基于工程實(shí)踐探討環(huán)境工程CAD課程教學(xué)改革

基于工程實(shí)踐探討環(huán)境工程CAD課程教學(xué)改革基于項(xiàng)目實(shí)踐探討環(huán)境項(xiàng)目CAD課程教學(xué)改革

傳統(tǒng)的環(huán)境項(xiàng)目設(shè)計(jì)辦法已不適應(yīng)當(dāng)前社會對項(xiàng)目設(shè)計(jì)高質(zhì)量、高速度開展的要求，因此，采用環(huán)境項(xiàng)目專業(yè)專用的AutoCAD繪圖軟件提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)水平和效率，降低耗費(fèi)和項(xiàng)目開發(fā)周期，提高勞動生產(chǎn)率勢在必行[1，2]。

環(huán)境項(xiàng)目CAD是面向環(huán)境項(xiàng)目、環(huán)境科學(xué)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)根底課，是學(xué)生大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)課的一個(gè)綜合應(yīng)用過程。通過該課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能熟練應(yīng)用AutoCAD繪圖軟件進(jìn)行水處理項(xiàng)目、大氣污染控制項(xiàng)目、固體廢棄物的處理與處置、噪聲污染控制項(xiàng)目、給水項(xiàng)目等課程的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與專業(yè)圖紙的繪制，為后續(xù)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)效勞，為學(xué)生工作和繼續(xù)深造打下良好的項(xiàng)目根底。該課程由于波及內(nèi)容廣、實(shí)踐性強(qiáng)，與本專業(yè)其他課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式上有很大的不同[3，4]。

該課程傳統(tǒng)教學(xué)存在教學(xué)內(nèi)容重理論輕實(shí)踐、教學(xué)內(nèi)容不能與時(shí)俱進(jìn)、教學(xué)深度達(dá)不到項(xiàng)目實(shí)踐要求、教學(xué)效果達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)等問題[5]。高校在培養(yǎng)高層次人才時(shí)應(yīng)緊跟知識體系、政策法規(guī)等更新步伐，同時(shí)采取行之有效的教學(xué)辦法，以提高教學(xué)效果，培養(yǎng)項(xiàng)目實(shí)踐能力突出的人才。

1環(huán)境項(xiàng)目CAD教學(xué)現(xiàn)狀及問題

1.1學(xué)科課程間交互、聯(lián)系少

環(huán)境項(xiàng)目CAD是一門基于環(huán)境項(xiàng)目其他專業(yè)課程，如水污染控制項(xiàng)目、大氣污染控制項(xiàng)目、固體廢物處理與處置、噪聲污染控制項(xiàng)目、給水項(xiàng)目等課程，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的綜合應(yīng)用課程，與其他專業(yè)課有著很強(qiáng)的聯(lián)系。但在實(shí)際教學(xué)中，由于各課程授課教師間溝通較少，導(dǎo)致各專業(yè)課程相互獨(dú)立，達(dá)不到各課程間互為根底、互為指導(dǎo)和互為應(yīng)用的目標(biāo)[6]。

以水污染控制項(xiàng)目的課程設(shè)計(jì)為例，該課程開設(shè)的目的是讓學(xué)生將所學(xué)的有關(guān)水污染控制的相關(guān)理論知識應(yīng)用于項(xiàng)目實(shí)踐設(shè)計(jì)。但該課程教師要求學(xué)生重點(diǎn)掌握根據(jù)水量、水質(zhì)特征、出水水質(zhì)要求選擇適宜的處理工藝流程，根據(jù)工藝流程和廠址占地面積設(shè)計(jì)各處理構(gòu)筑物的尺寸及數(shù)量，并據(jù)此進(jìn)行設(shè)備的選型、管道的連接，根據(jù)廠址所處地理位置及周邊水文氣象條件、布圖原那么等，確定廠內(nèi)合理平面圖布局等。至于如何應(yīng)用CAD技術(shù)更便捷、有效地進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，并按照行業(yè)制圖標(biāo)準(zhǔn)將項(xiàng)目設(shè)計(jì)系統(tǒng)、完整、清晰地?cái)⑹龀鰜恚撜n程教師認(rèn)為這是環(huán)境項(xiàng)目CAD課程教師講授的內(nèi)容。在環(huán)境項(xiàng)目CAD課堂上，教師的教學(xué)重點(diǎn)是讓學(xué)生熟練操作各繪圖命令及簡單的獨(dú)立圖形，而不是系統(tǒng)地講解水污染控制項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及繪制過程，這就導(dǎo)致了課程間知識的相互獨(dú)立，造成學(xué)生不能將所學(xué)專業(yè)知識融會貫穿，不能應(yīng)用于項(xiàng)目實(shí)踐。

1.2教材內(nèi)容與項(xiàng)目實(shí)踐脫節(jié)

筆者查閱環(huán)境項(xiàng)目CAD課程教材發(fā)現(xiàn)，大局部教材存在如下缺點(diǎn)：大量篇幅用于介紹繪圖根本命令；制圖標(biāo)準(zhǔn)是對AutoCAD制圖較籠統(tǒng)的介紹，沒有按照行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹；介紹的繪圖實(shí)例沒有系統(tǒng)地按照環(huán)境項(xiàng)目學(xué)科的特點(diǎn)選取；介紹的AutoCAD軟件版本更新較慢，普遍落后于市場上AutoCAD軟件最新版本，導(dǎo)致課程教學(xué)與實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用脫節(jié)。

示例：目前AutoCAD軟件的最新版本是AutoCAD2022，而大部教材內(nèi)容基于AutoCAD2022或AutoCAD2022版本，各版本之間在命令及功能上存在差異。在項(xiàng)目實(shí)踐中，各設(shè)計(jì)單位緊跟軟件版本升級換代，相比之下，學(xué)校的教學(xué)落后于項(xiàng)目實(shí)踐應(yīng)用。另外，AutoCAD軟件是一款通用繪圖軟件，各個(gè)行業(yè)都有針對行業(yè)特點(diǎn)二次開發(fā)的專用項(xiàng)目設(shè)計(jì)及繪圖軟件，如國內(nèi)環(huán)境項(xiàng)目專業(yè)比擬優(yōu)秀也比擬常用的項(xiàng)目設(shè)計(jì)及繪圖專用軟件包括天正CAD、中望CAD等，這些軟件雖然都是在AutoCAD軟件的根底上進(jìn)行的二次開發(fā)，但它們都將AutoCAD軟件與環(huán)境項(xiàng)目專業(yè)的特點(diǎn)結(jié)合，但我們在教學(xué)中只是對AutoCAD軟件進(jìn)行介紹和應(yīng)用，與項(xiàng)目實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)。

1.3教學(xué)方式不利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)

目前，我校環(huán)境項(xiàng)目CAD課程采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，以教師課堂講授為主，向?qū)W生逐一講解、演示各個(gè)繪圖及編輯命令的使用，簡單介紹單個(gè)圖形的繪制步驟，學(xué)生課后依照給定圖形進(jìn)行繪圖練習(xí)。課堂理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)踐操作安頓不當(dāng)，達(dá)不到理論指導(dǎo)實(shí)踐及實(shí)踐豐盛理論的目的。學(xué)生學(xué)會了命令的操作，但不能真正使用AutoCAD軟件進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及繪圖，達(dá)不到運(yùn)用所學(xué)理論指導(dǎo)項(xiàng)目實(shí)踐的要求[7]。

理論教學(xué)與上機(jī)操作相互獨(dú)立。如課堂教學(xué)時(shí)，教師按照教學(xué)大綱要求講授圓的繪制，在AutoCAD軟件繪圖界面中，教師進(jìn)行命令的選取及繪制圓的操作，但圓的繪制有2P，3P，CR，CD，TTR和TTT等多種繪制辦法，應(yīng)根據(jù)已知的條件選擇適宜的繪制辦法。假設(shè)已知通過兩點(diǎn)那么選擇2P的辦法，已知通過三點(diǎn)那么選擇3P的辦法，已知通過兩個(gè)切點(diǎn)和半徑那么選用TTR的辦法，已知通過三個(gè)切點(diǎn)那么選用TTT的繪制辦法。學(xué)生在課堂上貌似聽明白了，但課后的上機(jī)練習(xí)并不能根據(jù)實(shí)際情況繪圖。上機(jī)操作時(shí)，學(xué)生只是按照教師給定的圖形依葫蘆畫瓢將圖形繪制出來，不足自主思考、自行設(shè)計(jì)項(xiàng)目的鍛煉，不能很好地把理論知識應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目圖紙的繪制中。

2基于項(xiàng)目實(shí)踐的環(huán)境項(xiàng)目CAD教學(xué)改革

2.1優(yōu)化課程設(shè)置，促進(jìn)課程間有機(jī)聯(lián)系

針對目前國內(nèi)大局部高校開設(shè)有水污染控制項(xiàng)目課程設(shè)計(jì)、大氣污染控制課程設(shè)計(jì)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)、環(huán)境項(xiàng)目CAD等課程，同時(shí)又存在課程間相互獨(dú)立的問題，在課程設(shè)置時(shí)應(yīng)將各課程的設(shè)計(jì)局部安頓在環(huán)境項(xiàng)目CAD課程中，使各課程設(shè)計(jì)與環(huán)境項(xiàng)目CAD有機(jī)結(jié)合，并由課程設(shè)計(jì)教師與環(huán)境項(xiàng)目CAD教師共同指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)，更好地指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)專業(yè)知識應(yīng)用于環(huán)境項(xiàng)目CAD設(shè)計(jì)，并用環(huán)境項(xiàng)目CAD的優(yōu)越性輔助實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)及圖紙繪制，以彌補(bǔ)課程設(shè)計(jì)教師對環(huán)境項(xiàng)目CAD知識欠缺和環(huán)境項(xiàng)目CAD教師對各課程設(shè)計(jì)理論知識的缺乏。在課程開設(shè)的時(shí)間安頓方面，環(huán)境項(xiàng)目CAD應(yīng)安頓在各理論課程開設(shè)之后，在各課程設(shè)計(jì)之前，以便學(xué)生有足夠的理論知識加深對環(huán)境項(xiàng)目CAD的理解和指導(dǎo)環(huán)境項(xiàng)目CAD的設(shè)計(jì)繪圖，同時(shí)又能熟練地應(yīng)用環(huán)境項(xiàng)目CAD對實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪圖。2.2深化教學(xué)內(nèi)容，到達(dá)教學(xué)目標(biāo)要求

在學(xué)生現(xiàn)有計(jì)算機(jī)使用根底上，通過教師簡單介紹，學(xué)生能夠很快掌握AutoCAD軟件根本命令的操作。一方面，教師應(yīng)把講授重點(diǎn)放在環(huán)境項(xiàng)目專業(yè)圖紙的設(shè)計(jì)和制圖標(biāo)準(zhǔn)上，讓學(xué)生掌握本專業(yè)圖紙的標(biāo)準(zhǔn)[8]。如各類圖的圖紙大小選擇及對應(yīng)圖號不同字體高度的匹配，不同圖常用比例的選擇及圖幅如何布置等，常用符號，如指北針、標(biāo)高符號等繪制尺寸。另一方面，應(yīng)全面系統(tǒng)地介紹一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目全套圖紙的設(shè)計(jì)與繪制，如以典型污水處理廠A2/O工藝、氧化溝工藝、印染廢水處理工藝、食品行業(yè)廢水處理工藝等進(jìn)行平面圖的設(shè)計(jì)及繪制、工藝高程圖的設(shè)計(jì)及繪制、各主要處理單元工藝圖的設(shè)計(jì)及繪制，常用設(shè)備，如泵、風(fēng)機(jī)等的選型及繪制等，讓學(xué)生對實(shí)際項(xiàng)目形成全面認(rèn)識。

適當(dāng)介紹國內(nèi)較優(yōu)秀的環(huán)境項(xiàng)目專業(yè)常用軟件，加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)際工作中常用軟件的認(rèn)識。如天正給排水軟件，在AutoCAD軟件的根底上，疊加了智能化管線系統(tǒng)等模塊，可以快速布置平面圖，生成系統(tǒng)圖，進(jìn)行各系統(tǒng)的計(jì)算，并自動生成設(shè)計(jì)表明書，可以使設(shè)計(jì)人員快速完成圖紙的繪制，同時(shí)合乎設(shè)計(jì)要求。

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2.3改革教學(xué)方式，提高學(xué)生項(xiàng)目實(shí)踐能力

該課程具有實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，隨著計(jì)算機(jī)的遍及，理論課可以允許學(xué)生帶筆記本電腦到教室，在教師講解的同時(shí)，學(xué)生可以實(shí)時(shí)操作，提高教學(xué)效果。教師隨堂給定練習(xí)圖形，激勵學(xué)生采用不同的繪制辦法，請學(xué)生到講臺上操作演示，共同探討，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。適當(dāng)增加教材中沒有介紹的繪圖和編輯命令，使用簡便的繪圖技巧快速完成圖形繪制，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在課程教學(xué)過程中推廣案例教學(xué)法。案例的選取應(yīng)根據(jù)高校自身的專業(yè)特色，選取具有典型代表性，與所學(xué)理論知識有直接聯(lián)系，并且經(jīng)過深入調(diào)研，來源于實(shí)踐而不是由教師主觀臆測和虛構(gòu)的案例。筆者在授課當(dāng)選取北京市小紅門污水處理廠〔學(xué)生之前曾在這里進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)〕為講授案例，從水量、水質(zhì)、排放規(guī)范、回用目的等方面分析其污水處理工藝選取的依據(jù)，設(shè)計(jì)并計(jì)算各處理構(gòu)筑的尺寸及數(shù)量，繪制包括平面布置、管道布置、工藝高程、主體構(gòu)筑物工藝、主要設(shè)備等圖紙，提高學(xué)生將理論知識應(yīng)用于項(xiàng)目實(shí)踐的能力。

充沛利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上獲取知識和信息的能力，如介紹土木項(xiàng)目網(wǎng)