課程交叉和案例引導在食品科學與工程《AutoCAD》教學中的應用

袁媛 陳清西 伍炳華 陳麗嬌 宋禹輝

摘 要：計算機輔助設計（CAD）是食品科學與工程專業進行食品工廠設計、加工工藝設計以及從事相關專業工作必須掌握的繪圖軟件。文章分析了食品科學與工程專業《AutoCAD》教學現狀中存在問題，并針對現狀從課程交叉、案例引導和考試改革這幾方面提出《AutoCAD》教學改革思路，并對階段性成果進行了小結。

關鍵詞：課程交叉；案例引導；AutoCAD；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）01-0087-03

Abstract： CAD （Computer Aided Design） is an indispensable drawing software for food factory design， processing technological design， and for people who are engaged in related work. This paper analyzes problems existing in AutoCAD teaching of food science and engineering. It proposes reform ideas from respects of interdisciplinary course， case analysis and examination reform， then summarizes the phased results.

Keywords： course crossing； case guidance； AutoCAD； teaching reform

AutoCAD是食品科學與工程專業進行食品工廠設計、加工工藝設計以及從事相關專業工作必須掌握的繪圖軟件，對畢業設計及將來工作均有重要作用[1]。AutoCAD課程往往只作為基礎課，僅局限在簡單的圖形訓練，缺乏與相關專業課的內容連接[2]，譬如食品科學專業學習AutoCAD的主要應用包括食品工廠設計，但《食品工廠設計》與《AutoCAD》課程相互獨立。此外，AutoCAD授課教師一般不是本專業的，不了解設計需要遵循的原理和技術規范，導致實際教學中無法將AutoCAD與相關專業合理結合而進行針對性教學[3]。

在此背景下，學生知識體系不夠系統，對課程也難以重視，而到了畢業設計需要用到AutoCAD軟件時又要重新溫習，造成資源和時間的浪費[3]。將AutoCAD教學與食品工廠設計或食品加工相關課程相結合，以課程交叉的方式，引入更多的行業相關知識，尤其是AutoCAD應用行業的相關知識背景，對提高AutoCAD教學成效，提升學生學習興趣很有必要。

一、食品科學與工程AutoCAD教學現狀及存在的問題

《AutoCAD》是食品科學工程進行工廠設計、車間設計、工藝流程設計等必須掌握的工具課程。結合自身教學經驗和近年來國內教學工作者在教學實踐中積累的經驗，總結了食品科學與工程專業《AutoCAD》教學中的一些問題。

（一）教材與教學設計和教學內容不貼近

目前，教材多以命令章節進行編制，如AutoCAD的界面介紹→繪圖工具介紹→編輯工具介紹→標注→文字→圖塊→圖層→打印和發布等[3]。教師參考教材設計教案，會通過講解命令→講解各個參數的意義→案例示范對各章節進行詳細講解和演示，在僅學習了部分基本繪圖工具階段，由于未涉及編輯工具的講解，只能列舉單個圖形，如圓、矩形等，組合圖形因為涉及為講解的編輯工具而無法進行繪制。此背景下，示范案例的選擇很受限制，也會讓學生對教學的實際意義產生懷疑。同時，當面對一個融合了多種工具使用的綜合性圖紙時，在無完全掌握所有繪圖技能前，無法完成。

此外，AutoCAD課程教學中，教學內容通常會參考教材中的案例，然而，大部分教材就各命令進行解釋，所舉的例子一般以機械元件和建筑案例為主[4]，與專業相關的案例基本沒有，若參考教材中案例教學，則與專業貼近度不高。

（二）與其他課程缺乏關聯

AutoCAD是專業基礎課，此課程教師并不是相關專業的，教學中的針對專業的教學也相對較少，使得AutoCAD教學內容與相關專業課相互脫節[3]。AutoCAD課程的老師與其他專業課老師沒有教學內容及教學重點的相互交流與溝通。這種情況下，學生在學習中帶有很大的盲目性，不明確學習目的和軟件的應用，課程結束后要完成一套甚至一幅設計圖紙時無從下手，力不從心。

（三）課時量不足

AutoCAD軟件課程是實踐性很強的課程，通過大量練習才能達到熟能生巧、靈活運用的教學要求。目前高校AutoCAD軟件課程的課時量一般為24-30學時[4]，如果僅靠課堂學時，很難達到學生靈活應用教學軟件的教學目標。若通過給學生們多布置課后作業的方式進行鞏固，學生反映掌握程度不夠的情況下會花費大量時間繪圖，較大程度影響其他課業的完成。

（四）考核方式有待改進

目前學生課程成績評定主要是平時成績和期末成績的綜合，其中，以期末考核為主[5]。有些大學生可能會存在一些僥幸心理，平時上課不認真，期末考試通過集中復習應付考試[5]。這種考核方式下，能熟練掌握AutoCAD 軟件并應用的學生比例較低。此外，若通過上機考試統一在線提交形式進行期末考核，對硬件水平和監考提出了較高要求。

二、課程交叉和案例引導在食品科學與工程《AutoCAD》教學中的應用

鑒于目前食品科學與工程《AutoCAD》教學的現狀和特點，通過三個大方面推進教學改革，分別為課程交叉、案例引導和考試改革。通過引入專業課程相關知識，讓同學們最直觀的了解學習AutoCAD這個軟件的實際應用，提升學習興趣；通過引入專業相關案例，鼓勵學生自己思考，提高學生的主觀能動性；通過考試改革，提高平時成績所占比例，增強實踐能力考核力度，強調同學們繪圖能力的掌握。

（一）課程交叉

在利用AutoCAD軟件進行繪圖時，結合食品科學工程另一門重要專業課《食品工廠設計》中相關原則和要求進行教學，一方面幫助學生鞏固食品工廠設計的原理和規范，另一方面讓學生學習利用AutoCAD進行食品工廠設計時的繪圖行業標準，熟悉工廠平面圖、建筑立面圖、器械剖面圖、工藝流程圖的繪制的方法，掌握食品工廠設計的平面布局等內容，為下一步利用AutoCAD軟件完成實際相關項目打下基礎。此外，將縮短以往課堂練習內容的時間，用于進行知識拓展，而具體操作練習則以完成項目目標的課下練習。這樣既可以提高課堂的教學效率，又可以豐富學生的知識儲備。

在實際教學中，通過在繪制一個具體復雜案例圖形的過程中逐步掌握AutoCAD不同工具的使用方法與技巧，在教學過程中穿插講解繪圖工具和編輯工具這兩章的內容，能使同學們直觀地了解學習AutoCAD軟件的目的和應用，每個教學階段完成一個完整圖形能讓同學們產生成就感，激勵同學們的學習熱情。

（二）案例引導

從教材引導教學轉變為專業案例引導教學，以引導完成復雜的專業相關的案例為目標進行教學引導。在繪制分解的案例局部過程中，讓學生掌握相應的繪圖和編輯工具的操作，完成案例繪制的同時了解繪圖應用，做到工學結合。

案例引導分為三個層面，第一個層面為通過案例引導鼓勵學生思考。進行教學時，首先展示一個圖形，引導同學們主動思考，需要使用什么繪圖或編輯工具進行繪制，接著引出要教授的內容，讓同學在學習相關內容前對要學習的內容有個初步認識，知道應用環境。比如畫一個正五角星，可以只用直線繪制，也可以用直線和極軸追蹤去繪制，還可以用正多邊形工具繪制，也可以在圓上等分五個點進行繪制，此時可以讓同學探討和嘗試不同方法，這樣可以通過簡單的實例讓學生們入門，增強學習的自信心。授課結束后，再展示一個案例，讓同學們思考，使用這節課學習的繪圖或編輯工具需要如何設置參數。第二個層面通過案例引導，設計教學內容。在第一節課將專業相關平面圖、立面圖、工藝流程圖作業發給學生，大作業包含用CAD基本繪圖和編輯命令，也包括文字標注等內容。在授課過程中，將大作業進行分解，融入到各章節內容的講授中；在講授完最后一章內容后，指導學生將所學內容融會貫通，完整地完成大作業的繪制。在案例講解過程中，注重引導學生分析圖形，尋找圖形繪制的快捷方法和步驟，提高學生分析和解決問題的能力。第三個層面是通過案例引導達到分段教學的目的。AutoCAD講求操作性，在教學過程中，可以先從實踐到理論、從簡單到復雜，結合制圖規范等學科的理論循序漸進地分為3個階段： 第1階段列舉例圖中包含元素較少的圖形，一些常見幾何圖形，讓同學們思考可以用哪些方式繪制。第2階段為綜合了繪圖和編輯命令的組合圖形，讓學生通過靈活組合繪圖和編輯命令，獨立完成較復雜圖紙。第3階段為綜合實踐階段，通過綜合性較強，完整度較高的圖紙或成品方案為臨摹對象，要求學生掌握完成一套完整圖紙需要掌握的主要技術要點。與此同時，將綜合性強的案例設定為學習目標，通過將復雜案例逐級分解，以分解的局部為引導，在完成局部案例的過程中融合AutoCAD的各種繪圖和編輯工具，打破章節限制提升學生學習興趣，提高教學效率。

（三）改革考核方式

提高平時成績比例，考核內容為平時成績和期末考核的綜合，分數分配比例為6：4。平時考核除了考勤外，還包括課后作業完成情況和小測成績，占總成績60%，以作業完成程度給分。期末大作業占總成績40%，內容為綜合圖形的臨摹或給定命題的設計，按要求進行完成，并以布局模式輸出，按圖形的完成程度進行評分。在這種考核方式下，同學們會更注重平時技術的積累，認真完成每次布置的作業，并通過不斷提高自己的繪制技巧以達到在小測中取得較好成績的目的，最終，既能通過平時作業提高技能，又能通過平衡平時和期末成績的比例較科學合理的評估各位同學的實際水平。

三、教學改革的階段性結果

（一）課堂交叉和案例引導有助于學生學習興趣及獨立創新能力提升

同學們都愿意學習對自己有用的知識，教學中使用的與食品工廠設計、車間設計或工藝流程設計等專業相關的案例，以及授課中介紹的行業標準和設計規范、特有標注符號的繪制方法等內容與畢業設計是直接相關的。為了能在畢業設計中獲得較好的成績，同學們上課興趣明顯提升，通常會提早來到教室，對上節課的內容進行溫習。上課期間對專業相關的圖形的繪制也表現出濃厚的興趣。幾個班的學生主動要求建立網絡討論群，相互學習討論繪圖中遇到的問題。

教學中將復雜的綜合性圖紙分解為多項小型綜合項目，并在小項目中融合各種繪圖和編輯工具，使同學們在一次課中完全掌握局部圖形的所有繪制要點，促使學生主動去獲得自己項目的解決途徑，提升了學生獨立工作和獨立思考的能力。此外，期末大作業給同學們自由發揮的空間，同學們可以根據習慣和喜好進行繪制，也可以進行一定程度的設計。例如給定設計主題，提供一些參考圖紙，讓大家參考圖紙按繪圖規范重新自己設計，加入自己的思想，最后形成自己風格的圖紙上交。這種方式下學生的自主創新意識和主動性被大大激發。

（二）考核方式改革有助于學生學習積極性提高和繪圖技能顯著提升

課程成績以期末考試成績為主時，同學們花費在平時作業上的時間非常有限，教學改革提升平時成績到總成績的60%后，為了能取得較好的平時成績，同學們會花大量的精力在平時作業和小測上。在這樣的動力驅動下，同學們會主動預習，并帶著問題來上課，在課上和課后也會積極咨詢繪圖問題，學習熱情和效率高。

此次教學改革對同學們繪圖技能的提升有顯著促進作用。首先，課后作業一般會規定在一定時間內完成一份綜合性的圖紙，為了拿到較高的課后作業成績，同學們會認真完成課后作業，這個過程中同學們的繪圖能力能得到一次系統的鍛煉，經過多次的課后作業鍛煉，同學們的繪圖能力能得到反復的鞏固和提升。其次，由于小測成績比重較大，因此同學們為了能在小測中獲得優異的成績，會在課后增加練習頻率和強度，從而繪圖水平得到快速提升。據畢業生反饋，他們利用CAD進行的畢業設計受到了答辯專家的一致好評，說明這種考核方式對于繪圖技能的掌握確實有所裨益。

此外，改革考核方式后，AutoCAD成績的最終成績細化為考勤成績、平時作業成績、小測成績以及期末大作業成績。這種成績組成能多方位，多角度地對學生做出更客觀和公正的評定，也更科學合理的分配了學生的時間和精力。

（三）教師專業素養提高

為了滿足課堂講授，布置課后作業以及設計小測題目，授課教師要學習食品科學相關專業的知識，并搜集大量專業相關的圖紙，整理歸納，在這個過程中教師的專業水平得到了相應提高。同時，由于增加了課后作業和小測的次數，教師有更多的機會了解和分析學生的薄弱點，進行反思，并思考對策，這個過程能使教師不斷提高發現問題和解決問題的能力。此外，為了充分評估學生們自主設計和查閱資料后設計的方案是否合理，教師還需不斷充實行業相關知識，如工藝流程、道路設計等，能拓寬知識面，提升職業素養。

四、結束語

基于《AutoCAD》在食品科學與工程專業中的應用特征，以課程交叉、案例引導、考試改革相結合的方式進行教學改革，通過階段性的實踐，獲得了一些正面的效果，但也暴露出一些問題，例如案例不足以完全覆蓋所有教學內容、作業占用較多課后時間、有些學生不適應不按教材順序講授的方式等，針對這些問題，需要逐漸探索出相應的解決方法，不斷的完善《AutoCAD》的教學方法，向全面推動并提高學生的學習效率和質量，使AutoCAD輔助計算機繪圖軟件成為專業領域的一個有效工具，達到學以致用的目標不斷前進。

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