高校环境生态工程CAD制图融合式教学改革

董宇虹

（衡水学院生命科学系 河北 衡水 053000）

在全球经济一体化的背景下，中国的工程教育模式必须与快速发展的工程技术相适应。传统的工程教育偏重于学科知识的传授，在实践能力、创新能力的教育和训练方面存在许多缺陷[1]。 《工程制图》和《AutoCAD》课程从20世纪80年代至今都是工科专业的基础课程，是环境工程、园林工程、建筑工程、机械工程等传统工科专业不可或缺的支柱课程。从培养环境生态理念与技术相结合的角度，衡水学院环境生态工程专业是国家教育部于2011年首批列入本科教学目录专业的十大专业之一。环境生态工程专业脱产于生态学和环境工程学，专业设置为工科专业。工程制图与AutoCAD课程为环境生态工程专业学生进一步学习环境工程学、生态工程学、水污染控制工程、大气污染控制工程、环境工程设计、生态工程设计等课程打下重要基础。因此，本课程在环境工程专业学习中具有举足轻重的地位。

1 环境生态专业 “工程制图与CAD课程改革”的必要性

1.1 工程制图与AutoCAD课程紧密相关。在教学工作中总有很多学生包括一些教师分不清工程制图与CAD两门课程的区别。工程制图课程致力于培养学生的空间想象力、结构思维力、图形表达力以及开拓创新的能力，实践性强[2]。而CAD绘图教学正是工程制图教学应用的输出口，是环境工程专业学生学习工程制图进行实践应用的重要途径[2]。两门课程是相辅相成的，互为基础和补充。所以如继续按照传统课程设置，徒增学时课时压力，效果也并不好。

以笔者所在的单位——衡水学院环境生态工程专业为例，在之前的培养方案中， 《工程制图》课程设在第三个学期，16个课时理论讲授和32个课时的图板尺规绘图。 《AutoCAD》课程设在第四个学期，16个课时理论讲授和32个课时的上机操作。总课时相对于其他专业并不少，但在学生做毕业设计时已经都忘得差不多了。究其原因就是两门课程由不同的教师负责，课程之间并没有衔接。比如在工程制图课程中讲到尺寸标注时，学生由于还未接触图纸，不能留下深刻的记忆。在 《AutoCAD》课程中讲到尺寸标注时，由于课时有限，只能讲到标注的画法，经过一个学期，对于怎样规范标注早已印象不深刻了。这就造成了学时的重复还不能很好衔接。

1.2 计算机绘图是大势所趋，尺规绘图成为历史。计算机辅助制图是历史发展的必然趋势，图板尺规绘图逐渐成为历史，但是这并不意味着高校开展工程制图教学是多余的，因为即便计算机成为了绘图的首要工具，但是CAD绘图仍然沿用着工程制图的基本原理，学生对国家制图规范不清楚，没有经过专业的三视图绘制，二维图形与三维空间图形之间的相互转换，建立工程图样的空间立体感，是无法直接掌握CAD绘图技能的。即便是能够操作CAD软件，也只能是单纯的绘图员，并不能在绘图过程中用专业的思维来绘图、读图以及自己设计专业图纸[3]。

1.3 顺应衡水学院立足地方办应用型大学的理念。衡水学院在2018年启动新的培养方案。在方案的制定过程中无论是学校还是教研室始终会遵循学校立足地方办应用型大学的理念，在课程的设置中注重理论与实践相结合，注重相关课程之间相同知识点的剥离与融合，注重提高学生的动手操作能力，加强专业知识应用与实践。

2 课程特点与现状

《工程制图》和 《AutoCAD》课程都是工科专业中实践性非常强的基础性课程，作为一项基础技能，工程制图和CAD绘图技能要按照其应用领域内的行业标准规范绘制图形，绘制出的图纸才能够用于工程实践，然而在一些高职工程制图和CAD课程中，教师的教学往往缺乏目的性，在教学过程中并没有针对学生的专业背景对教学内容进行适当的调整，出现了教学内容和学生专业、行业之间相互脱离的情况，随意性较大。一些院校的CAD实训课程往往停留在Auto CAD软件的掌握应用阶段，过分关注CAD软件的基础操作，和专业知识与行业标准之间的衔接不到位，而CAD软件的应用教学比较枯燥，学生兴趣不高，给教学质量的提升带来了困难。

3 教学改革的具体实施建议

3.1 合理改革课程设置和课时安排，CAD与工程制图课程融合式教学。衡水学院在新的学生培养方案中，更加注重实践课程的安排，将工程制图与CAD课程进行合并，由同一个教师进行讲解。课程合并后更能够将两部分原来分离的知识进行及时的连接和融合，让学生更能够从专业的角度阅读和绘制环境工程图纸。并且将这门课程设置成以实验为主、理论讲解为辅的实践课程；在课时安排上，总共设置90个学时。其中20个学时进行工程制图理论讲解，同时针对理论课程融合4个学时的习题练习和58个学时的上机课程。让学生真正的做到在学中练、在练中学。

3.2 注重平时过程管理，优化考核方式。环境工程CAD工程制图的考核应当将实践操作贯穿始终，积极和互联网+教学相结合，利用机房的共享网络、QQ群或是学习通等互联网工具，将教师录制的微课、做好的PPT课件及时分享给学生。学生不仅在课堂上能够听到教师的讲解，在实际操作中遇到困难还可以翻出已录好的微课和PPT课件，及时解决问题。同时借助这些工具，将学生平时的作业和上机操作的结果及时进行共享。不仅教师可以对学生的绘制作品进行打分点评，学生之间也可以互评，互相借鉴学习。学生的每一次作业，包括上机作业和习题作业成绩都计入到最后的总评成绩中。在课程的最后，分别安排笔试考试和上机考试。笔试考试主要侧重的是学生对于投影知识的理解以及专业图纸的读图能力。上机考试主要是侧重学生对于CAD软件的操作熟练程度以及绘制专业图纸的能力。

3.3 通过多种途径，吸收各方精华，寻找适合专业的案例图纸。如前所述，许多工科专业都会开设这两门课程，导致相关的教材书和资料非常泛滥，也导致了市场的良莠不齐。并且各编者专业背景不同，所出教材和资料大多是依托机械专业、建筑专业或是给排水专业，最相近的也是环境工程专业。还没有专门的环境生态工程专业的教师编著的相关教材，所以在教材选择方面，不能只按一本教材，要多参考相关专业书籍。并且充分利用互联网，在网上搜集相关案例图纸。使学生在学习制图知识以及绘图读图的过程中始终都要与专业知识相结合。

在选图过程中既要注重图纸的专业性，又要注重和当前所学知识的连贯性。争取在画每一幅图的时候，都能够用到新学知识、复习到前面已学知识，又能够很好的学到专业图纸知识。这对教师的选图水平提出了很高的要求。但是只有这种高标准高要求，才能使学生真正的掌握这门课程，为后续的专业课打下坚实的基础。

3.4 注重学生的个性化学习，分层教学。教师在教学设计阶段，要考虑全体学生的学习能力和专业知识掌握实际水平，根据学生的知识基础和知识接受能力，有层次的设计教学目标，组织不同的实训内容，教学方法也要适当调整，对不同层次的学生采取不同的教学策略，使不同层次的学生都能够很好的理解和接收知识。笔者在之前的课程教学中发现，不管是简单的图纸还是复杂的专业图纸，学生在绘图速度上都存在着很大的差异。有的学生很快就会完成教师布置的绘图任务。但是由于要照顾到绘图较慢的学生的情况，就会导致较快完成任务的学生的时间上的浪费。鉴于此，在新的课程改革中，教师在每次布置绘制任务中都会选取不同难度的例图，指定学生基本的完成指标，在完成基本指标后可以绘制进阶难度的例图。这样不仅提高了课堂的教学效率，也激发了学生的学习热情。

3.5 结合专业特点，弱化几何画法部分，适当增加生态工程制图。前面已提到，尺规绘图已不再是本课程的主流，所以对于比较抽象的几何画法部分可以视专业特点进行适当的删减和弱化。环境工程制图的知识和相关教材，在市面上已经很成熟。但是环境工程专业中有很大的一部分为生态方向。关于生态制图的教材和案例在市面上几乎还没有。要想做到真正的结合专业，结合实际的课程改革，就要勇于突破这些藩篱，结合生态学方面的知识和生态规划与设计中需要运用的工程制图及CAD的知识，在本课程中加入生态工程制图的案例及知识。比如在生态规划中用到最多的扫描图纸的矢量化，就是很好的和本课程结合的例子。

教学改革的过程和成效都不是一蹴而就的，在教学改革中要不断根据学生的实际情况实时进行调整。相应地教师也要不断开拓思路，寻找与学生学情相适应的新方法。不管过程多么艰难，我们都要始终顺应教学改革的浪潮，为社会培养更多的有实际应用能力的人才。