安全工程特色計算機(jī)輔助設(shè)計教學(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《計算機(jī)輔助設(shè)計》的課程特點(diǎn)，本文指出了當(dāng)前教學(xué)中存在的問題，并有針對性地對教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革和實踐。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)化知識結(jié)構(gòu)，知識點(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，在實踐中也取得了良好的效果。
關(guān)鍵詞：計算機(jī)輔助設(shè)計；安全工程；教學(xué)改革
一、《計算機(jī)輔助設(shè)計》的課程地位、作用及存在問題
計算機(jī)輔助設(shè)計（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)是一個多學(xué)科交叉融合的典型應(yīng)用型專業(yè)，對學(xué)生的實踐能力要求較高，計算機(jī)輔助設(shè)計則為安全工程專業(yè)畢業(yè)生從事工程設(shè)計、安全施工設(shè)計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，計算機(jī)輔助設(shè)計是安全工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，工程圖紙設(shè)計涉及礦山、巖土、交通、機(jī)械及建筑等多個行業(yè)領(lǐng)域，對應(yīng)用型工科專業(yè)學(xué)生來說，其重要性不言而喻。對培養(yǎng)安全工程專業(yè)學(xué)生對復(fù)雜工程問題的設(shè)計、制圖、綜合設(shè)計等利用CAD解決實際問題能力，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)下被動學(xué)習(xí)軟件本身的操作，無法掌握軟件設(shè)計工程實物技巧，且只能熟悉基本操作，難以真正將課堂知識應(yīng)用于工程實踐，提高其設(shè)計、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。計算機(jī)輔助設(shè)計是安全工程專業(yè)的基礎(chǔ)課，學(xué)時較少且應(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。其中，上課學(xué)時占到三分之二以上，主要是教師對命令的講解，內(nèi)容理論性較強(qiáng)。這就造成上機(jī)時間減少，導(dǎo)致學(xué)生無法進(jìn)行綜合性項目的練習(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手設(shè)計能力的提高。因此，針對上述問題，本文結(jié)合近年來安全工程《計算機(jī)輔助設(shè)計》的教學(xué)情況分析，對該課程進(jìn)行教學(xué)改革與實踐研究，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，更好地將所學(xué)知識應(yīng)用于工程實踐。
二、課程教學(xué)改革與實踐
（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)化知識結(jié)構(gòu)。目前各高校開設(shè)的《計算機(jī)輔助設(shè)計》課程，同時涵蓋了二維和三維圖形的繪制、編輯及標(biāo)注等內(nèi)容，但在實際教學(xué)中授課學(xué)時有限，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)方向精簡理論，精選內(nèi)容，對不同方向的同學(xué)有針對性地進(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。這種針對方向、結(jié)合專業(yè)特色的知識結(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)時的問題反饋。上機(jī)時的問題，主要是對課堂知識點(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《計算機(jī)輔助設(shè)計》是一門操作性、實踐性較強(qiáng)的課程，單純的課堂教學(xué)難以讓學(xué)生的實際繪圖和設(shè)計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例，預(yù)設(shè)相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋，尋求通過計算機(jī)輔助設(shè)計來解決工程圖紙的方法。同時，教師注重引導(dǎo)學(xué)生，提供解決問題的思路，對繪圖方法不做明確性、結(jié)論性的統(tǒng)一指導(dǎo)。同時，在問題的選擇上，可以結(jié)合生產(chǎn)實踐或科研課題來進(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)的互動性?？梢圆捎谜n堂討論等各種互動交流方法，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)計和繪制方案，各組間也可以交流切磋，增強(qiáng)互動效果。最后，教師對各組情況進(jìn)行點(diǎn)評和指導(dǎo)，形成某一工程綜合圖例的多種方案。同時，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)評結(jié)果，由學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實現(xiàn)。
（三）考核及成績評定的改革
該課程的傳統(tǒng)考試方式是按照筆試的方法，但課程本身的實用性表明：該方法無法真實體現(xiàn)學(xué)生的實際動手能力，過于簡單和僵化。因此，有必要對課程考核及成績評定進(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=平時成績+圖形設(shè)計+上機(jī)綜合制圖考試”的方式來考核學(xué)生成績。其中，平時成績主要包括課堂問題回答及出勤情況；圖形設(shè)計是在學(xué)期主要繪圖操作講解結(jié)束后，距結(jié)課還有2—3周的時候，教師向?qū)W生布置一項綜合工程圖形設(shè)計作業(yè)，該作業(yè)應(yīng)明確設(shè)計圖形的格式、要求及提交時間等信息；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，綜合上述三項評定對學(xué)生的總成績給出量化分?jǐn)?shù)。該方式既可以促使學(xué)生全面掌握專業(yè)知識，又能使其動手設(shè)計、繪圖等工程應(yīng)用能力得到根本的提高。
三、結(jié)語
對安全工程專業(yè)《計算機(jī)輔助設(shè)計》課程的教學(xué)改革與實踐研究表明，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)生對工程圖紙的計算機(jī)輔助設(shè)計工作表現(xiàn)出濃厚的興趣，進(jìn)而由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹剿鞯臓顟B(tài)。當(dāng)然，該課程教學(xué)改革是一項長期的課題，隨著專業(yè)知識和計算機(jī)水平的提升，教學(xué)方法和手段會不斷深入的更新，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)工程國家級實驗教學(xué)示范中心
