浅谈环境工程制图（环境工程装置）与CAD教学改革

摘要：随着社会发展对高素质技能型人才需求的日益增长，高职院校的环境工程专业必须重视工程制图课程教学质量的提高，通过对传统环境工程制图教学进行改革，将其与CAD教学相结合，侧重于学生环境工程专业知识实践应用能力和计算机辅助设计能力的培养，从而推动高职院校环境工程专业教学的可持续发展。本文结合该课程的教学实践，分析目前计算机辅助设计课程的特点，着重介绍为培养学生实践能力而在教学内容和方法上进行的一系列改革实践，并提出了在教学过程中需要注意的问题。
一、环境工程制图与CAD教学改革的必要性：
        环境工程制图是环境工程专业的一门重要技术基础课，也是环境工程项目实施的基础。该课程着重于培养学生的形象思维能力、空间想象能力、审美能力、设计表达能力、创新构形能力，具备实践性较强的特点，所以环境工程制图课程必须构建以社会需求为导向，以工程技术为主线，以实际工程为背景的教学模式，在教学中重视学生环境工程意识、素质、实践能力的提高。而CAD绘图教学作为培养学生环境工程制图实践技能的重要途径，大多数高职院校往往却没有处理好两者之间的关系。部分院校将环境工程制图与CAD绘图合并为一门课程，将CAD教学放置工程制图教学内容之后进行集中讲解，受课时限制，学生对计算机绘图的学习不够充分，导致教学效果欠佳；部分院校将环境工程制图与CAD绘图设置为两门独立的课程，虽然两门课程的课时充裕性得到了保证，但是由于两者的教学内容存在诸多重复之处，并且衔接内容较多，致使学生在学习两门课程时无法将制图知识与计算机辅助设计技术有效结合起来，不利于学生综合制图能力的提高。因此，对环境工程制图与CAD教学进行改革已经突显其必要性，只有将两者进行融合性教学才能真正解决工程制图与CAD技术相脱节的问题。在教学中，教师应当将环境工程制图视为学习计算机绘图的知识基础，将计算机绘图视为提高环境工程制图学习成效的重要方法，同时在充分掌握制图理论知识的基础上，运用计算机绘图技术完成大作业，使学生将理论与实践相结合，提高专业知识实践应用能力和计算机辅助设计能力，为后续的课程学习奠定坚实基础。
二、环境工程制图与CAD教学改革的具体实施策略：
（一）优化调整课程教材：
        教材的选用是环境工程制图与CAD教学改革的关键环节之一。为了确保学生能够全面掌握环境工程专业的基础知识和专业知识，实现高职教育教学目标，应当根据环境工程制图要求，自编或合理选用教材。教材内容上要突显非机械类制图的特点，涵盖制图基本原理、本专业常见工程图等，并且保证绘图过程均可利用CAD软件进行呈现，增强环境工程制图与计算机绘图技术结合的紧密性。在教材的编排上要加强制图基础、投影理念、构型表达等传统教学内容，适当削减画法几何等陈旧的教学内容，并大幅度增加以计算机三维几何造型为主的现代先进知识。教材内容的取舍要以环境工程专业特点为根本出发点，在确保基本理论完善的基础上，增加建筑施工图、管道施工图、给排水工程图等内容，为专业课程学习奠定扎实基础。通过优化调整教材，使学生在学习中能够始终处于形的概念中，从小的立体、组合体，延伸到建筑形体，拓展到建筑物、给排水系统和管道系统等，让学生对环境工程制图构建起整体轮廓。为了将CAD技术融合于环境工程制图课程教材中，应当结合环境工程的设计特点，运用实例教学法，重视学生实际操作能力的培养、实践经验的积累。
（二）运用有效的教学方法：
        在环境工程制图与CAD教学改革中，应当运用两者相结合的教学方法，提高教学效率。首先，同步讲授制图基础知识和CAD绘图基础知识，要求学生掌握线型、圆弧等铅笔手工绘图技巧，在此基础上再开展CAD软件基本命令和基础操作教学；其次，重视基于CAD三维建模技术的环境工程制图教学。为了提高学生三维建模能力，要在进行完软件基本命令和基础操作教学之后，开展普通正方体、球体、圆柱体、长方体、锥体及其简单组合体的教学，利用CAD三维实体投影转换成二维平面图的功能，拓展学生的想象空间，并且利用CAD软件对不同类型的组合体和曲面进行投影的教学手段，对典型案例进行详细讲解，以增强学生的视图能力；再次，教师在教学中要分清教学重点，合理运用CAD软件技术化解教学难点。如，重点讲解环境工程制图的重要概念和标准，利用CAD三维建模讲解投影规律，着重讲解形位公差、配合公差等学生难以理解的教学内容。
（三）重视实践教学
        在环境工程制图与CAD教学改革中，要增加实践教学环节，重视学生对于环境工程专业环境工程实践能力的提升。例如，在进行环境二维工程教学中，对于给排水制图标准教学不仅要求学生掌握平面图、流程图、高程图的绘制技巧，还应要求学生掌握环境工程设备图的基本要求和绘制技巧。同时，为了提高学生参与实践教学活动的积极性，教师可以利用网络教学平台，通过让学生在“筑龙网”、“给排水在线”等专业网站主动收集资料，获取知识信息，从而完成教师布置的大作业，提高学生信息收集利用能力，以及理论知识运用于实践操作的能力。
三、改进授课的具体措施：
　　1.结合专业特点安排授课内容
　　环境工程CAD和机械CAD及其他专业CAD不同，教师讲授时，要注重专业特色，重点讲授环境工程处理工艺流程图、平面布置图及独立的环境工程处理设施的绘制步骤和方法，以及相关技巧；了解相应专业的标准和规范；环境工程专业属于新兴专业，目前对这一专业还没有设立标准，所以教师在讲授时要提醒学生环境工程制图可以参照建筑制图和土木工程制图及水利水电工程制图的标准。
　　2.增加三维绘图讲解课时
        到目前为止，大部分设计、施工、监理部门的工程图都是二维平面图形。所以，在先前的环境工程CAD教学中，一般仍局限在学习CAD软件的基本功能和基本操作上，忽略了对学生三维设计思想和能力的培养。随着版本的更新、升级尤其是在AutoCAD2008以后的版本，越来越显示其在绘制三维立体图形的强大功能，方便性和快捷性也得到了极大的提高。由于三维立体图形具有“看得见、摸得着”的效果，因此极大地激发了学生的学习激情。而且，随着计算机硬件和软件的飞速发展，用人单位对三维设计和建模人才的需求也越来越旺盛。例如，一些纯水环保公司在布管设计阶段就要求进行建模设计，在完成三维图形设计后将其转换为二维图纸，加工人员就是在三维图纸和二维图纸的共同指导下进行加工制作。因此，只会CAD软件基本操作的毕业生很难适应人才市场的需求。
四、结语：
《CAD制图》在环境工程专业教学活动中起着越来越重要的作用。为了将CAD技术融合于环境工程制图课程教材中，应当结合环境工程的设计特点，运用实例教学法，重视学生实际操作能力的培养、实践经验的积累。通过此类课程的开设，学生的工程实践能力和创新能力得到明显的提高。
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