安全工程特色計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)改革

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摘要：結(jié)合山東科技大學(xué)安全工程特色專業(yè)的背景和《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》的課程特點(diǎn)，本文指出了當(dāng)前教學(xué)中存在的問題，并有針對(duì)性地對(duì)教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革和實(shí)踐。在教學(xué)內(nèi)容上，注重結(jié)合專業(yè)性質(zhì)精選內(nèi)容，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，知識(shí)點(diǎn)的講解注重問題反饋；在教學(xué)方法上，采用案例教學(xué)法，注重互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)和上機(jī)練習(xí)的有效結(jié)合；考核方式上，注重過程考核，在實(shí)踐中也取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；安全工程；教學(xué)改革

一、《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》的課程地位、作用及存在問題

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）是高校工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，改變了傳統(tǒng)手工制圖效率低下、周期長(zhǎng)和不利于保存修改的缺點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、礦山及能源、交通等大部分工科專業(yè)教學(xué)中。安全工程專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉融合的典型應(yīng)用型專業(yè)，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力要求較高，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)則為安全工程專業(yè)畢業(yè)生從事工程設(shè)計(jì)、安全施工設(shè)計(jì)等所必須掌握的技術(shù)之一。因此，該課程已被列為安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的基本要求之一。山東科技大學(xué)安全工程專業(yè)具有30多年的發(fā)展歷史，培養(yǎng)了大批優(yōu)秀的安全工程技術(shù)人才，并于2012年和2015年兩次通過國(guó)家工程教育專業(yè)認(rèn)證。通過多年的探索與研究，我校安全工程專業(yè)已形成了具有自身特色的專業(yè)教學(xué)體系。其中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是安全工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)涉及礦山、巖土、交通、機(jī)械及建筑等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，對(duì)應(yīng)用型工科專業(yè)學(xué)生來說，其重要性不言而喻。對(duì)培養(yǎng)安全工程專業(yè)學(xué)生對(duì)復(fù)雜工程問題的設(shè)計(jì)、制圖、綜合設(shè)計(jì)等利用CAD解決實(shí)際問題能力，具有重要的作用。但該課程在教學(xué)過程中也存在一些現(xiàn)實(shí)問題，主要表現(xiàn)在以下方面。1.傳統(tǒng)教學(xué)模式嚴(yán)重影響教學(xué)效果。由于該課程應(yīng)用性強(qiáng)，理論知識(shí)比較枯燥，而當(dāng)前大部分的AutoCAD學(xué)習(xí)是在教師灌輸式的狀態(tài)下被動(dòng)學(xué)習(xí)軟件本身的操作，無法掌握軟件設(shè)計(jì)工程實(shí)物技巧，且只能熟悉基本操作，難以真正將課堂知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐，提高其設(shè)計(jì)、繪圖能力。2.該課程缺乏合適的教材。目前高校普遍使用的教材是偏向機(jī)械類的制圖系列教材，或者是行業(yè)性較強(qiáng)的專門教材。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是安全工程專業(yè)的基礎(chǔ)課，學(xué)時(shí)較少且應(yīng)用性較強(qiáng)，缺乏符合工業(yè)安全的工程背景、通用性較強(qiáng)的合理教材，只能選取較為接近方向的參考教材，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。3.上機(jī)學(xué)時(shí)有限。從課程設(shè)置上說，目前高校安全工程專業(yè)該課程大多是32學(xué)時(shí)。其中，上課學(xué)時(shí)占到三分之二以上，主要是教師對(duì)命令的講解，內(nèi)容理論性較強(qiáng)。這就造成上機(jī)時(shí)間減少，導(dǎo)致學(xué)生無法進(jìn)行綜合性項(xiàng)目的練習(xí)，只能局限于部分命令的操作，嚴(yán)重阻礙了綜合繪圖及動(dòng)手設(shè)計(jì)能力的提高。因此，針對(duì)上述問題，本文結(jié)合近年來安全工程《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》的教學(xué)情況分析，對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐研究，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，更好地將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐。

二、課程教學(xué)改革與實(shí)踐

（一）課程教學(xué)內(nèi)容改革

1.結(jié)合安全工程專業(yè)性質(zhì)精選內(nèi)容，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)。目前各高校開設(shè)的《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程，同時(shí)涵蓋了二維和三維圖形的繪制、編輯及標(biāo)注等內(nèi)容，但在實(shí)際教學(xué)中授課學(xué)時(shí)有限，不能面面俱到。因此，應(yīng)根據(jù)安全工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)方向精簡(jiǎn)理論，精選內(nèi)容，對(duì)不同方向的同學(xué)有針對(duì)性地進(jìn)行講解。如礦山安全方向，可以側(cè)重井下巷道斷面、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖等；建筑安全方向，可以側(cè)重工程建筑結(jié)構(gòu)等方面的講解和設(shè)計(jì)。這種針對(duì)方向、結(jié)合專業(yè)特色的知識(shí)結(jié)構(gòu)，能夠優(yōu)化課程體系，使學(xué)生將課程學(xué)習(xí)與將來的就業(yè)方向相結(jié)合。2.知識(shí)點(diǎn)講解注重問題反饋。課堂教學(xué)結(jié)合工程案例進(jìn)行，對(duì)案例中用到的繪圖、編輯等命令進(jìn)行講解和演示，講解過程中注意結(jié)合每一圖例用到的工具欄中的命令，注意快捷鍵和圖形控制命令等的綜合使用，將這些合并入案例中，并注重學(xué)生上機(jī)時(shí)的問題反饋。上機(jī)時(shí)的問題，主要是對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)講解的操作命令不夠熟悉，不能結(jié)合命令行提示進(jìn)行下一步操作，應(yīng)注重通過上機(jī)中的問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行命令操作，提高繪圖效率。

（二）課堂教學(xué)方法改革

1.運(yùn)用案例教學(xué)法，預(yù)設(shè)工程問題。由于《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》是一門操作性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，單純的課堂教學(xué)難以讓學(xué)生的實(shí)際繪圖和設(shè)計(jì)能力得到較好的提升，因此在教學(xué)過程中，結(jié)合專業(yè)工程背景，教師精心選擇工程實(shí)例，預(yù)設(shè)相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋，尋求通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來解決工程圖紙的方法。同時(shí)，教師注重引導(dǎo)學(xué)生，提供解決問題的思路，對(duì)繪圖方法不做明確性、結(jié)論性的統(tǒng)一指導(dǎo)。同時(shí)，在問題的選擇上，可以結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐或科研課題來進(jìn)行，注意根據(jù)課程要求控制難易程度和學(xué)生的興趣點(diǎn)。2.互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)和上機(jī)練習(xí)的有效結(jié)合。啟發(fā)式教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和操作技能。在課堂知識(shí)的內(nèi)化過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入正題，通過啟發(fā)的方式增強(qiáng)課堂教學(xué)的互動(dòng)性?？梢圆捎谜n堂討論等各種互動(dòng)交流方法，教師選定某一主題，學(xué)生以5—8人為一組進(jìn)行討論設(shè)計(jì)和繪制方案，各組間也可以交流切磋，增強(qiáng)互動(dòng)效果。最后，教師對(duì)各組情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)，形成某一工程綜合圖例的多種方案。同時(shí)，這一過程可以和上機(jī)練習(xí)有機(jī)結(jié)合，根據(jù)討論分析和教師點(diǎn)評(píng)結(jié)果，由學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實(shí)現(xiàn)。

（三）考核及成績(jī)?cè)u(píng)定的改革

該課程的傳統(tǒng)考試方式是按照筆試的方法，但課程本身的實(shí)用性表明：該方法無法真實(shí)體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，過于簡(jiǎn)單和僵化。因此，有必要對(duì)課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定進(jìn)行改革，這是由課程的自身特點(diǎn)決定的。具體來說，采取“總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+圖形設(shè)計(jì)+上機(jī)綜合制圖考試”的方式來考核學(xué)生成績(jī)。其中，平時(shí)成績(jī)主要包括課堂問題回答及出勤情況；圖形設(shè)計(jì)是在學(xué)期主要繪圖操作講解結(jié)束后，距結(jié)課還有2—3周的時(shí)候，教師向?qū)W生布置一項(xiàng)綜合工程圖形設(shè)計(jì)作業(yè)，該作業(yè)應(yīng)明確設(shè)計(jì)圖形的格式、要求及提交時(shí)間等信息；上機(jī)綜合制圖考試，是最后結(jié)課后的閉卷考試模式。最后，綜合上述三項(xiàng)評(píng)定對(duì)學(xué)生的總成績(jī)給出量化分?jǐn)?shù)。該方式既可以促使學(xué)生全面掌握專業(yè)知識(shí)，又能使其動(dòng)手設(shè)計(jì)、繪圖等工程應(yīng)用能力得到根本的提高。

三、結(jié)語(yǔ)

對(duì)安全工程專業(yè)《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐研究表明，改革后該課程的教學(xué)效果得到了提升，存在問題也得到了解決，學(xué)生對(duì)工程圖紙的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工作表現(xiàn)出濃厚的興趣，進(jìn)而由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索的狀態(tài)。當(dāng)然，該課程教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的課題，隨著專業(yè)知識(shí)和計(jì)算機(jī)水平的提升，教學(xué)方法和手段會(huì)不斷深入的更新，課程教學(xué)體系也將更為完善。

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作者:黃冬梅 劉音 徐春曉 單位:山東科技大學(xué)礦業(yè)與安全工程學(xué)院 礦業(yè)工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心