以第二课堂为依托的安全工程专业CAD实践教学研究与探索

佟亮亮，胡文强，王泽恒，刘 辉

(吉林化工学院 资源与环境工程学院，吉林 吉林 132022)

2016年《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出，推动具备条件的普通本科高校向应用型转变[1]。吉林化工学院作为省属地方高校，根据教育部与财政部联合出台的《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》，坚持强化教师队伍建设、完善人才培养方案、深化课程体系改革，目前学校正在向高水平应用型大学转型发展[2]。为适应学校转型发展，培养面向生产一线的现代化工程师，安全工程专业统筹谋划、聚焦重点、精准发力，围绕熟练应用AutoCAD软件已经成为必备技能的现实需求出发，积极调整人才培养目标，科学调优人才培养方案，力求培养能够针对化工、建筑、冶金等安全领域复杂工程问题，自主开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具的技能，满足毕业生从事施工、生产、设计等工作需求[3]。

安全工程专业现有制图相关课三门，分别为基础课程《机械制图》，专业基础课程《安全工程专业CAD》，以及实践课程《工程制图实践》。《机械制图》课程开课时间为第二学期，主要讲授手绘机械构件图纸，以手绘图纸基础知识为主；《工程制图实践》课程以手绘图纸实践为主，上机绘图为辅，学生上机操作AutoCAD课时有限；2018年7月，为适应安全工程专业发展方向，旨在增加学生工程素质能力，资源与环境工程学院在本科教学培养方案中，增设了《安全工程专业CAD》课程，《安全工程专业CAD》课程开课时间为第五学期，总学时16学时，学分为1学分，该课程主要向学生讲授AutoCAD的操作技能以及计算机制图标准、安全工程行业设计基础、相关行业制图标准，如按照《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)要求，向学生讲授行业内标准，但受《安全工程专业CAD》16学时的课时所限，教师讲授AutoCAD操作基础技能和行业标准后，可供学生进行综合训练、巩固所学知识的课时十分有限。

安全工程专业开展以AutoCAD实践课堂为核心的第二课堂项目，学生成立“CAD联盟社团”，聘请《安全工程专业CAD》课程组教师和校外工程师利用业余时间指导社团活动。，通过培训课程、实践项目、课程讲座、学科竞赛的培训模式，提升学生熟练使用CAD、团结协作以及科技创新能力[4]。

一、第二课堂的建立

第二课堂是相对于专业课程体系的课堂教学，以提升学生素质教育为目的开展的认识、学习实践活动，学生在完成培养方案要求的课程后，根据个人自身条件与兴趣，自愿参加学术、社会实践、志愿服务等活动[5]。第二课堂旨在通过开展一系列卓有成效的课余活动，为学生提升创新精神、增强自主学习能力，使学生工程素质能力得到充分的锻炼[6]。

传统第一课堂授课方式、授课内容相对固定，同时受课时所限，上机应用时间少，学生软件应用能力不同，课内的教学内容，只能以教师为主，教师一人讲解内容，学生在课堂中接受相同的授课内容，由于第一课堂的 “一对多”的教学模式，很难兼顾学生不同的学习要求[7-8]。从工程素质能力来说，专业教师欠缺与企业联系，在日常授课中也仅仅是结合教师自身的工作与科研经历，缺乏与一线工程之间的联系，相对缺乏工程实践能力[9]。

在本次第二课堂建立之初，安全工程专业积极联系多位化工、环保、建筑行业一线设计人员，组织工程经验沙龙，通过与设计人员交流，掌握目前行业设计领域基本概况，了解企业对于本专业学生职业素养的需求，丰富工程设计领域知识结构。同时聘任设计人员作为第二课堂工程实践导师，利用其丰富的设计经验，完善CAD实践教学知识体系，配合专业教师，完成实践课堂授课内容。CAD实践教学课堂授课团队由校内教师与工程设计人员共同组成，在教师完成基本课程内容后，组织设计人员在学校开展工程知识讲座，使课堂变得更加贴近实际、生动有趣，使学生更加了解生产一线操控内容，进一步激发学习热情、明确学习目标，促进学有所获、学有所成[10]。资源与环境工程学院现有仿真实验室一个，机房内部配置计算机80台，仿真实验室从硬件条件上可以满足CAD实践教学项目第二课堂上课要求。在2017年11月，资源与环境工程学院成立了 “CAD联盟社团”，学生自愿加入社团，为第二课堂项目的开展创造了条件。

二、课程探索与实践

CAD实践教学授课内容由专业教师与工程设计人员共同完成，学生在第二课堂实践教学中系统、熟练掌握AutoCAD操作方法为实践课程的初级目标；学生通过课程的学习，能够熟悉适用于化工、建筑、冶金等行业的设计施工规范、绘图标准，具备整体识图、绘图能力，熟练掌握工艺图纸、设备布置图、管道布置图、设备图纸、消防平面布置图、防雷布置平面图等图纸的读图与绘制为最终目标。

2017年11月，安全工程专业开始了CAD实践教学的课程讲授，课程突破了传统的课时限制，旨在通过教师和学生共同的努力，使得每名学生真正掌握课程授课内容。课程授课对象为安全工程专业2016级大二学生。课程伊始，授课教师对《GB/T 14689-2008技术制图》标准内容向学生进行一一讲解，其中针对用户图纸幅面、图框格式、标题栏、图形比例、尺寸标注、字体设计样式等内容，依照标准规定进行了系统的讲授，这一部分讲解的意义在于，使学生在工程图纸的设计和绘制的入门学习中，认识到工程建设领域图纸的技术内容具有统一的规定标准，确保学生在入门学习中对规定标准熟练地掌握。

在AutoCAD软件使用方面的授课内容中，首先对AutoCAD二维基本图元、图元编辑、尺寸标注的基本操作进行详细讲解，着重强调了AutoCAD快捷命令的使用，意在通过这种命令交互方式，使同学对AutoCAD的软件操作更加专业。在学生初步熟悉了AutoCAD的使用后，授课教师把小部分授课时间留给学生，形成了学生根据用户使用手册以及网络教程自学、归纳整理形成资料、利用课堂展示与讲解的过程，建立翻转课堂，既是学生对教师授课内容理解程度的检验，也是对学生使用AutoCAD能力的阶段性展示，调动学生学习热情，避免了传统教师讲、学生被动接受的传统授课模式。

在基本AutoCAD操作使用讲解结束后，向每位学生讲解设计领域常用的管道及仪表流程图、设备布置图、管道布置图。着重解读《HG20519-2009 化工工艺施工图内容和深度统一规定》，并简要讲授各类阀门的选用规则、常用DCS仪表符号、典型机泵原理等设计基础知识。讲解消防平面布置图、防雷布置平面图的同时，向学生解读《GB50160-2008石油化工企业设计防火规范》《GB50140-2005建筑灭火器配置设计规范》《GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范》等国家消防安全标准。授课教师向学生解读标准可以联系专业课中学习内容，与生产实际建立联系，了解当下行业应用技术标准，了解安全工程专业本质内涵，有利于学生对于今后专业课程学习的理解与掌握。

实践出真知，经过系统的AutoCAD操作技能、绘图标准和设计标准讲解，对工程图纸绘制具备了相应的知识储备，为全方位锻炼学生绘图能力，授课教师为学生布置六张图纸的绘制任务，来自同一装置的管道及仪表流程图、管道布置图、消防平面布置图、防雷布置平面图、设备图纸、装配图纸，最后绘制完毕装订成册。学生通过工程图纸的实操绘制，可以将前期课程中所学所讲内容进行综合训练，在实际绘制过程中发现自身学习的薄弱环节，培养绘图思想，锻炼绘图技巧，同时通过大量绘制零部件以及设备图例、图纸图框，为学生日后课程设计、毕业设计、工作实践应用积累了素材。学生绘制同一装置的多张图纸，便于工程设计人员进行讲解，同时设计人员可以通过图纸中OPC的连接走向，对整个工艺流程进行讲解，一个工艺流程在图纸中如何进行切割，并对及具体的绘图细节进行详细的介绍。本次实践教学着重注意学生工程素质能力的培养，安全工程专业精心组织工程素质主题讲座，邀请生产一线工程师，以自身工作经验为教材，为学生讲解AutoCAD的实际应用，以学生绘制图纸为案例，讲解自身的绘制思路，并对学生的绘制样张进行分析，指出存在的不足，提出改进的办法，弥补授课教师工程实践知识的不足。讲座中，除讲授AutoCAD软件外，还着重讲解了Smartplant PID、smartplant3D、PDMS、solidworks等多种绘图应用软件，学生切实了解到AutoCAD在实际生产中的重要地位、一线设计生产工作的具体内容、前沿工程应用领域的先进技术，开拓了学生眼界，提升了工程素质能力。

对比传统课程以考试、报告等形式评定学生学习成果，本次CAD实践教学课程，没有采取以上形式的评定手段，参加此次CAD实践教学课程同学，根据个人意愿主动报名，学习热情高涨，学习课程出勤率100%，满额完成了学习任务，教师给予了学分评定。同时，为检验学习成果，教师组织了AutoCAD软件应用沙龙，学生展示个人作品，对比课程前后自身软件使用能力、工程素质能力，分享学习心得体会，并对课程教学内容设置提出宝贵意见。

三、结 语

以第二课堂为依托的安全工程专业CAD实践教学课程，与第一课堂相互配合，以培训学生AutoCAD操作基本技能和增强学生工程素质能力为重点。详细介绍了AutoCAD操作应用对学生专业课程学习以及工作技能提升的重要性。通过第二课堂建立多元化AutoCAD实践教学，激发学生主动学习热情，培养学生实践、创新能力，教学实际效果显著，学生反馈意见集锦。安全工程专业通过实施CAD实践教学课堂教学，不断探索并逐步形成结构合理、灵活高效的第二课堂培训项目，促进安全工程专业人才培养质量的显著提高。