《環境工程類CAD技術》課程教學改革探索

張 彥，丁建東，吳 明

(南通大學，江蘇 南通 226019)

1 引言

《環境工程CAD技術》是環境工程專業的一門專業基礎課程。通過計算機輔助，結合環境工程后續課程設計的特點，對設計出的流程，構筑物等用CAD圖紙表達出來。目前，環境工程專業各領域的工程圖紙全部要求實現計算機出圖，如水污染控制、大氣污染控制、固體廢棄物處理等等環境相關領域中所需要設計的平面布置，工藝流程，構筑物均需要用CAD的形式表達出來。這門技術是環境工程畢業的學生從事工程設計工作的必備技能，是工程類專業學生必修的課程之一[1,2]。強調第一要掌握計算機CAD軟件，第二結合本專業的特異性，通曉本專業各門課程的設計與計算，兩者相輔相成，缺一不可。

2 現狀及存在的問題

在環境工程專業要進行工程教育專業認證的背景下，在“基于產出”的新的教育評價體系下，通過前幾年的教學實踐發現了以下幾點問題。

(1)這門課程一共32個學時，分為理論環節和上機實踐環節，比例為1∶1。在理論教學環節，通過老師電腦投影，講授學生軟件使用方法。老師講得多，呈現出“灌輸式”的教學模式，在有限的學時中，老師想把自己掌握的都講授給學生，課程節奏快，和學生互動不夠，學生的掌握及課后的及時鞏固很難跟蹤。課堂的教授和上機實踐沒能有機結合在一起。

(2)在上課過程中，過多強調CAD的基本命令和操作，將環境工程CAD技術上成了CAD技術，沒有體現這門課程在該專業中的應用。上完這門課程學生能夠熟練繪制出老師給出的圖紙內容，但是對專業各個領域對圖紙的要求掌握不夠，繪制出符合環境工程專業制圖標準的不同類型的專業圖紙有一定難度。

(3)雖然環境工程專業在《水污染控制課程設計》《大氣污染控制課程設計》《固體廢棄物處理設計》及畢業設計等等環節都需要用到CAD輔助出圖。但是由于《環境工程CAD技術》這門課程開設在大三的第一學期，很多專業課程還沒涉及到，所以在講授時和其他專業課程的關聯較少，學生對于本專業出圖的制圖標準還不能很好掌握。

(4)原來的考核方式為課程結束后的上機繪圖考核，雖然能夠在一定程度上考察出對所學知識和操作技能的掌握情況，但是由于考核壓力都放在了最后，平時練習的緊迫性不夠，而這門課程恰恰從入門到掌握進而熟練都需要時間，要求多實踐，邊用邊學，邊學邊用，帶著問題學習。上機繪圖考核放在最后，一些平時抓得不緊，練得不勤的同學，考前突擊，但效果一般。

3 《環境工程CAD技術》教學改革分析

3.1 課程體系的優化

3.1.1 理論課授課模式的改進

《環境工程CAD技術》教學這么多年以來一直采用多媒體上課。多媒體能夠使原來不易操作，不易講解的課程部分，通過電腦操作，投影大屏，將軟件的操作過程展現給學生。但是多媒體的使用也使得上課流程化、機械化、程序化，章節重點不突出。特別對于CAD軟件的操作演示，老師操作軟件界面演示內容一多，有些同學就迷糊了，或者課堂上稍微一分神，就錯過了一個知識點。

板書有著直觀、簡潔、靈活的特點。所以多媒體配合適當的板書，可以將重點內容，重點操作呈現出來。整節課程的重點、精華可以通過板書提綱挈領呈現出來。可以先多媒體演示，再進行板書的回顧可以讓學生加深印象，從大框架上把握好學習內容。

3.1.2 上機實踐環節的有效配合

原來的上課模式是2學時的理論課程與2學時的上機實踐輪流進行，這樣可以在理論課講完后通過上機實踐得到鞏固，應用。但是在教學過程中發現，原來的排課模式存在一個問題。理論課程前小半學時講解緒論，CAD中文版操作基礎以及基本設置，不需要那么多配套上機實踐，學生在上機課上無事可做。而課程的后半階段，隨著繪圖、修改、標注等模塊的講解結束，上機可以完成的繪圖難度大大增加，相應需要更多的上機實踐時間，也需要上機課時來完成大一點的繪圖任務。因此，通過調整理論教學環節和上機實踐環節的進程安排，上機課的安排學時前少后多，使得每一次的上機實踐環節都可以更有效地發揮作用。解決了原來上機前半程任務過少，而后半程任務過多的情況，留有足夠的課時給最后的綜合繪圖任務。

3.1.3 課后鞏固環節的加強

在上機實踐環節中發現，很多操作理論課講過，但很多同學還是掌握得不好。課堂上學生學習了一些繪圖的基本命令，修改的操作，老師都會進行相應的畫圖示范，但是同學可能一時記不住。如果課后將錄制好的操作命令的學習視頻，按照上課講解的進度，列好明細，可以方便學生課后繼續學習。通過課后布置任務，觀看教學操作視頻，引導學生自我學習，自行解決問題，老師隨時提供幫助，對上課的教學內容進行鞏固。現在網絡資訊非常發達，鼓勵同學們通過互聯網尋找答案。對于AutoCAD這樣的計算機軟件只要多上機摸索，多練習就能掌握好。

3.1.4 課程考核方式的改變，注重動手能力

課程的考核可以檢驗教學效果，在“基于產出”的教育評價下，關鍵是能力，不是“知識點”，是用知識點解決問題的能力。從原來的一張試卷的理論考試方式，轉變成學生要真正學會操作命令，能畫出需要的圖形。考核成績由課堂表現，課后任務的完成，上機實踐完成作品的質量，以及最后的上機環節按比例打分。將理論的試卷考核，改為上機操作考核，注重課后上機任務的完成，平時上機練習及最后上機環節的繪圖操作，這樣的考核導向，讓學生們將精力都用在了CAD軟件的練習上。

3.2 與環境專業課程的結合

《環境工程CAD技術》是一門工具課程，是解決工程實際問題的工具，在課程體系中，其后續還有很多課程設計，比如《水污染控制課程設計》《大氣污染控制課程設計》《固體廢棄物處理設計》等等都需要有CAD的良好基礎，這些課程設計中的平面布置圖，工藝流程圖，構筑物的三視圖都需要用CAD這個工具呈現出來[3]。

3.2.1 將構筑物的繪制融入教學練習

《環境工程CAD技術》在教學時間安排上早于很多專業課等，但是在講授這門課程時，在綜合練習階段，將本專業涉及到的，比如水污染構筑物的三視圖，大氣污染中除塵設備的三視圖，焚燒設備的設計圖等，有機融于教學案例中。學生在進行構筑物CAD繪圖練習的同時，也建立起了自己的專業圖庫。

3.2.2 針對本專業的任務式教學

在上機過程中發現，學生對于給定圖形的繪制，掌握起來比較容易。但是要交一張符合環境工程設計規范要求的圖紙，則有一定的難度。針對這種情況，結合專業的特點，采用任務引導的方式，讓學生獨立完成一整套圖紙。這里包含從講解環境工程CAD的制圖規范，到設定出圖比例，創建圖框，到不同圖層的建立，線型選擇，線寬的設定比例的選擇，文字樣式大小的設定，再到具體尺寸的標注，一直到最后圖紙的輸出和打印[4]。最后的圖紙要求以打印出圖的形式提交，讓同學們深刻了解電腦呈現的CAD圖紙和打印出圖之間的區別。讓學生完全經歷從開始繪圖到CAD圖紙出圖的全部過程。這個任務的完成過程，有利于學生發現問題，解決問題，提高同學的工程設計能力[5]。

3.3 用考證激發同學的學習積極性

將《環境工程CAD技術》課程教學與AutoCAD軟件認證考試結合起來，讓學生在學校所學的課程得到社會的認可。采用任務教學法，讓學生掌握從繪圖的開始準備到最后打印出圖的一整套的知識，使學生對這門課程有個全面認識。并且以認證考試為契機，讓學生對所學的知識點有進一步的鞏固，將課程教學與認證考試相結合，不但能夠檢驗學生的學習情況，不斷總結經驗，也能增強其專業競爭力[6]。

4 結語

在“基于產出”的新工科本科教育評價體系下，對《環境工程CAD技術》課程進行教學改革探索，讓同學不僅熟練掌握CAD計算機繪圖技能，同時讓這門計算機輔助技術在后續的《水污染課程設計》、《大氣污染課程設計》、《固體廢棄物課程設計》及畢業設計中，發揮更大的作用，讓同學們設計出的工藝流程，構筑物能夠用計算機圖紙自如的表達出來。通過對《環境工程CAD技術》的教學改革的探索，促進了課程的教學效果，增加了學生的學習動力，為后續的專業課程的學習打下堅實的基礎。