高職院校水利工程CAD的實(shí)踐性教學(xué)研究

（云南水利水電職業(yè)學(xué)院 云南·昆明 650499）

0 緒論

（1）研究背景。《水利工程CAD》是一門交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程、水利和建設(shè)管理等多個(gè)學(xué)科。教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、CAD技術(shù)等計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)與水利工程制圖、水利工程設(shè)計(jì)、施工組織管理等專業(yè)知識(shí)的交叉和有機(jī)結(jié)合。它的知識(shí)體系、理論和方法不僅具有很強(qiáng)的實(shí)用性，而且具有科學(xué)性。它涉及面廣、內(nèi)容多，體現(xiàn)在知識(shí)交集多、概念方法多、技術(shù)難點(diǎn)多。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，木工課程的內(nèi)容不僅需要及時(shí)跟蹤計(jì)算機(jī)的新技術(shù)和發(fā)展，但也需要跟蹤計(jì)算機(jī)技術(shù)的新發(fā)展，也有新的變化，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)為水利工程學(xué)科。因此，如何解決水利工程CAD課程教學(xué)中暴露出來的各種問題，如何提高學(xué)生分析和制圖的能力，為學(xué)生今后的工作實(shí)踐打下基礎(chǔ)。這對教師的能力提出了更高的要求，促進(jìn)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革。

（2）研究意義。目前，我國正在進(jìn)行高校工科教育改革。面對工程行業(yè)CAD的發(fā)展趨勢，為了提高本科生的設(shè)計(jì)技能和創(chuàng)新能力，許多工科院校根據(jù)自身發(fā)展需要，開設(shè)了不同類型的CAD課程作為工科專業(yè)的基礎(chǔ)課，CAD具有明顯的跨學(xué)科特點(diǎn)。如何根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)開展CAD教學(xué)，需要高校不斷研究和探索。CAD本身具有多種技術(shù)模塊，可以有效提高水利工程設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)運(yùn)算的速度和效率。因此，研究和改革水利工程專業(yè)CAD課程的教學(xué)具有重要意義。

1 水利工程CAD的實(shí)踐性教學(xué)存在的問題

1.1 CAD課程與專業(yè)聯(lián)系不夠緊密，內(nèi)容普遍滯后，擴(kuò)展性不強(qiáng)

隨著信息科技的飛躍式發(fā)展，CAD軟件的更新速度也不斷加快，CAD的版本日新月異與CAD的不斷更新形成鮮明對比的是CAD課程教學(xué)的內(nèi)容，課程的主要內(nèi)容和課程的設(shè)置與社會(huì)需求嚴(yán)重脫節(jié)，相對滯后教師往往忽略了CAD的更新，使得學(xué)生無法很好的將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際情況，就產(chǎn)生了對教師所授內(nèi)容產(chǎn)生了很大的質(zhì)疑，同時(shí)也失去了學(xué)習(xí)CAD課程的興趣，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性自然就會(huì)大大降低。另外，水利工程專業(yè)的學(xué)生日后從事的都是一線的CAD制圖設(shè)計(jì)工作，對于最新CAD軟件的應(yīng)用部分能力有缺失，造成不能很好的勝任實(shí)際工作，使得剛畢業(yè)的學(xué)生可能對于日后的工作感到迷茫。

1.2 CAD課程教學(xué)方法過于單一

在CAD教學(xué)過程中，大多數(shù)教師注重教材理論，忽視水利工程專業(yè)特點(diǎn)，不能用實(shí)例講解，教學(xué)方法不夠靈活。這種教學(xué)方法很難滿足學(xué)生的專業(yè)要求和實(shí)踐要求，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

現(xiàn)在，隨著國家對高校投入的加大，高校的硬件設(shè)施也有了很大的改善。改變以往高校教學(xué)形式，放棄板書教學(xué)，采用多媒體教學(xué)，雖然硬件設(shè)施有所改善，教學(xué)方法更加方便快捷，但仍存在諸多問題。多媒體教學(xué)較為直觀，容易被學(xué)生接受，但在全國范圍內(nèi)，多媒體教學(xué)的總體特點(diǎn)是循序漸進(jìn)，教學(xué)設(shè)置過于機(jī)械化，教學(xué)完全按照教學(xué)大綱或教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行，缺乏靈活性。然而，在課堂理解中，可能比原來容易，但時(shí)間稍長，學(xué)生往往能夠靈活運(yùn)用，而知識(shí)要點(diǎn)則取決于死記硬背的形式。長期以來，教師的詳細(xì)講解會(huì)反復(fù)進(jìn)行，使學(xué)生應(yīng)該復(fù)習(xí)的知識(shí)成為預(yù)習(xí)知識(shí)，極大地?fù)p害了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.3 忽略了對學(xué)生操作習(xí)慣的培養(yǎng)

水利工程專業(yè)的學(xué)生思想往往比較靈活。教師在講解CAD課程時(shí)，大多注重理論講解，忽視實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在CAD教學(xué)實(shí)踐中，教師往往把重點(diǎn)放在CAD中各種命令的使用上。對于學(xué)生動(dòng)手能力和操作習(xí)慣的培養(yǎng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量只是過去時(shí)，還取決于學(xué)生課后的興趣。大多數(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)踐僅限于復(fù)習(xí)和鞏固課堂上教授的CAD命令。在學(xué)習(xí)了之前工藝圖紙的相關(guān)知識(shí)后，縱然已經(jīng)掌握了部分看圖能力，但在對專業(yè)圖紙的理解上還存在著許多問題，導(dǎo)致了水利工程專業(yè)大比例尺圖紙的混亂，出現(xiàn)了這么多奇怪的圖紙。

在水利工程CAD教學(xué)中，教師大多注重CAD中各種命令的使用，而計(jì)算機(jī)實(shí)踐大多局限于對常用CAD命令的復(fù)習(xí)。對學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，尤其是良好操作習(xí)慣的培養(yǎng)，只是一個(gè)過渡性的過程，很難把握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1.4 專業(yè)圖紙識(shí)讀能力不足

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，合理安排教學(xué)與實(shí)踐課程是十分必要的。然而，在實(shí)際的CAD教學(xué)中，教師大多采用命令講解的教學(xué)方法，學(xué)生在計(jì)算機(jī)上練習(xí)的時(shí)間較少，實(shí)踐主要是復(fù)習(xí)和鞏固教學(xué)秩序。這導(dǎo)致學(xué)生對CAD軟件的操作不熟練，很難綜合運(yùn)用每一個(gè)命令。很多學(xué)生對制圖的基本原理掌握不好，尤其是對水利工程圖紙的繪制理解不夠，甚至沒有辦法下手，繪圖不夠規(guī)范，問題頻發(fā)。

目前，雖然學(xué)生在學(xué)習(xí)了水利工程制圖的相關(guān)知識(shí)后，已經(jīng)掌握了部分看圖能力，但在專業(yè)圖紙的理解上還存在著不少問題，這就導(dǎo)致了水利工程圖紙的繪制出現(xiàn)了各種各樣的問題。

2 水利工程專業(yè)CAD課程教學(xué)改革措施

鑒于水利工程專業(yè)CAD課程的教學(xué)中所存在問題，CAD教學(xué)改革的重點(diǎn)應(yīng)放在教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)建立具有水利工程專業(yè)特色的CAD教學(xué)新體系。

2.1 教學(xué)內(nèi)容突出重點(diǎn)，緊扣專業(yè)應(yīng)用

合理選擇教學(xué)內(nèi)容。工程制圖課程的內(nèi)容主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：國家制圖標(biāo)準(zhǔn)、二維投影規(guī)律及表達(dá)方式、軸測圖和專業(yè)制圖。改革方向是根據(jù)內(nèi)容特點(diǎn)調(diào)整比例，刪去裝配尺寸標(biāo)準(zhǔn)等教學(xué)內(nèi)容，注意基本原理與具體應(yīng)用相結(jié)合，寫意畫相結(jié)合，直尺制圖與專業(yè)制圖計(jì)算機(jī)繪圖方法與課程內(nèi)容密切相關(guān)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生不僅要有閱讀三視圖的能力，而且要熟悉水利工程的圖形。

適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的順序，突出重點(diǎn)。首先，要注意制圖標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，說明水利工程專業(yè)圖紙的適當(dāng)介紹，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對學(xué)習(xí)目標(biāo)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)；其次，學(xué)習(xí)三個(gè)基本體觀，然后說明點(diǎn)線平面投影圖。在組合體中，液壓相關(guān)體的三視圖是主體部分，輔助圖視圖練習(xí)課是培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力的重要環(huán)節(jié)。在工程形式的表達(dá)上，要注重學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)，表達(dá)方案的確定不限于一個(gè)，而應(yīng)倡導(dǎo)自己的思想。只要方案合理、目的明確、觀點(diǎn)明確，是可行的。說明的例子主要是液壓圖紙，突出了專業(yè)特點(diǎn)。在說明高程投影的應(yīng)用時(shí)，還以水利專業(yè)制圖為例，總結(jié)了水力圖的常見表達(dá)形式和閱讀水力圖時(shí)的常見問題。

在實(shí)際應(yīng)用中，通常采用近似或簡化的作圖方法，即用一般的曲線（弧）或直線來代替。因此，本部分應(yīng)著重分析相交線和相交線的生成條件、相交線的幾何結(jié)構(gòu)及其特征，并要求交線和相交線的具體繪制方法作為常識(shí)。第二，注重身體分析能力、身體表達(dá)能力和讀圖能力的培養(yǎng)。

2.2 優(yōu)化制度管理，培養(yǎng)學(xué)生整合能力

課程制度優(yōu)化其日標(biāo)在于提高學(xué)生的積極性，更有效的掌握課堂知識(shí)CAD課程其教學(xué)效果的體現(xiàn)應(yīng)是學(xué)生的應(yīng)用能力的提高，而不能僅憑期末考試的卷而成績也評判學(xué)生的掌握程度，教學(xué)考核應(yīng)多以過程考核制度為主，采取多元化的考核方式，進(jìn)而提高學(xué)生的個(gè)人能力培養(yǎng)。

首先，CAD課程教師可在每節(jié)新課講解之前，對于前而的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行小的測驗(yàn)，如布置一些CAD形體的繪制，并按照小測驗(yàn)的成果作為學(xué)生的平時(shí)考核成績，這種考核方法不僅能考查學(xué)生的知識(shí)掌握能力，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中遇到的難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，并針對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行重點(diǎn)講解進(jìn)行知識(shí)的鞏固，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了課堂的考勤工作，促進(jìn)了學(xué)生課后學(xué)習(xí)的積極性。其次，對于CAD繪圖時(shí)，對于繪圖成果進(jìn)行展示，鼓勵(lì)學(xué)生課后相互討論相互學(xué)習(xí)，成立小組，并以小組成果作為學(xué)生的平時(shí)成績，促進(jìn)學(xué)生的集體意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)，杜絕了一些繪圖不認(rèn)真的現(xiàn)象，小組成員之間相互督促，共同進(jìn)步最后，分階段設(shè)立學(xué)生CAD優(yōu)秀作品展示，在課堂上分析優(yōu)秀作品的成功之處，促進(jìn)學(xué)生之間的相互借鑒對于學(xué)生有些作品中存在的問題在課堂上也詳細(xì)講解，避免以后多次發(fā)生。

2.3 實(shí)行制度管理，促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力、分析能力和整合能力的培養(yǎng)

課程教學(xué)系統(tǒng)管理可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到更好的教學(xué)效果。本課程的教學(xué)效果是培養(yǎng)學(xué)生的能力。因此，期末考試成績不能合理反映學(xué)生的各種能力。因此，在教學(xué)中應(yīng)注重過程性評價(jià)，采用多樣化的評價(jià)方法來獲取學(xué)生的成績。

系統(tǒng)管理的具體操作可實(shí)現(xiàn)如下：（1）在教授新知識(shí)之前，老師首先對眼前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次小測試，并將測試結(jié)果作為平時(shí)表現(xiàn)的一部分。這種方法不僅能檢驗(yàn)學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的掌握程度，而且能實(shí)現(xiàn)課堂的出勤率，有效地促進(jìn)學(xué)生的課后學(xué)習(xí)。（2）課后講解作業(yè)時(shí)，要求學(xué)生在黑板上畫畫。這個(gè)數(shù)字的錯(cuò)誤或正確的畫也包括在通常的分?jǐn)?shù)中。這樣可以促進(jìn)學(xué)生在課后互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。（3）計(jì)算機(jī)繪圖時(shí)，每次按時(shí)提交繪圖結(jié)果，作為考試成績的一部分。這樣可以消除學(xué)生在繪圖時(shí)的粗心，提高學(xué)生在計(jì)算機(jī)上繪圖的嚴(yán)肅性。

2.4 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力

注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和發(fā)散思維。對于同一個(gè)方案，不同學(xué)生的設(shè)計(jì)方案可能不同。教師不應(yīng)片面、簡單地憑經(jīng)驗(yàn)判斷，而應(yīng)幫助學(xué)生分析。只要方案設(shè)計(jì)合理，設(shè)計(jì)目的明確，圖紙規(guī)范清晰，就應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生。此外，教師應(yīng)摒棄落后的CAD知識(shí)，不斷更新和推廣CAD軟件。在結(jié)合水利專業(yè)特點(diǎn)講解CAD繪圖方法和技巧的過程中，教師應(yīng)整合先進(jìn)的CAD軟件，鼓勵(lì)學(xué)生積極學(xué)習(xí)CAD的應(yīng)用，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的積極性。課外作業(yè)要根據(jù)水利工程的特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)和完成任務(wù)。

3 總結(jié)

通過對水利工程專業(yè)工程圖學(xué)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐，采用新的課程體系，以較少的學(xué)時(shí)保證工程制圖教學(xué)內(nèi)容的緊湊性和銜接性。此外，在課程結(jié)束后和課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，還應(yīng)安排一門公共選修課，學(xué)習(xí)和繪制相關(guān)專業(yè)圖紙，繪圖教師應(yīng)參與畢業(yè)設(shè)計(jì)，從兩個(gè)方面規(guī)范學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙圖形表達(dá)與制圖標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建合理、一致的知識(shí)體系，構(gòu)建大學(xué)四年制繪畫能力培養(yǎng)體系。