隨著計算機技術的飛速發展,計算機輔助設計(ComputerAided Design,簡稱 CAD)在土木建筑、城市規劃、測繪勘察和社會制造的各個領域得到了廣泛的應用[1].給排水 CAD 課程是基于 CAD 平臺開設的一門專業基礎課,它與本專業的其他專業課結合緊密,如建筑給水排水工程、給水排水管網系統、水質工程學、水泵與水泵站等。目前給排水 CAD 課程的設置相對較為獨立,與專業課程聯系和滲透不強,系統性差。嚴峻的就業形勢要求學生不僅要熟練掌握計算機技術,而且要熟悉相關專業知識,并能將 CAD 技術與理論知識有機結合[2],具有綜合分析能力和解決工程實際問題的能力,提升就業競爭能力。
一、給排水 CAD 課程教學中存在的弊端
(一)課程設置先后順序不合適
按照給排水科學與工程專業指導委員會制定的專業課程設置規范,國內高校大都按要求開設給排水 CAD 課程,一般都開設在專業課授課前一學期,這種設置順序實際上給 CAD課程的講授帶來諸多不便,課程有比較明確的專業指向性,需要學生具備一定的給排水工程的專業知識,才能進行專業圖紙的繪制。學生大多只是會 CAD 軟件的使用,如基本的繪圖命令和編輯命令等,若與本專業的繪圖技術結合,學生難以理解。這種課程設置的順序導致的結果是在學生完成專業課程學習后,利用 CAD 進行專業圖紙繪制時,不知道如何將兩門課程結合起來繪制專業圖紙,還需要結合制圖標準再自行摸索,且繪圖效率極低。
(二)授課方式影響學習效果
給排水 CAD 課程的授課方式大致有以下幾種:
1. 課堂演示教學。這種方式能比較直觀的顯示 CAD 命令的結果,教師操作電腦從點、線、面等基本的繪圖命令到刪除、移動、復制等基本的編輯命令進行演示。由于課時少,內容多,授課過程大都是滿堂灌。學生感覺枯燥無味而失去學習興趣。另外,學生理解了軟件命令的使用方法,不能及時操作練習,上機實踐不靈活[3].
2. 多媒體課件教學。采用傳統的多媒體課件的方式是許多高校進行 CAD 教學的一種方式。教師多采用幻燈片向學生展示 CAD 的命令的文字說明及繪圖結果。部分教師會展示案例,但顯示的只是最終結果,學生很難理解,教學效果較差。
3. 師生互動演示+實踐。這種教學方式一般在實驗室進行,教師對 CAD 軟件的操作過程可以顯示在每位學生面前的電腦屏幕上,學生在觀看演示過程后,可及時進行實際操作,能更快掌握基本的繪圖過程,避免了上述兩種教學方式下,學生不能及時操作練習,上機時不能靈活操作的弊端。但是這種互動的教學方式要求有較完善的教學演示系統,避免學生分心而影響教學效果。
(三)缺乏與制圖標準、專業規范的結合
熟練掌握 CAD 基本的繪圖命令對學生來說并不是很難,然而當接觸到實際的專業圖紙的時候,很多學生都覺得無從下手,且存在繪圖速度慢、圖紙不規范的現象。工程設計類專業進行專業圖紙繪制過程需要熟悉甚至熟記大量的專業規范與標準。例如與給水排水工程專業相關的制圖標準和規范:房屋建筑制圖統一標準(GB/T50001-2010)、建筑給水排水制圖標準(GB/T 50106-2010)、建筑設計防火規范(GB/T50016-2006)、自動噴水滅火系統設計規范(GB/T50084-2001)等。教師在講述 CAD 軟件的應用時如不注重與專業制圖標準、專業規范的結合,那么學生在繪制圖紙時,沒有按照國家制圖標準要求的線型、文字、尺寸標注、圖例符號的樣式去繪圖,或者沒有按照專業規范規定的管線布置方法去設計,都將造成繪圖的不規范。
二、改進措施
目前建筑設計趨向復雜化、多功能化,對給排水科學與工程專業的學生提出了更高的要求。因此應采取各項措施對給排水 CAD 課程的教學過程進行改革,改進教學效果,提高學生分析解決工程實踐問題的能力.
(一)合理設置 CAD 課程與其他專業課的授課順序
為使給排水 CAD 課程在講授過程中能與專業相結合,應將該課程的開設時間與專業課程同步或在專業課程之后。給排水工程的主干專業課如建筑給水排水工程、水質工程學、給水排水管網系統等都需要運用 CAD 軟件進行設計圖紙的繪制,如此設置順序能夠使授課教師在講授 CAD 繪圖過程結合專業課知識,以專業課程設計中的圖形實例講解 CAD 繪圖要點,例如建筑給水排水工程中衛生器具、管線等的繪制方法等,在練習 CAD 命令的過程中,多結合本專業的工程圖樣練,既學習了 CAD 命令的使用,又學習了專業圖形的繪制。
此外,應加強建筑制圖課程與給排水 CAD 課程的聯系。由于建筑制圖課程一般由基礎課程制圖專業的教師先講授,而給排水 CAD 由給排水專業教研室的教師講授,兩門課程開設的較為獨立,導致部分內容或漏失或重復,從而影響授課效果。因此,給排水 CAD 的授課教師應在開課前了解建筑制圖課程所講內容,針對建筑制圖課程已經講授過的基本繪圖操作命令可簡化或省略,從而有的放矢地講解 CAD 軟件在給排水專業繪圖中的應用,提高課堂效率。
(二)改革授課方式
給排水 CAD 課程的講授過程應改變傳統的多媒體教學方式,在前面所述的各種教學方式中,采用師生互動演示+實踐的教學方式具有良好的教學效果,可使學生隨時動手實踐,強化記憶,對遇到的問題能夠及時解決。因此開發適用于這種教學方式的 CAD 互動教學系統顯得尤為重要。這種方式的實現需要依托高性能電腦機房,且這種教學系統不允許連接互聯網,學生不能在教學過程中進行其他的操作,例如瀏覽網頁、QQ 聊天等,避免分心影響教學效果。演示與實踐相結合,使學生能即時主動參與到教學過程中,不是被動的接受,將會使提高學生的學習興趣,大大提升教學效果。
授課過程采用案例講解方式貫穿整個課程過程,從而在結束課程的時候使學生掌握簡單的給排水工程圖的繪制過程。因此上機實驗過程應采取項目驅動模式,即教師發給學生設計院紙質圖紙,學生根據課程進度,從基本的衛生器具的繪制、圖塊的建立、圖層設置、文字樣式創建直至整個工程圖的完成,循序漸進,逐步掌握實際工程圖紙的繪制過程。
(三)加強與專業繪圖標準和專業繪圖軟件的結合
給排水 CAD 課程具有較強的應用性。在授課過程不宜單純講解 CAD 的命令而脫離與專業的關系。CAD 繪圖不僅僅是把圖形畫出來,畫出的圖形還需滿足國家制圖標準的要求[6].因此在授課過程,應加強與專業繪圖標準的結合,與給排水專業制圖標準及相關專業知識緊密關聯,例如將建筑給水排水工程制圖標準中的圖幅、圖框、比例、圖線、文字及尺寸標注的知識融入到 CAD 軟件的應用中,此舉將會使學生提高專業意識,繪圖更加符合專業規范。
計算機繪圖軟件在給排水專業的應用越來越廣泛,這些軟件將給排水專業相關的規范和標準納入其中,使其繪圖過程更方便快捷,準確度高。大多數設計單位為提高設計效率都采用相關的設計軟件進行圖紙繪制。在給排水 CAD 課程教學過程中應將那些以 CAD 軟件為平臺的專業繪圖軟件納入教學過程,例如用于建筑給排水工程的繪圖軟件---天正給排水軟件和理正給排水軟件等,使學生熟悉這些軟件的操作,可提高繪圖效率,也有利于學生進入設計單位后能快速適應設計工作。
(四)強化配套教材建設
教材是教學的依據,好的教材對學生學習發揮引導啟發的作用。筆者經過調查發現排水 CAD 課程的配套教材非常缺乏,大概只有兩三本,而且大都是多年前的教材,僅有清華大學出版的該課程的配套教材是最近更新的版本,但是教材內容冗長,而專業圖紙中相關具體命令的使用表述不夠詳細。而給排水 CAD 配套的上機實驗教材至今未有出版。如今 CAD軟件已經過三十多年的版本更換,教材的更新應及時,同時上機實驗教材也應配套。
三、結束語
給排水 CAD 集工程性、實踐性與專業性于一體,在給排水科學與工程專業教學活動中發揮著越來越重要的作用。該課程教學過程應以綜合運用設計知識為主線,將軟件應用與相關專業知識有機結合,在教學中加強學生分析能力、實踐能力的訓練,培養學生規范化和標準化的意識,使學生具備工程師的基本素質。
參考文獻
[1]徐昌榮,周春波,張廣弟。AutoCAD 中動態瀏覽谷歌衛星地圖的方法與應用[J].江西理工大學學報,2012,33(3):38-42.
[2]陳淑芬,譚鳳訓,武道吉。給水排水 CAD 課程教學改革探討[J].高等建筑教育,2007,16(2):127-130.
[3]林彥,孫昶臨,姜偉,等。土木工程專業 CAD 系列課程的教學改革研究[J].山東建筑大學學報,2012,27(6):632-636.
[4]王儉,王中華。土木專業《建筑制圖》與《計算機繪圖》課程融合教學的思考與實踐[J].中國建設教育,2008,10(10):22-25.
[5]劉磊,孫國平,張旺璽,等。高校 CAD 課程的教學改革研究[J].科教導刊,2012(27):122-123.
[6]賈艷東,劉玉臣,鄂凱聞。土木建筑 CAD 繪圖教學中的幾個關鍵問題[J].高等建筑教育,2008,17(1):66-68.