新工科背景下電氣CAD課程教學探索

李沖 仇飛

摘 ?要 為了適應新工科建設的要求及推動電氣類專業的可持續發展，對電氣CAD課程進行教學改革。課程改革主要以學生的綜合能力培養為核心，注重混合式教學方法的使用，著重培養學生的工程創新能力和適應變化能力，而不是重知識、輕能力，培養高素質的復合型新工科人才。

關鍵詞 新工科;電氣CAD;AutoCAD;電氣工程圖;混合式教學

中圖分類號：G642.3 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）18-0094-03

Teaching Exploration of Electrical CAD under Background of New Engineering//LI Chong， QIU Fei

Abstract In order to adapt to the requirements of the new enginee-ring construction and promote the sustainable development of elec-trical engineering， the electrical CAD course has been reformed for

teaching in this study. This reform mainly takes the students com-prehensive ability training as the core and pays attention to the use of

mixed teaching methods. Furthermore， the reform focuses on the abi-

lity to train students engineering innovation and adapt to changes instead of focusing on knowledge and belittling ability to cultivate compound talents with high quality for New Engineering.

Key words new engineering; electrical CAD; AutoCAD; electrical engineering drawing; mixed teaching

1 引言

新工科是在新一輪科技革命、產業革命、互聯網革命、新經濟發展背景下產生的。相對于傳統的工科人才，未來新興產業和新經濟需要的是工程實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才，他們不僅在某一學科專業上學業精深，而且應具有學科交叉融合的特征[1]。

在新工科建設背景下，地方高校應開展應用型本科專業建設，承擔起應有的職責和使命。電氣工程及其自動化專業作為南京曉莊學院新建應用型本科專業，屬于新工科專業的范疇。該專業具有學科交叉性，涉及強電、弱電、自動控制等內容。同時，能源、電子、計算機技術迅速滲透到傳統電氣工程領域，對該專業的發展提出新的要求，急需該專業轉型升級，對培養方案、培養模式進行改革創新[2]。

電氣CAD是高校電氣類專業的一門重要的實踐課。該課程以AutoCAD軟件為設計平臺，授課主要圍繞AutoCAD軟件使用及利用該軟件進行電氣工程圖的設計兩部分內容展開[3]。但由于電氣CAD課程課時少、內容多，多是介紹AutoCAD軟件的使用，教學方法、教學手段和考核評價方法傳統單一，很難調動學生的學習興趣，難以培養學生的創新能力[4]。

為適應新工科建設的要求，推動電氣類專業的可持續發展，更好地適應新技術發展帶來的挑戰，在廣泛調研電氣類專業相關行業和企業、國內外高校與南京及周邊地區人才需求情況的基礎上，結合南京曉莊學院師資隊伍、軟硬件、教學和科研等自身條件，轉變教育觀念，對電氣CAD課程進行教學改革。同時，結合專業認證的思維，注重人才過程的培養，建立完善的教學評價機制、反饋機制[5]。

2 教學觀念的轉變

在新工科建設背景下，注意教學內容的不斷更新，多注意最新的課程教學進展，做到知識的與時俱進，以適應“新技術、新產業、新模式”形勢下對人才培養的需求。

1）要擺脫傳統教學觀念的束縛，消除教學與實際脫鉤的現象，多注意書本知識與實際的工程應用的聯系，并引導學生平時多觀察與思考，有意識地引入一些實際工程案例來進行講解，以此來提高教學質量和培養學生的工程意識。

2）要明確電氣CAD課程以學生實踐為主，強化學生的工程觀念，讓學生多繪圖、多識圖，并讓學生在練習過程中理解相關的理論知識及解決工程問題的方法。

3）要轉變傳統以教師為主的教學觀念，明確以學生為中心的教學觀念，以培養學生的能力為目標，充分發揮學生的教學主體地位，充分調動學生的學習積極性，激發學生的潛能，建立師生互動式教學模式。

4）要注意因材施教，進行動態施教，掌握所授課學生的特點，以此來組織相應的教學內容和教學方法，并實時調整教學內容和教學方法。

5）要擺脫傳統教學過程中教師單一的授課模式，做到教師與學生的有效互動，在教學過程中鼓勵學生提出自己的見解，培養他們良好的思維習慣，提升解決復雜工程問題的能力[6]。

3 教學內容改革及實踐

電氣CAD課程將AutoCAD軟件技術、電氣工程圖標準、電氣專業知識緊密結合，教學內容零散，與工程實踐聯系緊密，教學難度較大。為此，將零散的教學內容進行歸納總結，從而使教學結構條例清楚，有系統性和邏輯性。授課內容主要分為兩部分，分別是AutoCAD軟件基礎部分和電氣工程圖設計部分，這兩部分的授課時間分配比例為約3：7，必要時也可以根據學生的學習效果，靈活調整它們之間的比例。

AutoCAD軟件基礎部分以軟件繪圖前的準備，圖形繪制、選擇及編輯，面域的創建與圖案填充，文字與表格的創建，圖塊的制作與插入，圖形對象的尺寸標注為主線，進行講解與練習。在AutoCAD軟件講解過程中，多注意快捷命令的使用，使學生盡可能掌握足夠多的快捷命令的使用，以此提高繪圖的速度。

電氣工程圖設計部分以電氣設計基礎與制圖規范、常用電氣元件的繪制、電氣照明控制線路圖繪制、家用電器線路圖繪制、交流發電機電氣線路圖繪制和電力工程圖繪制等內容為主線，進行講解與練習。在授課過程中多注意把握案例教學中的要點及經驗分享等內容，培養學生的良好思維習慣及快速繪制電氣圖的能力。同時，為了應對不斷更新的電氣工程技術，在電氣工程圖設計的各部分內容中增加最新的電氣工程圖制圖標準，讓學生了解最新的電氣制圖規范，加強規范化的繪圖、識圖訓練，強化學生的工程觀念[3]。

4 教學方法改革及實踐

在教學過程中重在以學生為中心，重視學生的學習成果產出，使用多樣化的混合式教學方法，培養學生繪制、識別復雜電氣工程圖的能力，從而提高學生的工程設計能力及職業競爭力，以適應新工科建設的需求[6]。

傳統式—現代式教學手段混合式教學 ?在電氣CAD授課過程中，綜合使用傳統式板書及多種現代化教學手段。在電氣CAD課程中，AutoCAD軟件作為繪圖工具應用于電氣技術中，用來學習繪圖軟件的學時數約占總學時的1/3，但是由于該軟件的學習內容相對較多，在課堂上很難完成軟件的全部學習。因此，為了盡快讓學生熟練掌握繪圖軟件的使用，激發學生學習軟件的興趣，鼓勵學生多利用課外時間來進行軟件的學習?？沙浞掷没ヂ摼W、多媒體和視頻等多種現代化的教學手段，讓學生多看教師畫圖和教學視頻，隨即進行練習，可從中快速掌握軟件使用及繪圖技巧，收到事半功倍的效果[7]。

項目式—參與式混合式教學 ?將常用電氣元件繪制、電氣照明控制線路圖繪制、家用電器線路圖繪制、交流發電機電氣線路圖繪制、電力工程圖繪制這幾部分都以具體工程項目的形式進行講解及練習，讓學生親身參與具體的實際項目，從而激發學生的學習興趣，提高學生的綜合能力[7]。在授課過程中將一些復雜的工程圖紙作為授課示例，把復雜的圖紙分解成若干部分，然后引導多名學生共同參與完成整個圖紙的繪制。

提問式—啟發式混合式教學 ?對學生自己畫圖過程或對某些知識理解有困難的問題，先采用課上提問的方式，然后根據學生的提問，采用啟發式教學方式，和學生進行探索式交流，最終使學生解決疑難問題。同時鼓勵學生回答這些疑難問題，對表現好的學生的平時成績予以加分，充分調動學生的學習積極性[7]。

互助式—研討式混合式教學 ?根據學生繪圖水平的高低，將班級學生分成不同的學習小組。繪圖水平高且學習能力強的學生與繪圖水平低且學習能力差的學生分配在一組，組成互助小組，充分利用以好帶差的方式，讓學生教學生，以此提高教學質量，促使全班學生共同進步。同時，對分配的小組采用研討式方法，讓大家針對自己繪圖、識圖、分析問題中遇到的問題相互討論，相互交流經驗，總結好的學習方法，少走彎路，可收到事半功倍、快速共同進步的效果[7]。

課堂—課外相結合的混合式教學 ?為了更好地加深對課堂中所學知識的理解與掌握，組織學生去電氣相關的公司參觀，讓學生有更直觀的認識，聆聽公司工程師的講解，認識到所學的電氣CAD課程要達到什么樣的程度才能適應以后的工作，認識到自己還有哪些方面存在不足，有助于他們在以后的學習中少走彎路。

微信—QQ群等多種方式相結合的課外教學 ?為了更好地調動學生的學習自主性及積極性，更好地與學生進行學習交流和課后的答疑解惑，建立班級微信群和QQ群，在群里及時發布相關的授課PPT、電氣工程圖例、工程實戰演練題及相關的教學視頻等內容，給學生盡可能地提供學習該課程的途徑。鼓勵學生把自己平時的練習作業傳到群里，讓大家一起來評閱圖紙，找出作業當中的錯誤并加以改正。同時，定時督促學生觀看相關的教學視頻，鼓勵學生在群里相互進行討論，在群里及時幫助學生解決他們的疑問。

5 建立完善的教學評價機制

在新工科建設背景下，針對電氣CAD課程的特點，采取多樣化的考核方法，重視教學過程中的考核，重在考查學生快速學習新事物的能力，重視考查學生綜合識圖和繪圖能力，重視考查學生分析、思考、解決工程實際問題的能力。其中，過程考核主要分為課堂表現、課堂練習、課堂測試、課后作業等方面的考核。對學生快速學習新事物的能力的考查主要體現在讓學生在規定的時間內對實際的工程問題進行分析、繪圖及設計的能力的考核。

通過對所授課班級學生發放調查表及找學生談心的方式，讓學生及時反饋授課效果，及時對教學進行改進，及時調整教學方式，持續改進教學。針對班級中部分考核較差的學生，分析他們學習效果差的原因，及時制訂相應的配套方案來提升他們的能力。

6 結語

綜上所述，為適應新工科建設的要求，推動電氣類專業的可持續發展，以電氣CAD課程的教學內容和方法改革為契機，轉變教學觀念，以學生的綜合能力培養為核心，注重推進混合式教學方法的使用，著重培養學生的工程創新能力和適應變化能力，而不是重知識、輕能力，培養具有高素質的復合型新工科人才。

參考文獻

[1]陶銘，曲超，洪小宇.“新工科”背景下物聯網工程專業人才培養方案探索[J].現代計算機：專業版，2017（21）：

39-43.

[2]黃肇，羅慶躍，袁旭龍，等.電氣工程及其自動化專業人才培養模式的研究與實踐[J].中國電力教育，2010（31）：

46-48.

[3]王輝，李詩洋.AutoCAD2018電氣設計從入門到精通[M].北京：電子工業出版社，2017.

[4]楊一曼.CDIO理論在《電氣CAD》課程教學設計中的應用[J].知識經濟，2018（12）：141-142.

[5]王姣.基于OBE的新工科背景下應用型院校機械設計教學模式與評價的探索與實踐[J].機械設計，2018，35（S2）：

444-447.

[6]蘇曉光，于莉莉.“新工科”背景下物聯網工程專業人才培養探討[J].人才資源開發，2018（10）：60-61.

[7]劉西健，段晨東.電氣工程及其自動化專業教學方法和手段改革的途徑[M]//第六屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集（上冊）.2009：351-354.