摘要：分析采礦工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，對(duì)采礦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行了研究，提出以能力訓(xùn)練項(xiàng)目為依托，制定適合采礦工程專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)書(shū)，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程考核評(píng)價(jià)，達(dá)到理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。

關(guān)鍵詞：采礦工程；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 10-0000-02

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design，簡(jiǎn)稱CAD)是利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能和高效的圖形處理能力，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)、分析、修改和優(yōu)化。礦圖是礦井設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)過(guò)程中得重要工程資料，礦山生產(chǎn)中越來(lái)越多的礦圖使用CAD技術(shù)繪制，它已廣泛應(yīng)用于礦床開(kāi)采設(shè)計(jì)的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)。如繪制開(kāi)拓系統(tǒng)圖，井巷斷面圖，采礦方法圖，爆破回采設(shè)計(jì)圖，露天地下采區(qū)平面布置圖，提升運(yùn)輸系統(tǒng)圖，地質(zhì)剖面圖，地質(zhì)地形圖等等。使得采礦CAD技術(shù)逐漸成為礦山工程技術(shù)人員的必備技能。采礦工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后如何勝任礦山采采過(guò)程中各個(gè)生產(chǎn)工序圖紙的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的繪圖能力的培養(yǎng)就顯得尤為重要。

在全國(guó)采礦工程專業(yè)各大院校的課程設(shè)置中，很多課程與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)，比如露天開(kāi)采課程設(shè)計(jì)、地下開(kāi)采課程設(shè)計(jì)、礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。但在實(shí)踐的教學(xué)過(guò)程中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在與工程實(shí)際應(yīng)用存在一定差距以及成績(jī)?cè)u(píng)定只注重結(jié)果的問(wèn)題，因此在采礦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中如何提高實(shí)踐教學(xué)的效果，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力，為培養(yǎng)卓越工程師奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的意義重大。

一、我校采礦工程專業(yè)CAD實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

目前我校環(huán)資學(xué)院《采礦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程是依據(jù)“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與采礦工程專業(yè)”中的礦床開(kāi)采設(shè)計(jì)工作領(lǐng)域設(shè)置的。但在課程設(shè)置上，《采礦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》是專業(yè)基礎(chǔ)選修課，并且此課程是在《采礦學(xué)Ⅰ》、《采礦學(xué)Ⅱ》、《井巷工程》和《礦井通風(fēng)與除塵》等專業(yè)課之前設(shè)置的，這樣直接導(dǎo)致了《采礦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程與采礦工程專業(yè)知識(shí)脫節(jié)。而在教學(xué)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)采用“先學(xué)后用”的教學(xué)方式，大部分教學(xué)時(shí)間是授課教師進(jìn)行軟件操作命令的演示性講解，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)脫離專業(yè)背景，僅僅是觀看很難發(fā)揮好的教學(xué)效果，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程失去興趣，進(jìn)而影響教學(xué)效果。

在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教材中，關(guān)于CAD技術(shù)應(yīng)用學(xué)習(xí)的教程和書(shū)籍已經(jīng)很多，但關(guān)于采礦工程圖紙和CAD技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用方面的教材和資料非常有限。同時(shí)，在現(xiàn)實(shí)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有相應(yīng)的采礦工程CAD技術(shù)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，學(xué)生就表現(xiàn)出對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課沒(méi)有興趣和逃課，或者在考勤的壓力下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但對(duì)著計(jì)算機(jī)又不知道該做什么的，也不知道通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)自己什么樣的能力[3]。因此在這種教學(xué)模式下，直接影響學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)效果，大部分學(xué)生無(wú)法真正結(jié)合專業(yè)背景學(xué)會(huì)軟件的使用，也影響采礦工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，很多老師和用人單位反映，學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)和參加工作后，不能很快勝任采礦工程專業(yè)制圖工作。

二、采礦CAD實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2010年出版的《金屬非金屬礦山采礦制圖標(biāo)準(zhǔn)》打破了采礦工程制圖長(zhǎng)期處于無(wú)規(guī)范狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了采礦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn)化，提高制圖效率，保證圖面質(zhì)量，不用或少用文字說(shuō)明便能表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，使設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)之間有簡(jiǎn)捷共同語(yǔ)言。

鑒于目前本課程設(shè)置和教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，結(jié)合《金屬非金屬礦山采礦制圖標(biāo)準(zhǔn)》，如何更好的利用《采礦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》教學(xué)中8個(gè)學(xué)時(shí)的上機(jī)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有濃厚的興趣掌握CAD各中常用命令，同時(shí)又能掌握采礦工程制圖方法和規(guī)范，為今后培養(yǎng)卓越工程師奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

（一）能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)

在采礦工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)中，對(duì)學(xué)生CAD應(yīng)用能力的要求越來(lái)越高，采礦工程工程專業(yè)的畢業(yè)生必須熟練掌握露天開(kāi)采設(shè)計(jì)、礦井設(shè)計(jì)、礦圖和采礦CAD的相關(guān)知識(shí)。圍繞采礦工程設(shè)計(jì)中礦圖的繪制，以實(shí)際項(xiàng)目為載體，以學(xué)生為主體，配合老師講解，以《金屬非金屬礦山采礦制圖標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，結(jié)合學(xué)生感興趣的工程設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行基本操作命令的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)采礦工程專業(yè)知識(shí)特點(diǎn)，選取了實(shí)際工程項(xiàng)目中主要礦圖為能力訓(xùn)練項(xiàng)目的載體，分別為露天開(kāi)采終了平面圖設(shè)計(jì)、地下開(kāi)采開(kāi)拓系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)、無(wú)底柱分段崩落采礦方法圖設(shè)計(jì)、井巷斷面設(shè)計(jì)。

學(xué)生可以通過(guò)這樣定時(shí)的實(shí)驗(yàn)可以極大程度的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，可以掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本功能和《金屬非金屬礦山采礦制圖標(biāo)準(zhǔn)》的制圖規(guī)則，能讓采礦工程專業(yè)學(xué)生具備扎實(shí)的礦圖知識(shí)和CAD應(yīng)用技術(shù)，使學(xué)生增強(qiáng)利用計(jì)算機(jī)繪圖平臺(tái)和采礦知識(shí)解決課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和工程現(xiàn)場(chǎng)的繪圖設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。

（二）《采礦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》的研究

主要以項(xiàng)目為主題制作實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，融入相關(guān)CAD命令的應(yīng)用和采礦制圖的規(guī)范要求，制定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的、要求和能力培養(yǎng)的目標(biāo)及作圖步驟[2]。

以其中礦井開(kāi)拓系統(tǒng)圖繪制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，介紹制定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的要求和能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)步驟。

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（1）在圖書(shū)館或相關(guān)專業(yè)資料中選擇開(kāi)拓系統(tǒng)圖，選取相應(yīng)的開(kāi)拓方案和相關(guān)參數(shù)，對(duì)照資料進(jìn)行開(kāi)拓系統(tǒng)圖的繪制。

（2）練習(xí)基本繪圖命令（直線、多段線、圓、圓弧、樣條曲線、塊）、修改命令（復(fù)制、刪除、鏡像、偏移、修剪、延伸、打斷）、對(duì)象捕捉、對(duì)象跟蹤、文字、圖層和掌握《金屬非金屬礦山采礦制圖標(biāo)準(zhǔn)》中一般規(guī)定、圖紙規(guī)格、圖紙標(biāo)題欄、比例、文字與數(shù)字和圖線的規(guī)定等。

2.目的要求

通過(guò)繪制開(kāi)拓系統(tǒng)投影圖，掌握各種常用的繪圖和編輯命令的使用方法和技巧，熟悉各種采礦工程設(shè)計(jì)圖紙中采礦圖樣。綜合應(yīng)用多種繪圖和編輯命令，掌握二維工程圖樣的繪制。掌握采礦工程圖的繪制方法和表達(dá)內(nèi)容。要求圖面布置合理，尺寸、符號(hào)標(biāo)注完整清晰，線型、字體符合采礦制圖標(biāo)準(zhǔn)。

3.作圖步驟

（1）收集專業(yè)資料，確定繪圖對(duì)象；（2）分析圖形的組成部分，確定在CAD中繪圖比例，設(shè)計(jì)出合理的圖層、線型、線寬及顏色方案；（3）分析巷道的相對(duì)位置關(guān)系；（4）打開(kāi)CAD，設(shè)置圖形界限，設(shè)置單位，保持版本類型，打開(kāi)柵格，建立圖層，設(shè)置相應(yīng)圖層的線型、線寬及顏色。（5）畫(huà)出圖框和標(biāo)題欄；（6）分析平面圖和縱投影圖的關(guān)系；（7）繪制經(jīng)緯網(wǎng)、地形線和礦體的縱投影圖；（8）繪制井筒和巷道的關(guān)系；（9）繪制其他部分，比如文字、專業(yè)符號(hào)等；（10）標(biāo)注圖形；（11）進(jìn)行CAD圖形的布局設(shè)置，確定好紙張圖幅、方向、打印區(qū)域和打印比例。

（三）學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)價(jià)

在采礦工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)記錄平時(shí)每次實(shí)驗(yàn)中學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作的情況來(lái)評(píng)價(jià)和確定學(xué)生的成績(jī)，注重過(guò)程培養(yǎng)而不是以最后考試來(lái)決定成績(jī)，設(shè)計(jì)制定實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)價(jià)的內(nèi)容，整個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)分結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)操作占50%，報(bào)告書(shū)寫(xiě)占30%，出勤和課堂紀(jì)律占10%，實(shí)驗(yàn)提問(wèn)占10%。以下為實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及反饋記錄表1。

三、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)礦山開(kāi)采過(guò)程中實(shí)際工程設(shè)計(jì)的要求，以Auto CAD軟件為基礎(chǔ)，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與采礦工程專業(yè)工程制圖相結(jié)合，以能力訓(xùn)練項(xiàng)目為依托，制定出適合采礦工程專業(yè)工程設(shè)計(jì)繪圖的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，切實(shí)架起理論講解和專業(yè)圖形繪制的橋梁，彌補(bǔ)現(xiàn)有教學(xué)手段的不足，提高學(xué)生對(duì)理論講解的興趣，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程考核評(píng)價(jià)，達(dá)到理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互結(jié)合的目的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]毛丹丹.淺談《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》課程如何開(kāi)展項(xiàng)目教學(xué)[J].職業(yè)教育研究，2011(6):166-167

[3]鄒光華，吳健斌.礦山設(shè)計(jì)CAD[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，2007:143-146