安全工程特色专业背景下《计算机辅助设计》教学改革实践

黄冬梅+刘音+徐春晓

摘要：结合山东科技大学安全工程特色专业的背景和《计算机辅助设计》的课程特点，本文指出了当前教学中存在的问题，并有针对性地对教学内容和方法进行改革和实践。在教学内容上，注重结合专业性质精选内容，优化知识结构，知识点的讲解注重问题反馈；在教学方法上，采用案例教学法，注重互动启发式教学和上机练习的有效结合；考核方式上，注重过程考核，在实践中也取得了良好的效果。

关键词：计算机辅助设计；安全工程；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）01-0085-02

一、《计算机辅助设计》的课程地位、作用及存在问题

计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是高校工科专业的基础课程之一，改变了传统手工制图效率低下、周期长和不利于保存修改的缺点，广泛应用于机械、建筑、矿山及能源、交通等大部分工科专业教学中。安全工程专业是一个多学科交叉融合的典型应用型专业，对学生的实践能力要求较高，计算机辅助设计则为安全工程专业毕业生从事工程设计、安全施工设计等所必须掌握的技术之一。因此，该课程已被列为安全工程专业人才培养方案中的基本要求之一。

山东科技大学安全工程专业具有30多年的发展历史，培养了大批优秀的安全工程技术人才，并于2012年和2015年两次通过国家工程教育专业认证。通过多年的探索与研究，我校安全工程专业已形成了具有自身特色的专业教学体系。其中，计算机辅助设计是安全工程专业的一门专业基础课，工程图纸设计涉及矿山、岩土、交通、机械及建筑等多个行业领域，对应用型工科专业学生来说，其重要性不言而喻。对培养安全工程专业学生对复杂工程问题的设计、制图、综合设计等利用CAD解决实际问题能力，具有重要的作用。

但该课程在教学过程中也存在一些现实问题，主要表现在以下方面。

1.传统教学模式严重影响教学效果。由于该课程应用性强，理论知识比较枯燥，而当前大部分的Auto CAD学习是在教师灌输式的状态下被动学习软件本身的操作，无法掌握软件设计工程实物技巧，且只能熟悉基本操作，难以真正将课堂知识应用于工程实践，提高其设计、绘图能力。

2.该课程缺乏合适的教材。目前高校普遍使用的教材是偏向机械类的制图系列教材，或者是行业性较强的专门教材。计算机辅助设计是安全工程专业的基础课，学时较少且应用性较强，缺乏符合工业安全的工程背景、通用性较强的合理教材，只能选取较为接近方向的参考教材，严重影响了教学效果。

3.上机学时有限。从课程设置上说，目前高校安全工程专业该课程大多是32学时。其中，上课学时占到三分之二以上，主要是教师对命令的讲解，内容理论性较强。这就造成上机时间减少，导致学生无法进行综合性项目的练习，只能局限于部分命令的操作，严重阻碍了综合绘图及动手设计能力的提高。

因此，针对上述问题，本文结合近年来安全工程《计算机辅助设计》的教学情况分析，对该课程进行教学改革与实践研究，旨在提高学生的学习主动性，更好地将所学知识应用于工程实践。

二、课程教学改革与实践

（一）课程教学内容改革

1.结合安全工程专业性质精选内容，优化知识结构。目前各高校开设的《计算机辅助设计》课程，同时涵盖了二维和三维图形的绘制、编辑及标注等内容，但在实际教学中授课学时有限，不能面面俱到。因此，应根据安全工程专业学生的培养方向精简理论，精选内容，对不同方向的同学有针对性地进行讲解。如矿山安全方向，可以侧重井下巷道断面、通风网络图等；建筑安全方向，可以侧重工程建筑结构等方面的讲解和设计。这种针对方向、结合专业特色的知识结构，能够优化课程体系，使学生将课程学习与将来的就业方向相结合。

2.知识点讲解注重问题反馈。课堂教学结合工程案例进行，对案例中用到的绘图、编辑等命令进行讲解和演示，讲解过程中注意结合每一图例用到的工具栏中的命令，注意快捷键和图形控制命令等的综合使用，将这些合并入案例中，并注重学生上机时的问题反馈。上机时的问题，主要是对课堂知识点讲解的操作命令不够熟悉，不能结合命令行提示进行下一步操作，应注重通过上机中的问题引导学生进行命令操作，提高绘图效率。

（二）课堂教学方法改革

1.运用案例教学法，预设工程问题。由于《计算机辅助设计》是一门操作性、实践性较强的课程，单纯的课堂教学难以让学生的实际绘图和设计能力得到较好的提升，因此在教学过程中，结合专业工程背景，教师精心选择工程实例，预设相关问题，引导学生开动脑筋，寻求通过计算机辅助设计来解决工程图纸的方法。同时，教师注重引导学生，提供解决问题的思路，对绘图方法不做明确性、结论性的统一指导。同时，在问题的选择上，可以结合生产实践或科研课题来进行，注意根据课程要求控制难易程度和学生的兴趣点。

2.互动启发式教学和上机练习的有效结合。启发式教学有利于培养学生的思维能力和操作技能。在课堂知识的内化过程中，教师要引导学生进入正题，通过启发的方式增强课堂教学的互动性。可以采用课堂讨论等各种互动交流方法，教师选定某一主题，学生以5—8人为一组进行讨论设计和绘制方案，各组间也可以交流切磋，增强互动效果。最后，教师对各组情况进行点评和指导，形成某一工程综合图例的多种方案。同时，这一过程可以和上机练习有机结合，根据讨论分析和教师点评结果，由学生进行上机实现。

（三）考核及成绩评定的改革

该课程的传统考试方式是按照笔试的方法，但课程本身的实用性表明：该方法无法真实体现学生的实际动手能力，过于简单和僵化。因此，有必要对课程考核及成绩评定进行改革，这是由课程的自身特点决定的。具体来说，采取“总成绩=平时成绩+图形设计+上机综合制图考试”的方式来考核学生成绩。其中，平时成绩主要包括课堂问题回答及出勤情况；图形设计是在学期主要绘图操作讲解结束后，距结课还有2—3周的时候，教师向学生布置一项综合工程图形设计作业，该作业应明确设计图形的格式、要求及提交时间等信息；上机综合制图考试，是最后结课后的闭卷考试模式。最后，综合上述三项评定对学生的总成绩给出量化分數。该方式既可以促使学生全面掌握专业知识，又能使其动手设计、绘图等工程应用能力得到根本的提高。endprint

三、結语

对安全工程专业《计算机辅助设计》课程的教学改革与实践研究表明，改革后该课程的教学效果得到了提升，存在问题也得到了解决，学生对工程图纸的计算机辅助设计工作表现出浓厚的兴趣，进而由被动学习变为主动探索的状态。当然，该课程教学改革是一项长期的课题，随着专业知识和计算机水平的提升，教学方法和手段会不断深入的更新，课程教学体系也将更为完善。

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Abstract：According to the characteristics of the course computer aided design and the specialty background of safety engineering of Shandong University of Science and Technology，the problems existing in current teaching system is pointed out，the teaching contents and methods is reformed and practiced. In the teaching content，the content selection is combined with the professional property，the structure of knowledge is optimized，problem feedback is emphasized in knowledge explanation. In the teaching methods，the case teaching method is used，and the effective combination of interactive heuristic teaching and practice is used. The examination focuses on the process of assessment，which achieves good results in practice.

Key words：computer aided design；safety engineering；teaching reformendprint