环境工程专业《CAD制图》教学改革与实践

昌晶

摘要：目前高等环境教育普遍存在环境工程专业毕业生就业困难和学生培养质量难以满足社会需求的问题。针对这些问题，我校新开设了一门应用性较强的课程——CAD制图。本文结合该课程的教学实践，分析目前计算机辅助设计课程的特点，着重介绍为培养学生实践能力而在教学内容和方法上进行的一系列改革实践，并提出了在教学过程中需要注意的问题。

关键词：计算机辅助设计 环境工程专业 教学改革与实践

一、引言

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，尤其在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。青岛农业大学环境工程专业创办于2005年，并于同年9月招收第一届本科生。近几年经过几次培养计划的修改，多次增加《CAD制图》课程的课时数，进一步将工程制图、环保设备和机械基础的工程特色培养模式落到实处，使环境工程专业的本科生具备典型环保设备或单元构筑物的工艺设计绘图能力。

二、《CAD制图》教学存在的问题

通过《CAD制图》课程的学习，使学生能掌握环境工程中工程图的绘制方法，了解有关环境工程的技术概况和特点，熟练掌握本专业各个工艺环节中工程图的绘制，为他们在今后的工作中与相关专业人员的协调合作提供一个“接口”，为他们从事相关的工作或进一步学习奠定基础。近几年的人才市场反馈信息表明，环境工程专业毕业生是否熟悉和精通CAD技术将会直接影响其就业。掌握CAD技术是环境工程专业毕业生从事高技术岗位所必备的基本素质。鉴于环境工程专业教学的特点，CAD教学需要在实践中进行摸索和改进。国内各高等院校环境工程专业相继开设了CAD课程。通过近年来的教学效果反馈，但仍存在着不足，其主要存在问题如下。

1.与其他专业课联系少

《CAD制图》是一门专业必修课，是其他专业课的基础课程，如《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》、《水泵与泵给水管网》和《排水管网》等。然而，目前《CAD制图》教学中的授课内容与这些专业课程的联系和渗透不强。

2.教学模式不符合课程特点

目前《CAD制图》教学模式主要是以教师课堂教授为主，向学生逐一演示各个命令的使用。然而，这种教学模式的弊端在于没能及时与实际的绘图和设计实例相结合，似乎在课堂上学生能够听懂，但在真正使用CAD软件的绘制实际工程图纸时，不能熟练地根据实际工程情况进行运用和设计，导致教学效果不理想。

三、改进授课的具体措施

1.结合专业特点安排授课内容

环境工程CAD和机械CAD及其他专业CAD不同，教师讲授时，要注重专业特色，重点讲授环境工程处理工艺流程图、平面布置图及独立的环境工程处理设施的绘制步骤和方法，以及相关技巧；了解相应专业的标准和规范；环境工程专业属于新兴专业，目前对这一专业还没有设立标准，所以教师在讲授时要提醒学生环境工程制图可以参照建筑制图和土木工程制图及水利水电工程制图的标准。

2.增加三维绘图讲解课时

到目前为止，大部分设计、施工、监理部门的工程图都是二维平面图形。所以，在先前的环境工程CAD教学中，一般仍局限在学习CAD软件的基本功能和基本操作上，忽略了对学生三维设计思想和能力的培养。随着版本的更新、升级尤其是在AutoCAD2008以后的版本，越来越显示其在绘制三维立体图形的强大功能，方便性和快捷性也得到了极大的提高。由于三维立体图形具有“看得见、摸得着”的效果，因此极大地激发了学生的学习激情。而且，随着计算机硬件和软件的飞速发展，用人单位对三维设计和建模人才的需求也越来越旺盛。例如，一些纯水环保公司在布管设计阶段就要求进行建模设计，在完成三维图形设计后将其转换为二维图纸，加工人员就是在三维图纸和二维图纸的共同指导下进行加工制作。因此，只会CAD软件基本操作的毕业生很难适应人才市场的需求。

3.改进授课模式

由于该课程具有实践应用性较强的特点，教学活动拟全部安排在计算机机房，方便理论讲解与学生上机操作交错进行。根据教学内容特点，可先讲后做，也可先做后讲。对于理论性强的内容，如工程图纸制图规范和绘图内容，先进行理论讲授，紧接着学生操作练习，促进理论知识的消化和掌握。对于一些操作性强的内容，如具体图纸绘制方法，可先让学生按自己想到的方法操作，再将各种方法进行比较分析，总结绘图技巧。如在某电厂烟气处理部分总平面图绘制教学中，首先，教师采用PPT介绍烟气处理部分平面图的图纸内容应包括气体处理流程所涉及的除尘器、脱硝设备、主要辅助构筑物的平面轮廓、主要管线、工程所处地形等高线、地貌、周围环境、该地区风向频率玫瑰图、指北针及主要构（建）筑物一览表等。其中制图规范中要求构筑物及主要辅助构筑物的平面轮廓线用中粗线绘制，主要管线均用单粗线绘制，道路及渠道都用细线绘制。然后，以一幅经过简化的烟气处理部分平面图纸为例，引导学生根据上述内容识读图纸。在此过程中，教师可穿插讲解工程图纸的绘图要点。接着，让学生照着讲解过的工程图纸在计算机上开始绘图。最后，教师再对各处理构筑物的定位方法（采用捕捉工具栏中的捕捉自命令）和风向玫瑰图绘制方法（采用定数等份点命令）予以补充讲解。当完成一幅工程图纸后，学生感到在学到课程理论知识的同时，获得一种成就感，从而充分调动了学习积极性，激发了求知欲，发挥出了主观能动性。更重要的是它有助于教师改变“满堂灌”的呆板教法，开展活泼新颖的教学活动，在体现教师主导地位的同时，更加突出学生的主体地位。

四、结语

《CAD制图》在环境工程专业教学活动中起着越来越重要的作用。通过此类课程的开设，学生的工程实践能力和创新能力得到明显的提高。今后还需要进一步完善和拓展的内容如下。

1.在教学过程中尽量多地选择工程实例进行讲解，例如水、空气、噪声、固体废物等污染控制和治理技术，从而提高学生的工程设计、安装运行等能力。

2.紧跟AutoCAD软件的升级过程，及时更新授课PPT，将最新版软件的操作方法和使用命令进行全面的讲解。

参考文献：

［1］李伟英，高乃云，李树平，等.“建筑给水排水工程”教学改革与研究［J］.给水排水，2007，33（11）：87-89.

［2］周翠红，陈家庆，孔惠.环境工程专业计算机辅助设计能力培养与教学.第四届大学环境类课程报告论坛组委会.北京：高等教育出版社，2009.

［3］王晖，红磊，杨平.Flash技术在水污染控制工程实验教学中的应用［J］.四川环境，2007，26（6）：116-118.

［4］陈淑芬，谭凤训，武道吉.给排水CAD教学改革探索［J］.高等建筑研究，2007，Vol.16（2）：127-130.

［5］宋志伟，董平，刘彦飞.环境工程专业培养学生创新能力的教学新模式［J］.理工高教研究，2007，26（5）：124-125.

基金项目：青岛农业大学环境工程特色专业建设点项目（XTSZ1104）。