给水排水工程CAD实践教学改革探索

童玲，陈伟胜，2，蒋蒙宾

(1.华北水利水电学院环境与市政工程学院，郑州 450011;

2.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点试验室，山东青岛 266100)

给水排水工程CAD实践教学改革探索

童玲1，陈伟胜1，2，蒋蒙宾1

(1.华北水利水电学院环境与市政工程学院，郑州 450011;

2.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点试验室，山东青岛 266100)

培养学生的实践能力是大学教育的重要目标之一。根据给水排水工程CAD课程的特点，结合教学实践，对教学内容以及教学方法等方面进行了改革探索，通过及时充实新理论、新方法，采用现代化手段开展教学，在教学中强化实践教学理念，提倡理论与实践并重，培养学生的参与意识、设计能力和创新能力。

给水排水工程;辅助设计;实践能力;教学改革

给水排水工程CAD是给水排水工程专业的一门专业课程，本课程主要目的是使学生理解计算机辅助设计的概念及计算机绘图的方法，使学生初步具备计算机辅助设计的能力，切实提高在工作中应用计算机进行图纸设计、计算及设计思想图纸表达的能力，该课程在现代给水排水工程设计中有着不可替代的作用。因此，熟练掌握运用给水排水工程CAD成为给水排水专业毕业生的基本专业素质。

目前国内诸多给水排水CAD专业软件依然存在许多不太完美的地方，主要问题在于各软件之间的兼容性以及软件内部的计算与绘图功能的结合。［1］当前的很多教材是简单的绘图技术的介绍，与专业设计过程契合不够紧密，不太适合作为专业CAD课程的教材使用。通过对学生的课程设计、毕业设计等实践环节结果的调查分析，笔者发现学生在使用CAD进行设计过程中，缺乏与专业知识结合的能力，缺少一种系统的设计思想，CAD成了一种电子绘图的工具。针对这些问题，笔者对现有的教学方法、理念、思想等重新进行了反思，进行了一些针对性的改革探索，根据专业特点，着重加强了实践教学环节，旨在进一步提高学生的专业素质和工程设计紧密结合的实践能力。

一、给水排水工程CAD课程教学内容及特点

给水排水工程CAD(Water and Waste Water Computer Aided Design)是指结合给水排水专业技术，通过计算机系统辅助进行给水排水工程设计的一门应用性很强的新兴技术。它强调的是给水排水工程设计(专业技术)和计算机辅助(现代高级设计手段)两个方面的有机结合。只有加强CAD技术与专业课程的系统紧密契合，才能真正实现辅助设计目标，离开专业课程的基础，CAD只能是一个代替手工绘图的工具。只有真正从思想上把CAD技术作为辅助的技术手段，把CAD与给水排水专业内容有机地融合起来，才能真正实现和充分发挥给水排水CAD辅助专业设计的功能，提升学生的专业素质，这一点是实践教学改革的主题。

给水排水工程专业在水的利用、处理中的设计、施工、管理、运营等方面都发挥着重要作用，在城市市政工程建设、水资源开发与利用、污水资源化以及环境保护中均有显著作用。涉及的专业课程有水泵与水泵站、管网工程、水处理工程、建筑给水排水工程等，这些课程对于计算、设备与图形的结合都有较高的要求。而诸如水力计算、水头损失计算、流量计算以及各种设备、构筑物的计算及图纸绘制都是比较繁琐的，传统设计中通常要借助于查表、直尺和目估，往往存在比较大的误差;在实际教学过程学生在采用CAD进行设计过程中依然是传统设计的翻版，未能考虑平面图和系统图的有机结合与相关性，仅仅只是绘图的工具发生了变化而已。

教学团队在认识到课程特点的基础上，对于课程的教学计划、教学大纲的制定、教材选择、实验的安排、教学方法等方面均进行了详细的探讨和研究，在推进课程教学改革过程中做了如下一些尝试和探索。

二、强化实践教学的核心理念，做好教学准备工作

教学理念和教学模式需要根据教学的实际情况和效果随时做出调整和改变，在工科专业教学过程中一定要强化实践教学，时刻提倡理论与实践并重的思想，注重加强课程教学中的实践环节。课程教材按照给水排水工程专业教学指导委员会的推荐选择中国建筑工业出版社出版的《给水排水工程CAD》(王荣和主编)，考虑到教材深度及实践应用的难度，结合学科专业特点及CAD发展现状，选用化学工业出版社出版的《水处理工程CAD技术应用及实例》作为辅助教材，并把其它一些教材里面的经典内容及理念穿插讲述，起到了较好的教学效果。

工程制图基础是给水排水工程CAD设计绘图的基础，主要讲解设计绘图的基本原理和基础方法。如果不学习工程制图基础，盲目学习CAD，就只能是空中楼阁。［2，3］鉴于此，我们在教学计划中把工程制图基础安排在给水排水工程CAD课程开课前一学年，通过工程制图基础知识的学习，掌握绘图原理和计算机绘图方法、技巧，为后续的给水排水工程CAD的学习打好基础。

三、加强理论教学和实践练习的结合

给水排水工程CAD作为一门专业基础课程，具有很强的实践特点，教学过程重在强化动手能力的培养，弱化基础理论的掌握，应着重强化设计整体的速度与准确度，只有着重于系统的实践训练，才能使学生熟练应用CAD软件、高效地表达自己的设计思想。理论教学利用多媒体进行讲述，并辅助以足够的上机实践练习，上机操作安排在多媒体授课之后，保证学生能及时利用课堂上讲授的内容进行上机实践。在上机实践中发现和解决学生普遍存在的疑难问题，通过系统的实践训练，加深对给水排水工程CAD软件在设计过程中应用的理解和把握。

四、加强CAD与给水排水工程专业设计实践的结合

绘图和计算是给水排水CAD的主要任务，专业设计思想的完整表达对于图纸绘制的水平要求较高，而设计图纸的专业与准确又对计算有着很高的要求。［4］为此，在授课过程中摒弃以往计算机绘图教学过程中以讲述分散命令为主的教学模式，以系统的设计思想为指导，通过专业图纸把分散命令和专业知识进行有效融合，在专业图纸的设计、计算、绘制过程中完整展示专业设计全过程。从设计任务入手，由外入内，由浅入深，层层深入，逐步讲解，由分散变为系统，通过专业实例设计的全过程教学，使学生加强对专业的理解和认知，不仅增强了学习兴趣，还加强了对专业知识系统的复习巩固，通过典型实例讲解，让学生在设计实践中充分理解绘图界限、图层、辅助线、文字、标注、线宽及线型、图块等的概念及实用意义。给水排水工程设计中管网水力计算、水头损失、管段流量、管网平差等是否准确对设计的合理及准确起到决定性影响。充分利用计算机对复杂数学模型求解的快速与精确的特点，充分提高设计效率与设计的准确性。在教学过程中充分展示这方面的功能与实例，使学生深刻领会和掌握给水排水工程CAD强大而有效的计算功能。

CAD绘图的另一个显著优势在于可以减轻传统绘图过程中繁琐而重复的图件。绘制通过简单的复制、镜像和阵列功能可以完成部分重复的工作，使这些工作出现质的飞跃。教会学生把涉及到的各种设备及材料按照专业标准绘制并保存为图块，然后逐步建立属于自己的专业图库，配合工具栏及菜单的自我定义实现对CAD系统的二次开发。通过CAD软件功能的自主开发，促进学生深入理解CAD软件的架构和软件专业技术思想，从而对更加顺利而明确地表达自己的设计意图，完善设计工具，提高设计效率。

在加强给水排水工程CAD的实践教学改革过程中，教师在教学实践中运用先进教学方法，提高学生进行工程系统设计的实践能力，真正实现CAD在设计中的辅助功能。这些改革尝试对于新型课程体系建设及教学水平提高和学生实践能力的培养具有一定的现实意义。

［1］陈淑芬，谭凤训，武道吉.给水排水CAD课程教学改革探讨［J］.高等建筑教育，2007，16(2):127－130.

［2］周继军，陈纳.环境工程CAD课程的教学实践探索［J］.河南工程学院学报:自然科学版，2010，22(1):69－72.

［3］罗晓良.建筑制图与AutoCAD课程教学改革探讨［J］.科技信息，2008，(21):581－582.

［4］杨松林.水处理工程CAD技术应用及实例［M］.北京:化学工业出版社，2002.

On Strengthening the Reform of Practicality in the Course of Water and Waste Water CAD

TONG Ling1，CHEN Wei－sheng1，2，JIANG Meng－bin1
(1.Institute of Environmental and Municipal Engineering，North China University of Water Conservancy and Electric Power，Zhengzhou450011; 2.The Key Laboratory of Ocean Environment and Ecology，Ministry of Education，Ocean University of China，Qingdao266100)

Training the students＇practical ability is one of the important goals in university education.Based on the characteristics of the course of water and waste water CAD，combining with teaching practice，the paper concludes the exploration of strengthening the reform of practicality in course through teaching concept，contents and methods and adopt modern ways to teach by timely enriching new theories.In the process of teaching，we should intensify the concept of practical teaching，pay equal attention to theory and practice，cultivate students＇consciousness of participation，students＇design ability and creative ability.

water and waste water;CAD;practical ability;teaching reform

TU991－42

A

1009－2080(2012)03－0055－02

(责任编辑:刘学伟)

2012－03－18

童玲(1979－)，女，湖北襄阳人，华北水利水电学院环境与市政工程学院讲师，博士研究生。