張寒冰，徐詩琪，江露瑩，陸彩妹，王俊輝，馬湘蒙，孫 翔

（廣西大學(xué)資源環(huán)境與材料學(xué)院，南寧 530004）

環(huán)境工程CAD（Computer Aided Design）課程是環(huán)境工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程。該課程將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境工程專業(yè)，在介紹計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)知識的基礎(chǔ)上，以環(huán)境工程設(shè)計(jì)實(shí)例為范例，重點(diǎn)介紹AutoCAD繪圖軟件應(yīng)用于環(huán)境工程設(shè)計(jì)的基本使用操作與方法。同時(shí)，給學(xué)生提供較多課堂實(shí)踐訓(xùn)練的機(jī)會，使其更好地掌握基礎(chǔ)操作。此外，學(xué)生還需學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)圖紙繪制及繪圖規(guī)范，以期能夠完成環(huán)境工程三廢處理中構(gòu)筑物、平面布置和高程布置的繪制，提供質(zhì)量較高的工程設(shè)計(jì)圖紙。

成果導(dǎo)向教育（Outcome-based Education，OBE）強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，注重學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展[1-2]。至今，OBE 理念已形成了一套比較完整的理論體系和實(shí)施模式，以“學(xué)生需要掌握什么”為教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的自我探索和自我學(xué)習(xí)能力，課后充分反思教學(xué)存在的不足并在后續(xù)教學(xué)中進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。在OBE 教學(xué)模式中，學(xué)比教更重要，關(guān)注的重點(diǎn)是“學(xué)生學(xué)到了什么”和“是否成功”。讓學(xué)生明白所學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，進(jìn)而提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)[3-4]。目前，大部分高校的CAD 課程處于以“教”為中心的模式，教師課堂講授為主，學(xué)生作業(yè)練習(xí)為輔，課程開放性較差，在教學(xué)活動中難以形成以學(xué)生為中心、讓學(xué)生主動探索和學(xué)習(xí)、真正掌握專業(yè)所需技能并能夠解決問題的局面[5]。因此，如何基于OBE 的新型理念，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生被動接受知識的局面，打造環(huán)境工程CAD的高效課堂并改善實(shí)際教學(xué)效果，成為亟需解決的關(guān)鍵問題。

一 環(huán)境工程CAD 教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

環(huán)境工程CAD 課程與工程實(shí)際應(yīng)用密切相關(guān)，該課程除了讓學(xué)生掌握AutoCAD 軟件的應(yīng)用范圍、基礎(chǔ)操作和制圖規(guī)范外，還需讓學(xué)生學(xué)會結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)知識設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程并繪制圖紙，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力[6]。但在實(shí)際的課堂教學(xué)中，以下問題嚴(yán)重影響課程的教學(xué)效果。

（一）實(shí)際繪圖與專業(yè)繪圖“最后一公里”未打通

環(huán)境工程CAD 的教學(xué)內(nèi)容具有抽象性，要求學(xué)生具有一定的空間想象力和幾何知識，其課程教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括課堂講授、學(xué)生討論、學(xué)生作業(yè)練習(xí)、上機(jī)實(shí)踐和學(xué)生展示等。在環(huán)境工程CAD 的課堂講授中，老師通過PPT 教案內(nèi)容講解進(jìn)行專業(yè)知識普及，使學(xué)生理解并掌握本門課程的相關(guān)理論知識。同時(shí)，通過介紹CAD 軟件基本操作命令，學(xué)生上機(jī)繪圖及布置CAD 繪圖練習(xí)作業(yè)，強(qiáng)化學(xué)生的CAD 應(yīng)用能力和熟練掌握相關(guān)的設(shè)計(jì)方法。這種教學(xué)方式雖然教學(xué)速度快、信息量大，但課堂上老師與學(xué)生缺乏有效互動，容易使學(xué)生陷入枯燥、乏味的學(xué)習(xí)狀態(tài)，不利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和主動思考[7]。課程結(jié)束后，學(xué)生雖能夠掌握基本繪圖命令，繪制出老師所給的圖紙，但也只能夠照貓畫虎。學(xué)生只是單純地使用操作命令繪圖，沒有將CAD 課程學(xué)習(xí)與環(huán)境工程專業(yè)充分結(jié)合及徹底理解繪圖意義。對學(xué)生來說，繪制出環(huán)境工程領(lǐng)域?qū)I(yè)圖紙還有一定難度。學(xué)生并沒有真正掌握設(shè)計(jì)方法和繪制專業(yè)圖紙的技能，實(shí)際繪圖離專業(yè)繪圖還有較大的距離[8-9]。

（二）線上線下資源協(xié)同融合亟需加強(qiáng)

線下的CAD 教學(xué)內(nèi)容主要集中于基本繪圖命令和實(shí)際上機(jī)繪圖操作，由于CAD 軟件功能繁多、操作復(fù)雜，學(xué)生難以在有限的線下課堂時(shí)間內(nèi)熟練掌握軟件應(yīng)用[10]。此外，即使學(xué)生能在課堂上聽懂老師講授內(nèi)容，但在自己繪圖時(shí)也會遇到諸多困難。例如，學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了一些CAD 的實(shí)體繪圖命令和編輯修改命令，但因一時(shí)記不住或操作不熟練，造成短時(shí)記憶遺忘，學(xué)生在課后需花大量時(shí)間回憶具體繪圖命令，并進(jìn)行重復(fù)繪圖操作以加深記憶。課堂上的知識教授和實(shí)際上機(jī)繪圖操作并沒有緊密結(jié)合，導(dǎo)致大幅度降低課堂的教學(xué)效果[8]。線下課堂由于課時(shí)的限制阻礙了CAD 教學(xué)內(nèi)容的全面性。相比之下，線上有大量的CAD 專業(yè)教學(xué)資源（如土木工程網(wǎng)、給排水網(wǎng)和建筑龍網(wǎng)等），這些線上資源圖文并茂，有專業(yè)講解繪圖步驟，邏輯清晰、講解透徹，并附有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙。學(xué)生可以利用這些線上資源庫，鞏固線下課堂所學(xué)知識。然而，多數(shù)學(xué)生沒有利用好線上的CAD 教學(xué)資源，使這些線上資源并沒有充分發(fā)揮其作用。

（三）學(xué)生專業(yè)實(shí)踐和專業(yè)知識儲備不足

環(huán)境工程CAD 課程著重強(qiáng)調(diào)與環(huán)境工程專業(yè)的緊密結(jié)合，要求學(xué)生深刻理解工程制圖在環(huán)境工程中的應(yīng)用及熟練使用AutoCAD 軟件繪制典型處理工藝流程圖和典型處理工藝總平面圖。通過CAD 課程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用各種手段查閱、使用技術(shù)資料的能力及掌握環(huán)境工程設(shè)計(jì)的基本流程和方法。但該課程往往開設(shè)過早，學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐和專業(yè)知識儲備不足，造成許多學(xué)生對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程的認(rèn)知存在偏差，對CAD 軟件的運(yùn)用只是單純地停留在操作學(xué)習(xí)上，沒有將軟件應(yīng)用與環(huán)境工程專業(yè)知識和專業(yè)技能進(jìn)行有效結(jié)合[11-12]。同時(shí)，專業(yè)認(rèn)知較少會影響學(xué)生對課程教學(xué)講解內(nèi)容的掌握。學(xué)生只是單純地記住繪圖操作，遇到問題解決方法單一重復(fù)，沒有把軟件變成自己專業(yè)設(shè)計(jì)上的輔助工具，這與環(huán)境工程CAD 課程教學(xué)要求背道而馳[13]。

二 環(huán)境工程CAD 教學(xué)改革措施分析

針對以上環(huán)境工程CAD 教學(xué)存在的問題，本文結(jié)合OBE 教學(xué)理念提出以下教學(xué)改革措施。

（一）建立以學(xué)生為主體的教學(xué)模式

該門課程在機(jī)房內(nèi)進(jìn)行上機(jī)操作，每名學(xué)生都可以通過實(shí)際操作對課程實(shí)例進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，真正掌握所學(xué)知識，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力從模仿范例繪制到獨(dú)立完成專業(yè)圖紙繪制的提升。教學(xué)可以分為“知識講解→操作示范→學(xué)生練習(xí)→交流討論→提高創(chuàng)新→總結(jié)反思”六個(gè)步驟，如圖1 所示。

圖1 OBE 理念下的教學(xué)模式

首先，在學(xué)生初步接觸AutoCAD 軟件的階段，教師要充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，以典型案例為教材，通過明確目標(biāo)、具體繪制和成果獲得的過程傳授學(xué)生CAD 軟件的基本編輯知識。再布置簡單基礎(chǔ)的繪圖任務(wù)，教師進(jìn)行操作示范，學(xué)生在觀看教師示范的過程中加深對軟件界面的認(rèn)知。讓學(xué)生通過模仿范例的方式對所學(xué)知識加以練習(xí)，以便快速熟悉基礎(chǔ)操作，鞏固基礎(chǔ)知識，并使學(xué)生樹立信心。

其次，加強(qiáng)師生互動、生生互動，給學(xué)生展示自我的機(jī)會?？梢栽O(shè)置學(xué)習(xí)互助小組，通過組內(nèi)的交流和討論，解決部分學(xué)生存在的問題，增強(qiáng)學(xué)生的自覺能動性，加深學(xué)生的課堂參與感。并且在每一次布置任務(wù)后，以小組為單位在課堂上分享本次任務(wù)中的主要知識點(diǎn)和難點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和精益求精的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。通過與同學(xué)的交流討論以及老師的答疑解惑，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)自身操作不當(dāng)之處并解決實(shí)操中存在的疑惑，總結(jié)整理后可找到最便捷的操作方式，達(dá)到對知識的熟練掌握。

最后，在學(xué)生熟悉軟件界面和基本繪圖命令以后，可以布置一些難度較高的任務(wù)，讓學(xué)生結(jié)合自身獨(dú)立思考及與同學(xué)小組討論完成任務(wù)，保證學(xué)生在知識系統(tǒng)化和把握整個(gè)繪圖過程的情況下進(jìn)行畫圖操作，進(jìn)而才能對課程知識融會貫通。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動去圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的意愿和付諸努力的恒心，啟發(fā)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的意識，通過學(xué)生自身的發(fā)散思維將課堂知識加以延伸擴(kuò)展，增強(qiáng)學(xué)生經(jīng)過自身學(xué)習(xí)完成目標(biāo)的能力。培養(yǎng)學(xué)生在操作練習(xí)或完成繪圖任務(wù)后進(jìn)行及時(shí)反思，對不足之處進(jìn)行針對性練習(xí)的習(xí)慣，學(xué)生可以在查缺補(bǔ)漏的過程中加深對軟件操作的熟練度，進(jìn)而鍛煉自我反省和自主學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)，教師在課后需針對學(xué)生的目標(biāo)達(dá)成度來尋找授課過程中的短板，以便進(jìn)行復(fù)盤與反思，并在日后教學(xué)過程中改進(jìn)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

（二）線上學(xué)習(xí)優(yōu)勢與線下學(xué)習(xí)實(shí)踐有機(jī)融合

紙上得來終覺淺，學(xué)生在課堂進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)間終究是有限的，因此應(yīng)鼓勵(lì)和督促學(xué)生在課余時(shí)間進(jìn)行知識的預(yù)習(xí)及復(fù)習(xí)。

1）可以將一部分較基礎(chǔ)的課程內(nèi)容以視頻或PPT的形式展現(xiàn)，并利用云課程、群共享的方式督促學(xué)生課前學(xué)習(xí)，借助互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢加深學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。線下教學(xué)時(shí)在課堂上為學(xué)生提供更多的時(shí)間進(jìn)行練習(xí)，用于鍛煉學(xué)生的空間感及識圖繪圖能力，并根據(jù)學(xué)生練習(xí)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行針對性的答疑。

2）該課程以培養(yǎng)學(xué)生分析和實(shí)際操作能力，把學(xué)生培養(yǎng)成應(yīng)用型人才為目標(biāo)。因此教師在教學(xué)過程中，應(yīng)重視學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺能動性及實(shí)際應(yīng)用能力，通過“雨課堂”等平臺布置基礎(chǔ)操作任務(wù)及大作業(yè)，定期進(jìn)行學(xué)生能力水平測試，將學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)過程納入最終成績的考核，在不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的前提下，對學(xué)生起到有效的監(jiān)督指導(dǎo)作用，以便更好地完成教學(xué)目標(biāo)。在課后練習(xí)內(nèi)容方面，結(jié)合環(huán)境專業(yè)實(shí)際案例，挑選需要學(xué)生進(jìn)行思考、仔細(xì)審圖后才能繪制正確的圖紙，增強(qiáng)學(xué)生將所學(xué)知識付諸應(yīng)用的能力。

3）課程大作業(yè)以小組形式完成，并在課堂上以PPT形式進(jìn)行匯報(bào)，學(xué)生將自己對專業(yè)知識的理解與感悟以圖文的形式進(jìn)行展現(xiàn)，教師可以根據(jù)圖紙通過提問的方式檢查學(xué)生對基本命令及專業(yè)繪圖規(guī)范的理解程度。學(xué)生進(jìn)行PPT 合作制作與講述的過程，即是對自身學(xué)習(xí)知識的匯總與自省的過程，也是將自身理解進(jìn)一步深化于心的步驟。能夠清楚地將自己的理解講演并向老師同學(xué)展示，不但培養(yǎng)了學(xué)生的演講表達(dá)能力，提高學(xué)生的自信心，也能促進(jìn)學(xué)生對課程理論的進(jìn)一步理解與掌握。

4）教師可以靈活運(yùn)用各個(gè)網(wǎng)站的學(xué)習(xí)資源，在優(yōu)質(zhì)的教學(xué)繪圖視頻選擇上給出一些建議，學(xué)生通過查找及觀看AutoCAD 命令與應(yīng)用視頻及工藝設(shè)計(jì)計(jì)算網(wǎng)頁進(jìn)行學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生對自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行深入學(xué)習(xí)、主動思考并大膽嘗試練習(xí)，提高學(xué)生的主觀能動性。通過查看線上的環(huán)境相關(guān)專業(yè)圖紙，培養(yǎng)學(xué)生讀圖、識圖及繪圖的能力，加深學(xué)生對專業(yè)制圖的體悟。教師可以利用社交軟件與學(xué)生溝通、布置任務(wù)，學(xué)生也可以與教師一對一交流。教師在課后及時(shí)進(jìn)行答疑，學(xué)生有什么對課堂的意見也可以及時(shí)反饋給教師，更方便教師因材施教，針對課程的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行教導(dǎo)。

通過以上舉措讓學(xué)生在尋求解決方法的過程中更加帶入性地思考，提高學(xué)生讀圖識圖的能力，在實(shí)踐中將所學(xué)的知識內(nèi)化于心，讓學(xué)生養(yǎng)成主動思考學(xué)習(xí)的習(xí)慣。提高學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作解決復(fù)雜問題的能力，增加學(xué)生與教師之間的交流，實(shí)現(xiàn)“讓教學(xué)活起來”。

（三）課程安排的合理統(tǒng)籌

環(huán)境工程CAD 課程開設(shè)過早，常常導(dǎo)致學(xué)生剛剛開始學(xué)習(xí)環(huán)境相關(guān)專業(yè)知識，出現(xiàn)專業(yè)認(rèn)知較少、專業(yè)實(shí)踐能力較弱的問題。AutoCAD 課程安排在實(shí)際訓(xùn)練之前，學(xué)生對實(shí)際的污水、大氣及固廢等處理廠的構(gòu)筑物了解較少，對專業(yè)設(shè)計(jì)的流程和構(gòu)筑物的認(rèn)知僅限于課堂教學(xué)，不利于學(xué)生進(jìn)行繪圖工作。

針對這種情況，通過實(shí)例獲取新知識的方法可以更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，潛移默化地獲得知識且記憶深刻。教師可以在AutoCAD 課程之前安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練，學(xué)生們在實(shí)地參觀污水、大氣和固廢處理廠，并經(jīng)過處理廠工作人員的講解與指導(dǎo)后，能夠更清晰地了解建造處理廠需要考慮的設(shè)計(jì)路線及平面布置的規(guī)劃要點(diǎn)，如：合理利用場地、排放物對周邊的影響及地面坡度對建廠的影響等。實(shí)地參觀使學(xué)生對處理流程及處理原理的印象加深，能夠在動態(tài)學(xué)習(xí)中增強(qiáng)對知識點(diǎn)的鞏固，在繪制平面圖和構(gòu)筑物平、剖面圖時(shí)更加胸有成竹。

教學(xué)過程中存在的問題及整改措施見表1。

表1 教學(xué)過程中存在的問題及整改措施

三 結(jié)束語

圖形設(shè)計(jì)與繪制是環(huán)境工程專業(yè)人才必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)技能。隨著國家對環(huán)境領(lǐng)域高水平專業(yè)人才需求的增大，迫切需要專業(yè)水平更高、更全能的學(xué)生。因此，學(xué)校方面必須要更加關(guān)注如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，貫徹“學(xué)生中心，產(chǎn)出導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”的OBE 理念。本文著重剖析了AutoCAD 課程中存在的問題，并針對性地從教學(xué)模式、資源結(jié)合及課程安排方面提出相應(yīng)的教改思路和整改措施。通過以“教”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變，合理利用線上資源及合理安排課程教學(xué)進(jìn)行整改，完善了AutoCAD 課程的教學(xué)方案，進(jìn)而培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型人才。探索更高效的教學(xué)模式和更有效的溝通交流途徑，能夠在不過多占用學(xué)生課下時(shí)間的基礎(chǔ)上保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，且對提高教師課堂教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動手能力，培養(yǎng)專業(yè)人才具有重要的指導(dǎo)意義。本文可為今后CAD 課程的教學(xué)提供良好的借鑒。