童玲，陳偉勝，2，蔣蒙賓

(1.華北水利水電學(xué)院環(huán)境與市政工程學(xué)院，鄭州 450011;

2.中國海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點試驗室，山東青島 266100)

給水排水工程CAD實踐教學(xué)改革探索

童玲1，陳偉勝1，2，蔣蒙賓1

(1.華北水利水電學(xué)院環(huán)境與市政工程學(xué)院，鄭州 450011;

2.中國海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點試驗室，山東青島 266100)

培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力是大學(xué)教育的重要目標之一。根據(jù)給水排水工程CAD課程的特點，結(jié)合教學(xué)實踐，對教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法等方面進行了改革探索，通過及時充實新理論、新方法，采用現(xiàn)代化手段開展教學(xué)，在教學(xué)中強化實踐教學(xué)理念，提倡理論與實踐并重，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

給水排水工程;輔助設(shè)計;實踐能力;教學(xué)改革

給水排水工程CAD是給水排水工程專業(yè)的一門專業(yè)課程，本課程主要目的是使學(xué)生理解計算機輔助設(shè)計的概念及計算機繪圖的方法，使學(xué)生初步具備計算機輔助設(shè)計的能力，切實提高在工作中應(yīng)用計算機進行圖紙設(shè)計、計算及設(shè)計思想圖紙表達的能力，該課程在現(xiàn)代給水排水工程設(shè)計中有著不可替代的作用。因此，熟練掌握運用給水排水工程CAD成為給水排水專業(yè)畢業(yè)生的基本專業(yè)素質(zhì)。

目前國內(nèi)諸多給水排水CAD專業(yè)軟件依然存在許多不太完美的地方，主要問題在于各軟件之間的兼容性以及軟件內(nèi)部的計算與繪圖功能的結(jié)合。［1］當前的很多教材是簡單的繪圖技術(shù)的介紹，與專業(yè)設(shè)計過程契合不夠緊密，不太適合作為專業(yè)CAD課程的教材使用。通過對學(xué)生的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)結(jié)果的調(diào)查分析，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在使用CAD進行設(shè)計過程中，缺乏與專業(yè)知識結(jié)合的能力，缺少一種系統(tǒng)的設(shè)計思想，CAD成了一種電子繪圖的工具。針對這些問題，筆者對現(xiàn)有的教學(xué)方法、理念、思想等重新進行了反思，進行了一些針對性的改革探索，根據(jù)專業(yè)特點，著重加強了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在進一步提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和工程設(shè)計緊密結(jié)合的實踐能力。

一、給水排水工程CAD課程教學(xué)內(nèi)容及特點

給水排水工程CAD(Water and Waste Water Computer Aided Design)是指結(jié)合給水排水專業(yè)技術(shù)，通過計算機系統(tǒng)輔助進行給水排水工程設(shè)計的一門應(yīng)用性很強的新興技術(shù)。它強調(diào)的是給水排水工程設(shè)計(專業(yè)技術(shù))和計算機輔助(現(xiàn)代高級設(shè)計手段)兩個方面的有機結(jié)合。只有加強CAD技術(shù)與專業(yè)課程的系統(tǒng)緊密契合，才能真正實現(xiàn)輔助設(shè)計目標，離開專業(yè)課程的基礎(chǔ)，CAD只能是一個代替手工繪圖的工具。只有真正從思想上把CAD技術(shù)作為輔助的技術(shù)手段，把CAD與給水排水專業(yè)內(nèi)容有機地融合起來，才能真正實現(xiàn)和充分發(fā)揮給水排水CAD輔助專業(yè)設(shè)計的功能，提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，這一點是實踐教學(xué)改革的主題。

給水排水工程專業(yè)在水的利用、處理中的設(shè)計、施工、管理、運營等方面都發(fā)揮著重要作用，在城市市政工程建設(shè)、水資源開發(fā)與利用、污水資源化以及環(huán)境保護中均有顯著作用。涉及的專業(yè)課程有水泵與水泵站、管網(wǎng)工程、水處理工程、建筑給水排水工程等，這些課程對于計算、設(shè)備與圖形的結(jié)合都有較高的要求。而諸如水力計算、水頭損失計算、流量計算以及各種設(shè)備、構(gòu)筑物的計算及圖紙繪制都是比較繁瑣的，傳統(tǒng)設(shè)計中通常要借助于查表、直尺和目估，往往存在比較大的誤差;在實際教學(xué)過程學(xué)生在采用CAD進行設(shè)計過程中依然是傳統(tǒng)設(shè)計的翻版，未能考慮平面圖和系統(tǒng)圖的有機結(jié)合與相關(guān)性，僅僅只是繪圖的工具發(fā)生了變化而已。

教學(xué)團隊在認識到課程特點的基礎(chǔ)上，對于課程的教學(xué)計劃、教學(xué)大綱的制定、教材選擇、實驗的安排、教學(xué)方法等方面均進行了詳細的探討和研究，在推進課程教學(xué)改革過程中做了如下一些嘗試和探索。

二、強化實踐教學(xué)的核心理念，做好教學(xué)準備工作

教學(xué)理念和教學(xué)模式需要根據(jù)教學(xué)的實際情況和效果隨時做出調(diào)整和改變，在工科專業(yè)教學(xué)過程中一定要強化實踐教學(xué)，時刻提倡理論與實踐并重的思想，注重加強課程教學(xué)中的實踐環(huán)節(jié)。課程教材按照給水排水工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會的推薦選擇中國建筑工業(yè)出版社出版的《給水排水工程CAD》(王榮和主編)，考慮到教材深度及實踐應(yīng)用的難度，結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點及CAD發(fā)展現(xiàn)狀，選用化學(xué)工業(yè)出版社出版的《水處理工程CAD技術(shù)應(yīng)用及實例》作為輔助教材，并把其它一些教材里面的經(jīng)典內(nèi)容及理念穿插講述，起到了較好的教學(xué)效果。

工程制圖基礎(chǔ)是給水排水工程CAD設(shè)計繪圖的基礎(chǔ)，主要講解設(shè)計繪圖的基本原理和基礎(chǔ)方法。如果不學(xué)習(xí)工程制圖基礎(chǔ)，盲目學(xué)習(xí)CAD，就只能是空中樓閣。［2，3］鑒于此，我們在教學(xué)計劃中把工程制圖基礎(chǔ)安排在給水排水工程CAD課程開課前一學(xué)年，通過工程制圖基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，掌握繪圖原理和計算機繪圖方法、技巧，為后續(xù)的給水排水工程CAD的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

三、加強理論教學(xué)和實踐練習(xí)的結(jié)合

給水排水工程CAD作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強的實踐特點，教學(xué)過程重在強化動手能力的培養(yǎng)，弱化基礎(chǔ)理論的掌握，應(yīng)著重強化設(shè)計整體的速度與準確度，只有著重于系統(tǒng)的實踐訓(xùn)練，才能使學(xué)生熟練應(yīng)用CAD軟件、高效地表達自己的設(shè)計思想。理論教學(xué)利用多媒體進行講述，并輔助以足夠的上機實踐練習(xí)，上機操作安排在多媒體授課之后，保證學(xué)生能及時利用課堂上講授的內(nèi)容進行上機實踐。在上機實踐中發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生普遍存在的疑難問題，通過系統(tǒng)的實踐訓(xùn)練，加深對給水排水工程CAD軟件在設(shè)計過程中應(yīng)用的理解和把握。

四、加強CAD與給水排水工程專業(yè)設(shè)計實踐的結(jié)合

繪圖和計算是給水排水CAD的主要任務(wù)，專業(yè)設(shè)計思想的完整表達對于圖紙繪制的水平要求較高，而設(shè)計圖紙的專業(yè)與準確又對計算有著很高的要求。［4］為此，在授課過程中摒棄以往計算機繪圖教學(xué)過程中以講述分散命令為主的教學(xué)模式，以系統(tǒng)的設(shè)計思想為指導(dǎo)，通過專業(yè)圖紙把分散命令和專業(yè)知識進行有效融合，在專業(yè)圖紙的設(shè)計、計算、繪制過程中完整展示專業(yè)設(shè)計全過程。從設(shè)計任務(wù)入手，由外入內(nèi)，由淺入深，層層深入，逐步講解，由分散變?yōu)橄到y(tǒng)，通過專業(yè)實例設(shè)計的全過程教學(xué)，使學(xué)生加強對專業(yè)的理解和認知，不僅增強了學(xué)習(xí)興趣，還加強了對專業(yè)知識系統(tǒng)的復(fù)習(xí)鞏固，通過典型實例講解，讓學(xué)生在設(shè)計實踐中充分理解繪圖界限、圖層、輔助線、文字、標注、線寬及線型、圖塊等的概念及實用意義。給水排水工程設(shè)計中管網(wǎng)水力計算、水頭損失、管段流量、管網(wǎng)平差等是否準確對設(shè)計的合理及準確起到?jīng)Q定性影響。充分利用計算機對復(fù)雜數(shù)學(xué)模型求解的快速與精確的特點，充分提高設(shè)計效率與設(shè)計的準確性。在教學(xué)過程中充分展示這方面的功能與實例，使學(xué)生深刻領(lǐng)會和掌握給水排水工程CAD強大而有效的計算功能。

CAD繪圖的另一個顯著優(yōu)勢在于可以減輕傳統(tǒng)繪圖過程中繁瑣而重復(fù)的圖件。繪制通過簡單的復(fù)制、鏡像和陣列功能可以完成部分重復(fù)的工作，使這些工作出現(xiàn)質(zhì)的飛躍。教會學(xué)生把涉及到的各種設(shè)備及材料按照專業(yè)標準繪制并保存為圖塊，然后逐步建立屬于自己的專業(yè)圖庫，配合工具欄及菜單的自我定義實現(xiàn)對CAD系統(tǒng)的二次開發(fā)。通過CAD軟件功能的自主開發(fā)，促進學(xué)生深入理解CAD軟件的架構(gòu)和軟件專業(yè)技術(shù)思想，從而對更加順利而明確地表達自己的設(shè)計意圖，完善設(shè)計工具，提高設(shè)計效率。

在加強給水排水工程CAD的實踐教學(xué)改革過程中，教師在教學(xué)實踐中運用先進教學(xué)方法，提高學(xué)生進行工程系統(tǒng)設(shè)計的實踐能力，真正實現(xiàn)CAD在設(shè)計中的輔助功能。這些改革嘗試對于新型課程體系建設(shè)及教學(xué)水平提高和學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)具有一定的現(xiàn)實意義。

［1］陳淑芬，譚鳳訓(xùn)，武道吉.給水排水CAD課程教學(xué)改革探討［J］.高等建筑教育，2007，16(2):127－130.

［2］周繼軍，陳納.環(huán)境工程CAD課程的教學(xué)實踐探索［J］.河南工程學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版，2010，22(1):69－72.

［3］羅曉良.建筑制圖與AutoCAD課程教學(xué)改革探討［J］.科技信息，2008，(21):581－582.

［4］楊松林.水處理工程CAD技術(shù)應(yīng)用及實例［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

On Strengthening the Reform of Practicality in the Course of Water and Waste Water CAD

TONG Ling1，CHEN Wei－sheng1，2，JIANG Meng－bin1
(1.Institute of Environmental and Municipal Engineering，North China University of Water Conservancy and Electric Power，Zhengzhou450011; 2.The Key Laboratory of Ocean Environment and Ecology，Ministry of Education，Ocean University of China，Qingdao266100)

Training the students＇practical ability is one of the important goals in university education.Based on the characteristics of the course of water and waste water CAD，combining with teaching practice，the paper concludes the exploration of strengthening the reform of practicality in course through teaching concept，contents and methods and adopt modern ways to teach by timely enriching new theories.In the process of teaching，we should intensify the concept of practical teaching，pay equal attention to theory and practice，cultivate students＇consciousness of participation，students＇design ability and creative ability.

water and waste water;CAD;practical ability;teaching reform

TU991－42

A

1009－2080(2012)03－0055－02

(責任編輯:劉學(xué)偉)

2012－03－18

童玲(1979－)，女，湖北襄陽人，華北水利水電學(xué)院環(huán)境與市政工程學(xué)院講師，博士研究生。