(gè)學(xué)時(shí)進(jìn)行工程制圖理論講解，同時(shí)針對(duì)理論課程融合4個(gè)學(xué)時(shí)的習(xí)題練習(xí)和58個(gè)學(xué)時(shí)的上機(jī)課程。讓學(xué)生真正的做到在學(xué)中練、在練中學(xué)。

3.2 注重平時(shí)過(guò)程管理，優(yōu)化考核方式。環(huán)境工程CAD工程制圖的考核應(yīng)當(dāng)將實(shí)踐操作貫穿始終，積極和互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)相結(jié)合，利用機(jī)房的共享網(wǎng)絡(luò)、QQ群或是學(xué)習(xí)通等互聯(lián)網(wǎng)工具，將教師錄制的微課、做好的PPT課件及時(shí)分享給學(xué)生。學(xué)生不僅在課堂上能夠聽(tīng)到教師的講解，在實(shí)際操作中遇到困難還可以翻出已錄好的微課和PPT課件，及時(shí)解決問(wèn)題。同時(shí)借助這些工具，將學(xué)生平時(shí)的作業(yè)和上機(jī)操作的結(jié)果及時(shí)進(jìn)行共享。不僅教師可以對(duì)學(xué)生的繪制作品進(jìn)行打分點(diǎn)評(píng)，學(xué)生之間也可以互評(píng)，互相借鑒學(xué)習(xí)。學(xué)生的每一次作業(yè)，包括上機(jī)作業(yè)和習(xí)題作業(yè)成績(jī)都計(jì)入到最后的總評(píng)成績(jī)中。在課程的最后，分別安排筆試考試和上機(jī)考試。筆試考試主要側(cè)重的是學(xué)生對(duì)于投影知識(shí)的理解以及專(zhuān)業(yè)圖紙的讀圖能力。上機(jī)考試主要是側(cè)重學(xué)生對(duì)于CAD軟件的操作熟練程度以及繪制專(zhuān)業(yè)圖紙的能力。

3.3 通過(guò)多種途徑，吸收各方精華，尋找適合專(zhuān)業(yè)的案例圖紙。如前所述，許多工科專(zhuān)業(yè)都會(huì)開(kāi)設(shè)這兩門(mén)課程，導(dǎo)致相關(guān)的教材書(shū)和資料非常泛濫，也導(dǎo)致了市場(chǎng)的良莠不齊。并且各編者專(zhuān)業(yè)背景不同，所出教材和資料大多是依托機(jī)械專(zhuān)業(yè)、建筑專(zhuān)業(yè)或是給排水專(zhuān)業(yè)，最相近的也是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)。還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的環(huán)境生態(tài)工程專(zhuān)業(yè)的教師編著的相關(guān)教材，所以在教材選擇方面，不能只按一本教材，要多參考相關(guān)專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。并且充分利用互聯(lián)網(wǎng)，在網(wǎng)上搜集相關(guān)案例圖紙。使學(xué)生在學(xué)習(xí)制圖知識(shí)以及繪圖讀圖的過(guò)程中始終都要與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合。

在選圖過(guò)程中既要注重圖紙的專(zhuān)業(yè)性，又要注重和當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的連貫性。爭(zhēng)取在畫(huà)每一幅圖的時(shí)候，都能夠用到新學(xué)知識(shí)、復(fù)習(xí)到前面已學(xué)知識(shí)，又能夠很好的學(xué)到專(zhuān)業(yè)圖紙知識(shí)。這對(duì)教師的選圖水平提出了很高的要求。但是只有這種高標(biāo)準(zhǔn)高要求，才能使學(xué)生真正的掌握這門(mén)課程，為后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 注重學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，分層教學(xué)。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)階段，要考慮全體學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握實(shí)際水平，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和知識(shí)接受能力，有層次的設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)，組織不同的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，教學(xué)方法也要適當(dāng)調(diào)整，對(duì)不同層次的學(xué)生采取不同的教學(xué)策略，使不同層次的學(xué)生都能夠很好的理解和接收知識(shí)。筆者在之前的課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，不管是簡(jiǎn)單的圖紙還是復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)圖紙，學(xué)生在繪圖速度上都存在著很大的差異。有的學(xué)生很快就會(huì)完成教師布置的繪圖任務(wù)。但是由于要照顧到繪圖較慢的學(xué)生的情況，就會(huì)導(dǎo)致較快完成任務(wù)的學(xué)生的時(shí)間上的浪費(fèi)。鑒于此，在新的課程改革中，教師在每次布置繪制任務(wù)中都會(huì)選取不同難度的例圖，指定學(xué)生基本的完成指標(biāo)，在完成基本指標(biāo)后可以繪制進(jìn)階難度的例圖。這樣不僅提高了課堂的教學(xué)效率，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3.5 結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，弱化幾何畫(huà)法部分，適當(dāng)增加生態(tài)工程制圖。前面已提到，尺規(guī)繪圖已不再是本課程的主流，所以對(duì)于比較抽象的幾何畫(huà)法部分可以視專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭h減和弱化。環(huán)境工程制圖的知識(shí)和相關(guān)教材，在市面上已經(jīng)很成熟。但是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)中有很大的一部分為生態(tài)方向。關(guān)于生態(tài)制圖的教材和案例在市面上幾乎還沒(méi)有。要想做到真正的結(jié)合專(zhuān)業(yè)，結(jié)合實(shí)際的課程改革，就要勇于突破這些藩籬，結(jié)合生態(tài)學(xué)方面的知識(shí)和生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)中需要運(yùn)用的工程制圖及CAD的知識(shí)，在本課程中加入生態(tài)工程制圖的案例及知識(shí)。比如在生態(tài)規(guī)劃中用到最多的掃描圖紙的矢量化，就是很好的和本課程結(jié)合的例子。

教學(xué)改革的過(guò)程和成效都不是一蹴而就的，在教學(xué)改革中要不斷根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整。相應(yīng)地教師也要不斷開(kāi)拓思路，尋找與學(xué)生學(xué)情相適應(yīng)的新方法。不管過(guò)程多么艱難，我們都要始終順應(yīng)教學(xué)改革的浪潮，為社會(huì)培養(yǎng)更多的有實(shí)際應(yīng)用能力的人才。