环境工程CAD_基于工程实践探讨环境工程CAD课程教学的问题和策略

基于工程实践探讨环境工程CAD课程教学的问题和策略

环境工程CAD是面向环境工程、环境科学专业开设的一 门专业基础课，是学生大学期间所学专业课的一个综合应用 过程。通过该课程学习，学生应能熟练应用AutoCAD绘图软 件进行水处理工程、大气污染控制工程、固体废弃物的处理 与处置、噪声污染控制工程、给水工程等课程的工程设计与 专业图纸的绘制，为后续生产实习、课程设计、毕业设计等 环节服务，为学生工作和继续深造打下良好的工程基础。该 课程由于涉及内容广、实践性强，与本专业其他课程在教学 内容和教学方式上有很大的不同[3，4]。

该课程传统教学存在教学内容重理论轻实践、教学内容 不能与时俱进、教学深度达不到工程实践要求、教学效果达 不到教学目标等问题[5]。高校在培养高层次人才时应紧跟 知识体系、政策法规等更新步伐，同时采取行之有效的教学 方法，以提高教学效果，培养工程实践能力突出的人才。

1 环境工程CAD教学现状及问题 1.1 学科课程间交互、联系少 环境工程CAD是一门基于环境工程其他专业课程，如水 污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置、噪声污染控制工程、给水工程等课程，运用计算机辅助设计 的综合应用课程，与其他专业课有着很强的联系。但在实际 教学中，由于各课程授课教师间沟通较少，导致各专业课程 相互独立，达不到各课程间互为基础、互为指导和互为应用 的目标[6]。

以水污染控制工程的课程设计为例，该课程开设的目的 是让学生将所学的有关水污染控制的相关理论知识应用于 工程实践设计。但该课程教师要求学生重点掌握根据水量、 水质特征、出水水质要求选择合适的处理工艺流程，根据工 艺流程和厂址占地面积设计各处理构筑物的尺寸及数量，并 据此进行设备的选型、管道的连接，根据厂址所处地理位置 及周边水文气象条件、布图原则等，确定厂内合理平面图布 局等。至于如何应用CAD技术更便捷、有效地进行工程设计， 并按照行业制图规范将工程设计系统、完整、清晰地表达出 来，该课程教师认为这是环境工程CAD课程教师讲授的内容。

在环境工程CAD课堂上，教师的教学重点是让学生熟练操作 各绘图命令及简单的独立图形，而不是系统地讲解水污染控 制工程的设计及绘制过程，这就导致了课程间知识的相互独 立，造成学生不能将所学专业知识融会贯通，不能应用于工 程实践。

1.2 教材内容与工程实践脱节 笔者查阅环境工程CAD课程教材发现，大部分教材存在 如下缺点：大量篇幅用于介绍绘图基本命令；
制图规范是对AutoCAD制图较笼统的介绍，没有按照行业特点进行详细介 绍；
介绍的绘图实例没有系统地按照环境工程学科的特点选 取；
介绍的AutoCAD软件版本更新较慢，普遍落后于市场上 AutoCAD软件最新版本，导致课程教学与实际工程应用脱节。

例如：目前AutoCAD软件的最新版本是AutoCAD2015，而 大部教材内容基于AutoCAD2007或AutoCAD2010版本，各版本 之间在命令及功能上存在差别。在工程实践中，各设计单位 紧跟软件版本升级换代，相比之下，学校的教学落后于工程 实践应用。另外，AutoCAD软件是一款通用绘图软件，各个 行业都有针对行业特点二次开发的专用工程设计及绘图软 件，如国内环境工程专业比较优秀也比较常用的工程设计及 绘图专用软件包括天正CAD、中望CAD等，这些软件虽然都是 在AutoCAD软件的基础上进行的二次开发，但它们都将 AutoCAD软件与环境工程专业的特点结合，但我们在教学中 只是对AutoCAD软件进行介绍和应用，与工程实践应用脱节。

1.3 教学方式不利于实现教学目标 理论教学与上机操作相互独立。如课堂教学时，教师按 照教学大纲要求讲授圆的绘制，在AutoCAD软件绘图界面中， 教师进行命令的选取及绘制圆的操作，但圆的绘制有2P，3P， CR，CD，TTR和TTT等多种绘制方法，应根据已知的条件选择 合适的绘制方法。若已知通过两点则选择2P的方法，已知通 过三点则选择3P的方法，已知通过两个切点和半径则选用 TTR的方法，已知通过三个切点则选用TTT的绘制方法。学生在课堂上貌似听明白了，但课后的上机练习并不能根据实际 情况绘图。上机操作时，学生只是按照教师给定的图形依葫 芦画瓢将图形绘制出来，缺乏自主思考、自行设计工程的锻 炼，不能很好地把理论知识应用到实际工程图纸的绘制中。

2 基于工程实践的环境工程CAD教学改革 2.1 优化课程设置，促进课程间有机联系 2.2 深化教学内容，达到教学目标要求 在学生现有计算机使用基础上，通过教师简单介绍，学 生能够很快掌握AutoCAD软件基本命令的操作。一方面，教 师应把讲授重点放在环境工程专业图纸的设计和制图规范 上，让学生掌握本专业图纸的规范[8]。如各类图的图纸大 小选择及对应图号不同字体高度的匹配，不同图常用比例的 选择及图幅如何布置等，常用符号，如指北针、标高符号等 绘制尺寸。另一方面，应全面系统地介绍一个实际工程全套 图纸的设计与绘制，如以典型污水处理厂A2/O工艺、氧化沟 工艺、印染废水处理工艺、食品行业废水处理工艺等进行平 面图的设计及绘制、工艺高程图的设计及绘制、各主要处理 单元工艺图的设计及绘制，常用设备，如泵、风机等的选型 及绘制等，让学生对实际工程形成全面认识。

适当介绍国内较优秀的环境工程专业常用软件，加强学 生对实际工作中常用软件的认识。如天正给排水软件，在 AutoCAD软件的基础上，叠加了智能化管线系统等模块，可 以快速布置平面图，生成系统图，进行各系统的计算，并自动生成设计说明书，可以使设计人员快速完成图纸的绘制， 同时符合设计要求。

（下转页） （上接页） 2.3 改革教学方式，提高学生工程实践能力 在课程教学过程中推广案例教学法。案例的选取应根据 高校自身的专业特色，选取具有典型代表性，与所学理论知 识有直接联系，并且经过深入调研，来源于实践而不是由教 师主观臆测和虚构的案例。笔者在授课中选取北京市小红门 污水处理厂（学生之前曾在这里进行生产实习）为讲授案例， 从水量、水质、排放标准、回用目的等方面分析其污水处理 工艺选取的依据，设计并计算各处理构筑的尺寸及数量，绘 制包括平面布置、管道布置、工艺高程、主体构筑物工艺、 主要设备等图纸，提高学生将理论知识应用于工程实践的能 力。

充分利用网络教学平台优势，培养学生从网络上获取知 识和信息的能力，如介绍土木工程网、给排水在线、筑龙网 等专业网站，下载并学习各类环境工程相关项目的成套设计 说明书及绘制图纸，要求学生搜集相应的应用软件进行设计 计算。

3 结束语 参考文献 [1] 昌晶.环境工程专业《CADSIJ图》教学改革与实践[J].考试周刊，2013（88）：6-7. [2] 周翠红，陈家庆，孔惠.环境工程专业计算机辅助设 计能力培养与教学[C].//第四届大学环境类课程报告论坛 组委会.北京：高等教育出版社，2009. [3] 刘绍刚，周泽广，谭学才.环境工程CAD课程的教学 改革探讨[J].大众科技，2011（8）：174-175，169. [4] 李振华，左行涛.环境工程AutoCAD教学实践与探索 [J].中国轻工教育，2012（5）：86-88. [5] 周继军，陈纳.环境工程CAD课程的教学实践探索[J]. 河南工程学院学报：自然科学版，2010（1）：69-72. [6] 商丹红.环境工程CAD课程教学方法之浅谈[J].科技 信息，2013（19）：138. [7] 陈淑芬，谭凤训，武道吉.给水排水CAD课程教学改 革探讨[J].高等建筑教育，2007，16（2）：127-130.