《环境工程类CAD技术》课程教学改革探索

张 彦，丁建东，吴 明

(南通大学，江苏 南通 226019)

1 引言

《环境工程CAD技术》是环境工程专业的一门专业基础课程。通过计算机辅助，结合环境工程后续课程设计的特点，对设计出的流程，构筑物等用CAD图纸表达出来。目前，环境工程专业各领域的工程图纸全部要求实现计算机出图，如水污染控制、大气污染控制、固体废弃物处理等等环境相关领域中所需要设计的平面布置，工艺流程，构筑物均需要用CAD的形式表达出来。这门技术是环境工程毕业的学生从事工程设计工作的必备技能，是工程类专业学生必修的课程之一[1,2]。强调第一要掌握计算机CAD软件，第二结合本专业的特异性，通晓本专业各门课程的设计与计算，两者相辅相成，缺一不可。

2 现状及存在的问题

在环境工程专业要进行工程教育专业认证的背景下，在“基于产出”的新的教育评价体系下，通过前几年的教学实践发现了以下几点问题。

(1)这门课程一共32个学时，分为理论环节和上机实践环节，比例为1∶1。在理论教学环节，通过老师电脑投影，讲授学生软件使用方法。老师讲得多，呈现出“灌输式”的教学模式，在有限的学时中，老师想把自己掌握的都讲授给学生，课程节奏快，和学生互动不够，学生的掌握及课后的及时巩固很难跟踪。课堂的教授和上机实践没能有机结合在一起。

(2)在上课过程中，过多强调CAD的基本命令和操作，将环境工程CAD技术上成了CAD技术，没有体现这门课程在该专业中的应用。上完这门课程学生能够熟练绘制出老师给出的图纸内容，但是对专业各个领域对图纸的要求掌握不够，绘制出符合环境工程专业制图标准的不同类型的专业图纸有一定难度。

(3)虽然环境工程专业在《水污染控制课程设计》《大气污染控制课程设计》《固体废弃物处理设计》及毕业设计等等环节都需要用到CAD辅助出图。但是由于《环境工程CAD技术》这门课程开设在大三的第一学期，很多专业课程还没涉及到，所以在讲授时和其他专业课程的关联较少，学生对于本专业出图的制图标准还不能很好掌握。

(4)原来的考核方式为课程结束后的上机绘图考核，虽然能够在一定程度上考察出对所学知识和操作技能的掌握情况，但是由于考核压力都放在了最后，平时练习的紧迫性不够，而这门课程恰恰从入门到掌握进而熟练都需要时间，要求多实践，边用边学，边学边用，带着问题学习。上机绘图考核放在最后，一些平时抓得不紧，练得不勤的同学，考前突击，但效果一般。

3 《环境工程CAD技术》教学改革分析

3.1 课程体系的优化

3.1.1 理论课授课模式的改进

《环境工程CAD技术》教学这么多年以来一直采用多媒体上课。多媒体能够使原来不易操作，不易讲解的课程部分，通过电脑操作，投影大屏，将软件的操作过程展现给学生。但是多媒体的使用也使得上课流程化、机械化、程序化，章节重点不突出。特别对于CAD软件的操作演示，老师操作软件界面演示内容一多，有些同学就迷糊了，或者课堂上稍微一分神，就错过了一个知识点。

板书有着直观、简洁、灵活的特点。所以多媒体配合适当的板书，可以将重点内容，重点操作呈现出来。整节课程的重点、精华可以通过板书提纲挈领呈现出来。可以先多媒体演示，再进行板书的回顾可以让学生加深印象，从大框架上把握好学习内容。

3.1.2 上机实践环节的有效配合

原来的上课模式是2学时的理论课程与2学时的上机实践轮流进行，这样可以在理论课讲完后通过上机实践得到巩固，应用。但是在教学过程中发现，原来的排课模式存在一个问题。理论课程前小半学时讲解绪论，CAD中文版操作基础以及基本设置，不需要那么多配套上机实践，学生在上机课上无事可做。而课程的后半阶段，随着绘图、修改、标注等模块的讲解结束，上机可以完成的绘图难度大大增加，相应需要更多的上机实践时间，也需要上机课时来完成大一点的绘图任务。因此，通过调整理论教学环节和上机实践环节的进程安排，上机课的安排学时前少后多，使得每一次的上机实践环节都可以更有效地发挥作用。解决了原来上机前半程任务过少，而后半程任务过多的情况，留有足够的课时给最后的综合绘图任务。

3.1.3 课后巩固环节的加强

在上机实践环节中发现，很多操作理论课讲过，但很多同学还是掌握得不好。课堂上学生学习了一些绘图的基本命令，修改的操作，老师都会进行相应的画图示范，但是同学可能一时记不住。如果课后将录制好的操作命令的学习视频，按照上课讲解的进度，列好明细，可以方便学生课后继续学习。通过课后布置任务，观看教学操作视频，引导学生自我学习，自行解决问题，老师随时提供帮助，对上课的教学内容进行巩固。现在网络资讯非常发达，鼓励同学们通过互联网寻找答案。对于AutoCAD这样的计算机软件只要多上机摸索，多练习就能掌握好。

3.1.4 课程考核方式的改变，注重动手能力

课程的考核可以检验教学效果，在“基于产出”的教育评价下，关键是能力，不是“知识点”，是用知识点解决问题的能力。从原来的一张试卷的理论考试方式，转变成学生要真正学会操作命令，能画出需要的图形。考核成绩由课堂表现，课后任务的完成，上机实践完成作品的质量，以及最后的上机环节按比例打分。将理论的试卷考核，改为上机操作考核，注重课后上机任务的完成，平时上机练习及最后上机环节的绘图操作，这样的考核导向，让学生们将精力都用在了CAD软件的练习上。

3.2 与环境专业课程的结合

《环境工程CAD技术》是一门工具课程，是解决工程实际问题的工具，在课程体系中，其后续还有很多课程设计，比如《水污染控制课程设计》《大气污染控制课程设计》《固体废弃物处理设计》等等都需要有CAD的良好基础，这些课程设计中的平面布置图，工艺流程图，构筑物的三视图都需要用CAD这个工具呈现出来[3]。

3.2.1 将构筑物的绘制融入教学练习

《环境工程CAD技术》在教学时间安排上早于很多专业课等，但是在讲授这门课程时，在综合练习阶段，将本专业涉及到的，比如水污染构筑物的三视图，大气污染中除尘设备的三视图，焚烧设备的设计图等，有机融于教学案例中。学生在进行构筑物CAD绘图练习的同时，也建立起了自己的专业图库。

3.2.2 针对本专业的任务式教学

在上机过程中发现，学生对于给定图形的绘制，掌握起来比较容易。但是要交一张符合环境工程设计规范要求的图纸，则有一定的难度。针对这种情况，结合专业的特点，采用任务引导的方式，让学生独立完成一整套图纸。这里包含从讲解环境工程CAD的制图规范，到设定出图比例，创建图框，到不同图层的建立，线型选择，线宽的设定比例的选择，文字样式大小的设定，再到具体尺寸的标注，一直到最后图纸的输出和打印[4]。最后的图纸要求以打印出图的形式提交，让同学们深刻了解电脑呈现的CAD图纸和打印出图之间的区别。让学生完全经历从开始绘图到CAD图纸出图的全部过程。这个任务的完成过程，有利于学生发现问题，解决问题，提高同学的工程设计能力[5]。

3.3 用考证激发同学的学习积极性

将《环境工程CAD技术》课程教学与AutoCAD软件认证考试结合起来，让学生在学校所学的课程得到社会的认可。采用任务教学法，让学生掌握从绘图的开始准备到最后打印出图的一整套的知识，使学生对这门课程有个全面认识。并且以认证考试为契机，让学生对所学的知识点有进一步的巩固，将课程教学与认证考试相结合，不但能够检验学生的学习情况，不断总结经验，也能增强其专业竞争力[6]。

4 结语

在“基于产出”的新工科本科教育评价体系下，对《环境工程CAD技术》课程进行教学改革探索，让同学不仅熟练掌握CAD计算机绘图技能，同时让这门计算机辅助技术在后续的《水污染课程设计》、《大气污染课程设计》、《固体废弃物课程设计》及毕业设计中，发挥更大的作用，让同学们设计出的工艺流程，构筑物能够用计算机图纸自如的表达出来。通过对《环境工程CAD技术》的教学改革的探索，促进了课程的教学效果，增加了学生的学习动力，为后续的专业课程的学习打下坚实的基础。