高师化工类《计算机辅助设计》课程教学改革的探索与实践

范 玲，魏先红，殷国栋

(湖北师范大学 化工化工学院，湖北 黄石 435002)

高师化工类《计算机辅助设计》课程教学改革的探索与实践

范 玲，魏先红，殷国栋

(湖北师范大学 化工化工学院，湖北 黄石 435002)

《计算机辅助设计》是一门综合性和实践性很强的课程，且在化工设计领域方面运用得越来越广泛，因此让学生熟练掌握这门课程就显得尤为重要。主要针对高等师范院校化工类《计算机辅助设计》课程的教学特点以及在传统教学方式中出现的问题，展开了深入的探讨。对现有的课堂教学方法和教学手段进行改革，采用实例教学法，并结合机房网络教学的优势，理论联系实际，激发学生的学习兴趣，同时改变考核和成绩评定的方式，经过了多年的实践，教学效果和质量明显提高。

计算机辅助设计; 教学改革; 实践

AutoCAD 是一种广泛应用于机械、美术、化工等各个学科的计算机辅助设计软件[1]，随着计算机技术的不断发展和完善，AutoCAD 软件绘图已经逐渐取代传统的手工绘制图形，在近十年的发展过程中，它也逐渐应用到化工设计领域中，为化工行业带来了前所未有的变革，因此，当今化工类的毕业生必须熟练掌握《计算机辅助设计》这门课程。

《计算机辅助设计》这门课程是高师化工类的专业核心课，是后续实践环节化工原理课程设计、化工工艺路线设计、毕业设计的理论和实践基础。该课程不同于其他课程，是一门实践性很强的课程，要求学生不但要掌握理论知识，而且要能够熟练地使用AutoCAD 软件来绘制图形。然而，如果学生没有很好地掌握化工制图等前期基础课程，再加上计算机实际动手操作能力差，想要学好《计算机辅助设计》这门课程就会有一定的难度。因此，为了让学生能够更好、更快地学好《计算机辅助设计》这门课程，对现有课程进行一些教学改革已经迫在眉睫。在《计算机辅助设计》课程教学中培养学生的动手能力和可持续发展能力，对于化工类的学生提高科技创新能力和工艺设计能力具有非常重要的意义，同时也可以提升学生的就业能力[2,3]。

1 《计算机辅助设计》课程的教学现状及存在的不足[4]

《计算机辅助设计》课程是一门实践性很强的专业课程，但采用传统的教学方式，使得这门课程存在以下的不足：第一，在教学过程中，教师和学生的互动不足。在教室里，教师在多媒体教室使用ppt上课，此课程操作性很强，学生人多，教师和学生无法很好地进行互动，由于上机课时少，也很难顾及到所有学生，如果学生在课下不加以练习，不会使用绘图命令，绘图速度很慢。第二，学生在学习时缺少主动性。由于采用多媒体教学，教师大部分时间都是满堂灌，上课的信息量大大增加，且课程极具操作性，学生很难掌握知识点，即使听懂了，课下也不会操作AutoCAD 软件。基于此，根据我校课程教学的实际情况，我们对现有的课堂教学方法和教学手段进行改革。

2 教学方法和手段的改革

2.1 采用实例教学法[5,6]

在传统的教学过程中，学校要求教师严格按照书本章节、教学进度、教学大纲来开展教学，而这门课的教材顺序大都是将软件中的工具命令逐一介绍，这样就会导致学生在遇到实际图形时不知道使用具体的命令，理论讲解和实际绘图出现脱节现象。基于此我们采用实例教学法教学，打破原来的教学方法，用实际图形来讲解命令的使用，这样学生对命令能够更加灵活的运用。

2.2 使用机房网络教学，便于学生掌握操作命令

在过去的教学过程中，我们通常在多媒体教室里上课，按照课本的知识点逐一向学生讲解每一个命令，由于不能及时提供实践性环节供他们去练习，知识点容易遗忘，易出现听得懂不会用的现象，无法消化课堂教学内容。我们采用在机房里使用网络教学，相当于一对一教学，老师的每一步操作学生都能看见，并且可以和老师互动，老师授课与学生练习穿插进行，这样学生就有消化知识点的时间，并且对命令也能很快掌握。

2.3 促进学生之间的互助学习

在传统的教学课堂上，学生必须在固定位置上课，并且在课堂时间内是不能活动的，而在我们的课堂上当老师讲授完知识点后，学生在课堂练习过程中，允许学生之间下座位互相交流学习。由于这门课程的实践性很强且具有连续性，并非所有的学生都能在第一时间内把课堂上的内容消化掉，这也就意味着这节课的内容没掌握好，直接影响到下节课的学习，因此在课堂上消化所学内容就显得格外重要。通过这种教学手段的改革，我们发现通过学生的互助学习，学生对知识点的掌握比以往更快些，并且同学之间的感情也由此加深了，从而达到了双赢的效果。

2.4 采用竞争式的课堂练习模式

在平时课堂练习的过程中，我们采用竞争式的课堂练习模式，设定不同的时间完成相同的任务，时间短者获胜，不同的时间完成对应的平时成绩不同，具体做法如下：30分钟内完成者90～100分，45分钟内完成者80～90分，规定时间没完成者70分以下，这跟学生玩游戏的方式类似，因此学生的兴趣和积极性都大大提高，课堂的教学效果明显变好。

2.5 不断更新软件的版本

由于计算机技术的不断地发展，AutoCAD 的版本也日益提高，为了满足设计的需要，我们也因地制宜的不断更新我们的软件版本，让学生接触到功能更全、更先进的软件，跟上社会发展的步伐。

3 理论联系实际，激发学生对《计算机辅助设计》课程的学习兴趣

3.1 校友反馈信息提高学生对这门课程的认知

在接触这门课之前，我们把毕业校友对这门课的认识及在工作中的具体应用编辑成视频，在课堂上使用播放器放给学生看。很多校友讲述了AutoCAD 在日后实际工作中的应用，以及会对后来工作的影响，让学生切实体会到学习这门课程的重要性，提高了学生对这门课的认知。由于有了明确的目标，学生在学习过程中产生了浓厚的兴趣，对后续的课堂效果有着非常重要的作用。

3.2 课堂上的学习兴趣的引导

计算机辅助设计是门很枯燥的课程，如果没有创新的教学方法在里面，学生肯定会在课堂上难以集中注意力。在课堂教学过程中，理论教学与生活实例相结合能很好地提高学生的注意力，激发学生对这门课程的学习兴趣。例如讲到阵列命令，我们可以联系日常生活中的花朵的绘制；讲到多段线、样条曲线，我们可以绘画出平时用的雨伞、小草；讲到图案填充，我们可以绘制八卦图等等。同时还可以通过提问的方式，看看学生对什么有兴趣，我们再用软件来进行绘制，这样可以很好的满足学生的成就感。不仅如此，我们还要求他们把之前在工程制图中手工绘制的图纸用AutoCAD 软件绘制，结果学生发现，电脑绘图比手工绘图速度要快很多，因此学习劲头更足了。通过这种理论联系实际的方式，大大的加强了学生对AutoCAD 软件学习和掌握的兴趣。

4 加强与相关课程的联系，强化AutoCAD 的应用

在开设《计算机辅助设计》课程的学期，学生同时还在学习《化工原理》课程，并且《化工原理》课程要求学生做两周的课程设计，那么我们在与课程设计指导老师的沟通下，要求学生所做课程设计的工艺流程图和典型设备图必须使用AutoCAD 软件进行绘制，强化AutoCAD 的应用。

5 以学生就业为导向，优化课程改革实践

以学生就业为导向，在这里我们对课程改革的教学方式进行优化，采用“应用式”的教学方法，即在计算机辅助设计课程教学过程中，无论是讲授、上机、作业还是考试等各个环节中都必须跟学生将来实际工作中对AutoCAD 软件的要求保持一致。化工类学生毕业以后，大部分同学会进入化工企业，其中一部分同学将从事化工相关的设计工作，就必然会使用AutoCAD 软件绘制化工工艺流程图和设备图，而非原来传统的手工绘制图形。因此，在教学过程中，就要把企业里面的实际工艺流程图和设备图作为课程教学的主线，例如我们采用黄石振华化工有限公司其中的一个产品重铬酸钠，对其工艺流程图和典型设备图进行讲授和全面的设计，并把整个教学过程作为一个整体考虑，系统的将课本知识与讲授内容结合起来，满足学生将来就业的需求。

6 建立校外实践教学产学研合作基地，强化实践教学环节

将《计算机辅助设计》课程、工厂见习、毕业设计这些环节联系起来，同时将化工类学生可持续发展的能力与工厂实习与毕业设计紧密结构，建立一个具有梯度性和开放性的教学模式，为学生综合能力与实践能力的培养提供良好的多元化氛围。

为了保证实践教学的实施，作为学校，我们一直努力与本地化工类企业保持紧密联系，并建立了多个校外实践教学基地，如“湖北师范大学-湖北祥云集团股份有限公司”教育部实习实训基地、“湖北师范大学-大冶有色金属有限责任公司”实习基地等。生产实习和毕业设计采用顶岗实习的方式，让学生以设计人员的身份参与到企业的设计中，切实使用AutoCAD 软件绘图。这样不但突显了实践教学的地位，而且锻炼了学生的动手能力和应用知识能力。这种以实践教学促进学生综合能力的提升，有力地保证了学生毕业后能够很好胜任相关工作。

7 改进考核方式[7]

传统的考核方式一般都是逐一知识点命题，以各种题型出现，而计算机辅助设计课程重在实践操作，知识点的考核方式也相应不同，因此考核方式以综合应用为主，集所学的所有知识点于一张完整的图形中，这对学生对此课程掌握的熟练程度要求非常高，既体现在学生的读图速度上，也体现在学生对命令的操作熟练程度上。基于此，这门课程和其它课程有显著的不同，完全靠考前突击是很难达到课程要求的。

8 成绩评定的改革

传统的考核方式期末成绩占80%，平时占20%，这样的结果直接导致学生平时不认真，全靠考试突击一下，对这种实践性很强的学科非常不适用。因此，在学期初始告知学生将改进成绩评定方式，采用了多样灵活的考试形式，克服传统闭卷考试存在的弊端，学生成绩由以下三个部分组成，平时上课的考勤情况和回答问题情况占10%；上机操作占50%；期末考核占40%. 这样学生在平时的学习过程中无论是态度还是兴趣都有很大的改善，重视日常的学习，正因为如此，考核形式的改进，学生的动手能力和绘制化学工艺图形的能力也得到了很大的提高。

我们在多年的教学中发现，用相同的试卷考核学生在计算机上完成绘图任务，我们教改以后与以往传统教学效果相比，从完成图形的时间上有了明显的提高，如图1。

图1 教学改革前后完成相同图形时间对比图

[1]郝永刚, 李敬蕊, 贾安强, 等. 《计算机辅助设计》教学中“应用式”教学法的探索[J]. 河北农业大学学报(农林教育版), 2007, 9(4): 106～108.

[2]林益平, 王菊槐, 汤迎红. 计算机辅助设计课程教学改革的研究与实践[J]. 湖南工业大学学报, 2007, 21(3): 95～97.

[3]杨思维. 浅谈在计算机辅助设计课程中设计意识的培养[J]. 广西轻工业, 2009, (4): 96～97.

[4]鲁 泳, 李光荣, 袁新芳. 基于网络平台的《计算机辅助设计》课程教学研究[J]. 科技教育创新, 2012, 24: 209～212.

[5]董甲东, 郑春香, 王晓瑜. 计算机辅助设计案例教学法实践与思考[J]. 安庆师范学院学报(自然科学版), 2010, 16(1): 108～110.

[6]王 勇. 计算机辅助设计课程案例教学法探析[J]. 中国成人教育, 2007, (8): 133～134.

[7]方利国. 《计算机辅助设计》课程考核方法改革实践[J]. 广州化工, 2014, 42(12): 214～215.

Exploration and practice on teaching reform of computer aided design for chemical engineering in higher normal university

FAN Ling，WEI Xian-hong，YIN Guo-dong

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei Normal University,Huangshi 435002, Hubei)

"Computer aided design" is a comprehensive and practical course, and it has been widely employed in the field of chemical design. Therefore, it is very important for students to learn this course. This paper mainly aims at the teaching characteristics of college of chemical engineering of "computer aided design" curriculum as well as the traditional teaching methods. The in-depth discussion is carried out. According to the actual condition of our school curriculum, the existing teaching methods are reformed. We use the example-teaching method, and combine the advantage of the computer network teaching. During the process of combination the theory with practice, students' interest is stimulated by changing the methods for the examination and assessment. It is found that the teaching effect and quality are being clearly improved according to a dozen of years of teaching practice.

computer aided design; teaching reform; practice

2016—05—23

湖北师范大学教研项目(ZD201122，JH201506)

范玲(1981— )，女，湖北麻城人，硕士，讲师.

G642

A

2096-3149(2017)01- 0097-04

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.01.020