安全工程專業“AutoCAD”課程教學探索

韋遠飛

摘要：“AutoCAD”課程是安全工程專業開設的一門專業基礎課，目的是培養學生運用AutoCAD軟件進行工程設計和專業繪圖能力。該文依據安全工程的專業特點，分析了“AutoCAD”課程教學現狀及存在問題，對課程教學改革進行了探討，通過AutoCAD軟件繪圖和工程圖形學的融合教學，不僅使得學生掌握了計算機輔助設計能力，而且提高和拓展了學生讀圖、識圖及工程設計能力，為安全工程專業學生今后的學習和就業奠定了一個堅實的基礎。

關鍵詞：AutoCAD???安全工程???工程圖形學???融合教學

中圖分類號：G642????文獻標識碼：A

Exploration?of?the?Teaching?of?“AutoCAD”?in?the?Safety?Engineering?Major

WEI?Yuanfei

（Xiangsihu?College?of?Guangxi?Minzu?University，?Nanning，?Guangxi?Zhuang?Autonomous?Region，?530225?China）

Abstract：?“AutoCAD”?is?a?professional?foundation?course?offered?by?the?safety?engendering?major，?and?its?purpose?is?to?cultivate?students’?engineering?design?and?professional?drawing?capability?by?AutoCAD?software.?According?to?the?professional?characteristics?of?safety?engineering，?this?paper?analyzes?the?current?situation?and?existing?problems?of?“AutoCAD”?course?teaching，?and?discusses?the?teaching?reform?of?the?course.?By?the?integrated?teaching?of?the?drawing?by?AutoCAD?software?and?engineering?graphics，?students?not?only?master?the?ability?of?computer-aided?design，?but?also?improve?and?expland?their?ability?of?drawing-reading，?drawing-identifying?and?engineering?design，?which?lays?a?solid?foundation?for?the?future?study?and?employment?of?safety?engineering?students.

Key?Words：?AutoCAD;?Safety?engineering;?Engineering?graphics;?Integrated?teaching

AutoCAD作為一款國際通用的繪圖軟件，廣泛地應用在工業產品設計的各個領域，成為計算機輔助設計的重要手段。目前幾乎每個高校都開設了“AutoCAD”課程，旨在培養學生的專業繪圖技能，為后續課程設計及畢業設計做準備。但是傳統的“AutoCAD”課程基本上是強調對AutoCAD繪圖軟件的掌握，即使講授部分的工程圖形學知識，但是很多僅僅局限于類似于“國家制圖標準”等簡單內容，造成了學生僅僅掌握了軟件的應用，而讀圖和識圖等工程能力得不到培養和鍛煉。因此，傳統的“AutoCAD”獨立教學模式已經不再適應當前發展形勢，“AutoCAD”和“工程圖形學”融合教學是必然的趨勢。

目前也有一些高校將“AutoCAD”與“工程制圖”這兩門課結合在一起教學，但是這些教學一般是針對著機械工程專業，而針對安全工程專業的“AutoCAD”與“工程制圖”融合教學少之又少。而且大部分高校都是將兩門課程獨立開設，甚至有些高校僅僅開設“工程制圖”或者“AutoCAD”課程。而安全工程專業是一門新興的綜合性學科。安全工程專業培養?“能夠在礦山、建筑、機械與電氣、化工等行業及領域從事安全工程設計、研究、評價、管理等工作的工程技術人才”[1]。安工工程專業畢業生服務的行業廣，要求的綜合能力強，把AutoCAD和機械制圖兩門分開獨立教學，容易造成繪圖技能和工程知識的斷裂，導致學生的能力無法滿足社會就業崗位的要求。

該文基于安全工程專業的特點，分析了安全工程專業“AutoCAD”課程教學的現狀，把“工程圖形學”知識融合“AutoCAD”課程教學中，在講授計算機輔助設計的繪圖技能之外，注重培養學生的讀圖識圖和工程設計能力，為安工工程專業“AutoCAD”課程教學改革做出探索。

1?安全工程專業介紹

我國的安全工程專業從1953年東北工學院（現東北大學）招收我國第一屆礦山通風安全專業研究生，到2012年國家新增設安全科學與工程博士后流動站，再到2018年國家應急管理部的成立，安全工程專業迅速發展[2]。截至2019年，全國已有170多所高校設置了安全工程本科專業[3]。

廣西民族大學相思湖學院是廣西區內較早開設安全工程專業的本科獨立學院。安全工程專業試行的是“3?+?1”培養模式，學生在校內學習3年，與廣西區內大型國企單位試行校企合作，集中實訓實習一年。安全工程專業的目標為培養能從事安全監察與管理、安全健康環境檢測與監測、安全技術及工程、安全設計與生產、安全教育與培訓等方面復合型的高級工程技術人才，并具備取得本專業主要工作崗位職業資格證書或上崗資格證書的能力。安全工程專業畢業生主要到政府安全生產監督管理機構、安全科學研究機構、企事業單位安全管理部門，從事安全監督、工藝設計和生產技術安全管理等工作，涉及的行業有冶金、化工、建筑、機械等。安全工程專業畢業生從事的行業范圍廣、涉及的工種多，要求的能力高，人才培養的標準高。因此生產企業安全崗位所需要的安全工程專業人才應該是集工程技術與生產管理于一體的人才，且綜合素質高[4]。

因此“AutoCAD”課程教學改革一方面根據“3+1”人才培養模式要求，調整課程體系及課程內容，提高教學質量；另一方面，從安全工程畢業生就業的行業出發，把握好社會對安全工程專業人才的能力要求，注重對學生工程能力的培養。

2?課程存在的問題及原因分析

2.1學生素質參差不齊，增加教學難度

“AutoCAD”是一門具有很強專業性和實踐性的專業基礎課程，旨在培養學生的工程繪圖能力。廣西民族大學相思湖學院為獨立學校，就生源而言，表現在大多數學生在入學時分數偏低，基礎較差，學習主動性不高。而且廣西民族大學相思湖學院地處民族地區，由于歷史原因，民族地區的教育水平偏低，廣西民族大學相思湖學院所錄取的大部分學生為本地生源，學生的整體素質不高。因此，廣西民族大學相思湖學院的學生與全日制公辦高校相比，學生專業理論知識基礎不夠扎實；與高職高專學生相比，學生的實踐能力較弱。因此學生在學習過程中，對于理論知識學習力不從心，對實踐內容有心無力，從而產生厭學情緒，導致教學效果欠佳。

2.2教學內容缺乏安全工程專業的針對性

盡管AutoCAD軟件應用范圍廣泛，針對不同專業授課的側重點也有不同，但大多數課程內容針對機械工程專業而開發的[5]。針對安全工程專業的優質教材較少，能借鑒的教學經驗不多。并且由于廣西民族大學相思湖學院安全工程專業并未開設“工程制圖”先導課程，造成學生雖然能熟練地使用軟件進行繪圖，但是只是簡單拷貝圖紙，缺乏對圖紙理解，更是缺乏讀圖識圖能力，造成畢業生工程能力與用人單位需要存在著一定的差距。

2.3課程體系設計欠合理

“AutoCAD”課程一般安排在大一、大二，低年級學生尚未接觸足夠的專業主干課程，由于課程之間的銜接出現脫節，造成學生對課程中的圖紙內容理解不夠深入和透徹，往往只是照葫蘆畫瓢，并不能理解所繪圖紙表達的含義，更是缺乏設計能力。

傳統“AutoCAD”課程缺乏課程設計環節，難以促進學生對軟件知識和專業知識的掌握，導致畢業設計鮮有創新性。在傳統“AutoCAD”課程教學過程中，學生能較好地完成課程任務，也能在規定的時間內完成既定圖紙內容。而課程設計除了檢驗學生對軟件技能的掌握，還要加入專業設計內容。由于課程設計的缺乏，學生的專業知識和專業技能積累不夠，往往出現一些設計上的缺陷和低級錯誤，導致畢業設計難以進行。

2.4?“雙師”教師數量不足

在教學中，師資隊伍直接影響了教學的質量。“AutoCAD”教學亦如此，對教師的要求高，要求教師不僅具備軟件的操作技能，還要有豐富的行業工程知識。廣西民族大學相思湖學院作為獨立學院，教師沒有編制，很多老師積累到一定經驗后，選擇跳槽到公辦學校，教師隊伍缺乏穩定性。而且新進的教師多為年輕教師，缺乏行業知識，對學生的實踐中遇到的問題不能有效指導。因此，能夠承擔“AutoCAD”教學的“雙師”教師少之又少。

3?課程教學改革探討

“AutoCAD”課程改革根據社會對應用型人才的需求，課時分配應遵循“理論適度、注重實踐”原則，教學內容應遵循“軟件學習與工程圖形學知識學習并重”，通過課程重新定位、教學內容重新整合、教學方法重新優化、實驗室建設改革、加強教師隊伍的“雙師”建設、改革畢業設計模式等方面措施，積極探索安全工程專業“AutoCAD”課程的合理教學模式。

3.1?“AutoCAD”課程重新定位

“AutoCAD”課程在安全工程課程體系中起到承上啟下的作用，具體見圖1。在安全工程專業課程體系中，前沿課程包括計算機技術基礎、電工技術基礎、化工原理及建筑施工安全等課程，這些課程培養學生的計算機基本使用能力以及電氣、化工及建筑安全等相關的基礎知識；后續課程包括壓力容器安全、安全人機工程學、建筑施工安全、流體力學與流體機械、測量儀表等，這些課程為專業核心課程。“AutoCAD”課程介于兩類課程之間，對于前沿課程而言，“AutoCAD”為專業課程；對于后續課程而言，“AutoCAD”為專業基礎課程。此外，“AutoCAD”是一門應用課程，教學目標除了讓學生掌握了AutoCAD軟件繪圖之外，更重要的是培養學生讀圖識圖及產品設計等工程能力。因此，“AutoCAD”課程體系根據安全專業的特點，加入“工程圖形學”相關的知識，如機械、建筑、化工及電氣類識圖繪圖的能力的培養，為學生更好地學習后續課程打基礎。

3.2?整合“AutoCAD”教學內容

根據“AutoCAD”課程重新定位，對教學內容進行優化，具體見圖2。首先，課程中強調“AutoCAD”繪圖軟件的學習與?“工程圖形學”知識融合，按照知識的關聯性，對教學內容進行重新安排，比如講授?“投影法和三視圖畫法”后，再講授AutoCAD軟件中的“繪圖與編輯命令”。這樣的安排可以使得學生在學習“圖形學”的理論知識之后，運用AutoCAD軟件，將理論與實踐緊密結合，做到學以致用。另外，教學遵循由淺入深循序漸進的原則，由簡單繪圖基本知識和投影法入門，逐?漸深入到工程圖紙的閱讀與理解，如先是“零件圖的識讀及繪制”，其次是“裝配圖的識讀”，接著再講授“化工設備、管道布置和工藝流程布置圖”的內容，然后再深入到“建筑施工圖、平面及立面圖識讀”，最后講授“電氣控制原理圖的識讀”，這些教學模塊按先易后難的次序進行教學，避免學生產生厭學情緒。?而且課程講授過程中，將計算機繪圖實訓和理論知識講授穿插進行，以練促學，提高了學生的學習興趣。課程改革以學生在教學中系統、熟練掌握AutoCAD操作方法為課程的初級目標；學生通過課程的學習，能夠熟悉適用于化工、建筑、冶金等行業的設計施工規范、繪圖標準，具備整體識圖、繪圖能力，熟練掌握工藝圖紙、設備布置圖、管道布置圖、設備圖紙、消防平面布置圖等圖紙的讀圖與繪制為最終目標[6]。

3.3?優化教學手段和方式

采用多種教法結合，提高學生的學習興趣。例如：在講授建筑識圖時，運用情景法，將學生帶到學校的建筑施工項目，對照教材中的構型，找出校內的施工中各種建筑構型，建立教材知識與實際工程之間的聯系，加深對教材知識的理解與鞏固。還將學校正在施工的工程項目引入課堂教學，并且注意工程項目的延續性與整體性，將理論教學與實踐教學自成一體，如圖3所示。理論課以學校某教學樓為案例，分別講授建筑施工圖、平面圖及立面圖的相關內容；在實踐課讓學生以某學生宿舍樓為對象，運用AutoCAD繪制建筑工程圖紙；在隨后講授的電氣工程圖模塊中，又以上一次課的某教學樓為案例，講解電氣控制原理及照明平面圖，而在實踐課時，學生以上一個項目的平面布置圖為基礎，繪制照明平面圖。通過以某教學樓為案例，并且將整個案例分解為工程圖和電氣原理圖教學內容，從而使得前后教學相互關聯，因此教學具有延續性及整體性，有利于學生的系統學習。而且將理論教學和實踐教學融會貫通，以身邊熟悉的工程項目，提高學生的學習興趣。

3.4?實驗室建設改革

“AutoCAD”課程教學主要在計算機機房進行，一方面要保證計算機的合理配置，從而促進了實驗室設備的更新。另一方面實驗內容也進行改革，開發一些模擬產品設計項目的實訓內容，階段性地檢驗學生對軟件和工程知識的掌握。具體以齒輪油泵測繪實訓作為案例，見圖4機械測繪實訓。此實訓采用任務驅動教學法，把3～4名學生分為一組，共同完成齒輪油泵的測繪項目。首先，授課老師通過多媒體教學，講授齒輪油泵的工作原理及其結構；然后組織學生對齒輪油泵進行拆卸，了解和分析其結構；學生對其零部件進行測量，確定好參數；根據參數，確定好標準件；繪制零件圖，分別采用手工繪圖和AutoCAD繪圖；最后擬定裝配圖的表達方案，繪制出齒輪油泵的裝配圖。整個實訓模擬了實際產品設計過程，讓學生掌握零部件測繪的一般方法和步驟，加深、鞏固零件圖和裝配圖繪制的知識點，培養和鍛煉分析問題和綜合運用知識的能力，初步認識和了解零件間的配合關系及零件加工中的技術要求。而且通過將學生置身于設計工作環境中，培養學生團隊合作意識，實現了學生自主學習、發現問題、解決問題和提升總結的全方位能力訓練。

3.5?加強教師隊伍的“雙師”建設

“AutoCAD”課程教學改革對老師提出了更高的要求。授課老師除了熟練地應用AutoCAD繪圖軟件進行教學之外，還需要有豐富的機械、電氣、建筑、化工類專業知識。更重要的是，授課老師要有效地把這些知識點銜接起來，向學生講授相關的知識內容。“AutoCAD”課程教學改革促使教師不斷自我提升，掌握多個行業的工程知識，具備工程技術綜合能力，促進“雙師”教師隊伍建設。

3.6?改革畢業設計模式

畢業設計的一個關鍵問題是選題，積極鼓勵學生選擇一些聯系生產實際或科研任務的項目進行畢業設計。安工工程專業在“3?+?1”培養模式下，鼓勵學生從企事業單位中的實際科研項目、技術攻關項目、技術改造項目提煉畢業設計題目，從而保證畢業設計的真實性，使學生在畢業設計中得到真正的訓練。為取得更好的畢業設計實踐效果，將畢業實習和畢業設計合二為一，通過安排學生深入到校外實習基地或企事業單位實習，由指導教師及實際的工程技術人員聯合指導學生的畢業設計工作，既可以加強與實習單位的產學研合作，?又可以逐步建立教學、研究、生產、培訓一體的多功能綜合性實習培訓基地。

4?結語

AutoCAD軟件和“工程圖形學”知識的融合教學，是安全工程專業課程“AutoCAD”教學改革的必然趨勢，也是社會對應用型綜合性人才的要求。“AutoCAD”教學改革不僅讓學生掌握計算機繪圖的技能，更為重要的是使得學生掌握“工程圖學”方面知識，初步具備安全工程師所需的綜合工程能力，更好適應社會的需求。

今后的“AutoCAD”教學改革還可以嘗試結合著BIM技術及Solidworks等三維軟件進行教學，使得學生了解新技術、新軟件，培養學生的三維空間思維能力，在今后的工作中更具競爭力。

參考文獻

[1] 魏志強.通識教育與核心價值觀塑造：美國高校通識課程改革及其啟示[J].當代教育科學，2018（9）：93-96.

[2] 劉曉培，張園園，姚彥桃，等.安全工程專業的課程改革研究：以安全法規課程為例[J].大學教育，2021（10）：87-89.

[3] 鄧奇根，高建良，魏建平.我國安全科學與工程學科發展現狀[J].中國現代教育裝備，2019（3）：20-23.

[4] 張浩，唐剛，劉秀玉，等.基于服務安徽經濟發展的安全?專業教學改革探究[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2020，37（5）：75-76.

[5] 涂祖蕾.“機械制圖”與“AutoCAD”課程的整合思路[J].無線互聯科技，2020，16（8）：112-113.

[6] 佟亮亮，胡文強，王澤恒，等.以第二課堂為依托的安全工程專業CAD實踐教學研究與探索[J].吉林化工學院學報，2020，37（4）：35-38.