“電氣ＣＡＤ”課程建設與教學實踐

陳冠玲　張衛(wèi)綱

文章編號：1672-5913(2009)10-0053-03

摘要：文章介紹了“電氣CAD”課程建設中的教學改革與實踐的體會，總結(jié)了教學、教改工作中的一些具體做法和措施，著重對課程教學內(nèi)容的組織、教學體系的整合和優(yōu)化以及實踐教學內(nèi)容安排進行了討論，旨在提高課程教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生自主學習能力。

關(guān)鍵詞：電氣CAD；課程建設；教學改革

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

1引言

CAD技術(shù)在工程學科領域中越來越重要，它已成為工科類學生必需掌握的一項重要技能。CAD所涉及的內(nèi)容十分廣泛，學科跨度大，因此，必須從CAD學科的系統(tǒng)性，同時結(jié)合各專業(yè)的系統(tǒng)性來綜合考慮CAD課程的教學工作。

廣為流行的軟件AutoCAD，伴隨著整個PC基礎工業(yè)的突飛猛進，正迅速而深刻地影響著人們從事設計和繪圖的基本方式。在這種情況下，在以技術(shù)型、應用型人才為培養(yǎng)目標的高等院校電氣專業(yè)都開設了“電氣CAD”課程。對于這樣一個結(jié)合繪圖軟件和電氣圖標準體系的綜合性課程，具有基礎性、多樣性、靈活性和實踐性等特點。由于其多樣化的特點，如果沒有一個合理的授課結(jié)構(gòu)，學生會認為課程內(nèi)容零散、各章節(jié)間無聯(lián)系，從而導致學生對課程不能產(chǎn)生興趣。另外，電氣設計與工程實踐聯(lián)系緊密，學生的領悟性和理解能力差，學生容易感覺到雜亂無序，無從學起。

由于“電氣CAD”課程是近幾年來新產(chǎn)生的課程，教學方法沒有固定的模式，針對這種現(xiàn)象，筆者在課程建設中，采取了積極的措施，探索教學效果良好的教學方法。

2合理組織教學內(nèi)容，優(yōu)化教學結(jié)構(gòu)

CAD技術(shù)作為設計與建造的一種極為重要的手段，與專業(yè)知識聯(lián)系密切，CAD教學不能脫離專業(yè)教學而存在，應緊密結(jié)合具體專業(yè)的培養(yǎng)目標來確定CAD的教學內(nèi)容，不同專業(yè)的CAD教學應有不同側(cè)重。

“電氣CAD”課程把電氣技術(shù)國家標準、電氣專業(yè)知識體系和AutoCAD軟件技術(shù)緊密結(jié)合，由于教學內(nèi)容零散、與工程實踐聯(lián)系緊密、教學難度較大。講課結(jié)構(gòu)是保證課堂教學好壞的一個重要條件，講課內(nèi)容根據(jù)所教課程的目的、要求，通過深入分析和精心組織，將零散的內(nèi)容進行歸納總結(jié)，從而使授課結(jié)構(gòu)條例清楚，有系統(tǒng)性和邏輯性。“電氣CAD”課程具體的教學內(nèi)容結(jié)構(gòu)由如下幾部分構(gòu)成：

(1) 電氣CAD基礎。以國家標準局頒布的有關(guān)標準為基礎，介紹電氣工程制圖規(guī)則，主要講述電氣制圖的一般規(guī)則、電氣圖形符號和電氣技術(shù)中的文字符號和項目代號等。

(2) 電氣圖的基本表示方法。講述電氣圖的基本表示方法,包括電氣線路的表示方法、電氣元件的表示方法、電氣元件觸點的表示方法、元件接線端子的表示方法、連接線的一般表示方法、連接的連續(xù)表示法和中斷表示法以及導線的識別標記及其標注方法等。

(3) 基本電氣圖。講述幾種基本電氣圖的繪制要求，包括功能性簡圖、接線圖和接線表、控制系統(tǒng)功能表圖的繪制以及電氣位置圖等。

(4) AutoCAD2000基本繪圖概要。提綱挈領的介紹用AutoCAD2000繪圖的基本操作。AutoCAD是美國Autodesk公司推出的一個通用二、三維CAD圖形軟件系統(tǒng)，主要在微機上運行。它是當今世界上最暢銷的圖形軟件之一，也是我國在目前應用最廣泛的軟件之一。

(5) 電氣CAD應用實訓。講述用AutoCAD2000軟件實現(xiàn)電氣制圖的方法。通過實例詳細介紹了概略圖、功能圖、電路圖、接線圖和位置圖等常用的電氣圖的繪制過程和操作技巧。這部分內(nèi)容是本課程的重點。

從上述“電氣CAD”課程的教學內(nèi)容的組織安排上可以看出，內(nèi)容充實，結(jié)構(gòu)緊湊，注重實踐，理論聯(lián)系實際是本課程的特色，為取得好的教學成效打下良好的基礎。

3教學方式、方法和手段

教學方法是保證教學質(zhì)量的一個十分重要的因素，“電氣CAD”課程的教學不同于一般理論課的教學，它具有較強的應用性。教師如果按照常規(guī)方式照本宣科,很難收到良好的教學效果，我們在“電氣CAD”課程的教學改革中有針對性的采取了有效措施。

3.1多媒體課件制作和使用中應注意的問題

由于電氣設計國家標準內(nèi)容繁雜，為了使學生能夠準確理解電氣技術(shù)國家標準，可采用多媒體教學。多媒體課件應該包括條理清晰的文本編輯，把電氣設計國家標準進行合理的歸納和總結(jié)，刪繁就簡，把最基本的、重要的內(nèi)容用簡潔的文字提綱挈領的進行介紹。同時，配以圖形示例，使學生能夠深刻理解課程內(nèi)容。在制作教學課件時，要注意其教學規(guī)律、講課的方法、教學內(nèi)容的安排。在文本編輯時，有些系統(tǒng)性知識和復雜的問題，要組織分類總結(jié)后形成一個有邏輯關(guān)系的知識體系。課件內(nèi)容不能過多，首要突出教學重點和難點，進行友好、方便的動態(tài)聯(lián)接，再將相關(guān)的內(nèi)容穿插在提綱式的課件中去，從而制作出節(jié)奏感強、條理分明的課件。使用課件也離不開一個合理的講課方法。在講課時，要反復歸納總結(jié)，通過動態(tài)聯(lián)接方式，前呼后應，使學生對問題有一個全面、透徹的理解。

3.2AutoCAD軟件教學強調(diào)學生自主學習

“電氣CAD”課程中AutoCAD軟件是作為工具應用于電氣技術(shù)中，專門用來學習AutoCAD軟件的教學學時數(shù)占課程總學時的1/5，因此，對AutoCAD軟件的學習要求學生以自主學習的方式完成。自主學習是教師提供學習指導，由學習者自主選擇適合其本人的教育資源，以自身已有的知識和經(jīng)驗主動獲取知識。自主學習教學模式的生成經(jīng)歷兩個必要階段——引導性自主學習階段和自主性自主學習階段。上述兩個階段主要在課內(nèi)和課外兩個時間段內(nèi)完成。在引導性自主學習階段，學生通過教師的引導，掌握自主學習的基本方法，感知自主學習的實質(zhì)和樂趣，這個部分主要體現(xiàn)在課堂教學上。在自主性自主學習階段，學生通過第一階段教師的引導，基本上領悟了自主學習的方法和實質(zhì)，自覺地投入到自主學習中去，這部分主要在課后完成。在“電氣CAD”課程中AutoCAD軟件的教學中所進行的自主學習的探索實踐，主要是針對引導性自主學習階段的教學。

AutoCAD軟件內(nèi)容繁雜，對初學者來說容易不得要領，需要教師和學生共同構(gòu)建一個完整的教與學的環(huán)節(jié)。對教師而言，就是要做好引導、指明要點、精講重點和難點，并對重要知識作總結(jié)提升。例如，在AutoCAD軟件的教學過程中，教師首先介紹的是AutoCAD軟件的總體結(jié)構(gòu)，使學生明確AutoCAD軟件是以執(zhí)行命令的方式完成各種功能，因此，用AutoCAD軟件完成電氣設計其本質(zhì)是用人機對話方式進行操作，由操作者對AutoCAD軟件發(fā)命令，然后根據(jù)軟件提示，進行下一步操作。學生了解了軟件的結(jié)構(gòu)后，通過大量而集中的練習，就能夠熟悉AutoCAD軟件的各種命令和操作技巧，比較快的掌握AutoCAD軟件的基本操作。通常，AutoCAD軟件教學需要48學時才能完成，而在本課程的教學中，通過自主學習的教學方式，學生的學習興趣大增，只用12學時學生就能夠基本掌握AutoCAD軟件的使用，使教學效率和教學效果都有明顯的提高。

3.3 “電氣CAD”課程教學注重培養(yǎng)學生的綜合能力

在“電氣CAD”課程的教學中，重視對學生綜合能力和實踐能力的培養(yǎng)，增加CAD的教學內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié)，拓寬“電氣CAD”教學的廣度和深度。把電氣設計標準通過幾種典型的實例加以詳細介紹，這些實例包括概略圖、功能圖、電路圖、接線圖和位置圖等。通過這些常用的電氣圖的繪制過程和操作技巧，使學生在學習AutoCAD軟件的過程中也掌握了電氣設計標準的內(nèi)容。對于每一個實例的上機實踐環(huán)節(jié)通常由實踐目的、實踐內(nèi)容、畫圖操作提示和操作步驟等四部分組成。例如在電路圖的CAD實現(xiàn)中，我們對學生的畫圖提示如下：

(1) 電路圖的特點是有大量的電器元件重復出現(xiàn)，比較適合用AutoCAD建塊、插入塊的方法來繪制。

(2) 對于相似的元件圖形符號，可先復制已畫好的元件符號，再用各種編輯命令根據(jù)各種元件的圖形進行修改，這樣可以提高繪圖速度。

(3) 若把元器件塊建成外部圖形塊，就可以在畫其他類似的電路時重復使用，大大提高了繪圖效率。

由此可以看出，在整個教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容安排上，采用與實際應用緊密結(jié)合的實例作為教學案例，通過對示例的詳細剖析培養(yǎng)學生的綜合能力。

4加強實踐教學環(huán)節(jié)，注重理論與實際的結(jié)合

電氣CAD是在應用中不斷發(fā)展的技術(shù)，教學過程中要融入先進的設計方法，注重理論與實際相結(jié)合。在課堂教學的同時，必須讓學生進行大量上機實踐，接觸各種實際的和模擬的設計與建造課題，提高分析、解決問題的能力。通過大量的上機實踐和思考，可以進一步消化、鞏固所學理論知識和提高分析解決問題的能力，進一步提高學生靈活應用的能力。在實踐教學內(nèi)容的安排上，與實際應用中典型的電氣圖緊密結(jié)合。在實踐環(huán)節(jié)的教學中，安排實例分析，啟發(fā)學生思路。在保證必備的基礎知識的同時，通過具體軟件在設計中的使用，通過大量實際訓練，使學生達到掌握舉一反三的、熟練的專業(yè)應用能力的程度，使學生能將掌握的CAD技能應用于點電氣專業(yè)的各項設計與建造中。

5考核方式的多樣化

“電氣CAD”課程是實踐性很強的課程，盡管在教學過程中嘗試了很多方法，仍然發(fā)現(xiàn)部分同學的主動性不夠，學習不夠深入。為了激發(fā)學生學習的自覺性、主動性，考核采取多樣化的形式。考試成績由3部分組成：平時成績、電氣CAD基本理論知識考試和上機操作實踐。平時成績主要是對學生平常的學習態(tài)度、隨堂表現(xiàn)和平時作業(yè)所做的綜合評價；電氣CAD基本理論知識考試主要對學生掌握電氣設計國家標準和電氣設計的基本方法掌握程度的考核；上機實踐是對學生綜合運用AutoCAD軟件實現(xiàn)電氣技術(shù)的計算機輔助設計的考核。

另外，為使學生能夠真正掌握“電氣CAD”課程內(nèi)容，除了對教學內(nèi)容認真組織外。教學過程中，還采取作業(yè)和考試兼顧的方式，精選與實際應用緊密結(jié)合的電氣設計案例作為作業(yè)和考試的內(nèi)容，以培養(yǎng)學生解決工程實際問題的能力。

6結(jié)束語

通過“電氣CAD”課程的建設和改革，使課程內(nèi)容及課程體系得到了優(yōu)化。在教學方式上通過不斷的改革和創(chuàng)新，加強和優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)，注重理論聯(lián)系實際，注重培養(yǎng)學生自主學習的能力和創(chuàng)新實踐能力，“電氣CAD”課程建設取得了比較滿意的效果。2007年這門課被列入上海第二工業(yè)大學精品課程建設資助項目。

參考文獻：

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[3] 陳冠玲,曹菁. 電氣CAD[M]. 北京:高等教育出版社,2005.

Teaching Reform and Practice in “Electronic CAD” Course

CHEN Guan-ling ZHANG Wei-gang

(Shanghai Second Polytechnic University, Shanghai 201209, China)

Abstract: Electronic CAD course is an important basic course in the electronic specialty. It introduced the experience of reform and practice in this course. It also summarized some methods in teaching reform. This paper is focus on the research for the organization of course construction, restructure & optimization of teaching system as well as drawing exercise content & teaching methods. The purpose of the reform and research is to increase the ability of practice and improve the quality of teaching. It is demonstrated that the good effect has been achieved in the teaching of Electronic CAD course

Key words: Electronic CAD, course contraction, teaching reform.