淺析采礦工程專業CAD制圖課程教學探討論文

時間：2021-06-14 14:33:58 論文我要投稿

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淺析采礦工程專業CAD制圖課程教學探討論文

　　摘要：用CAD（computer aided design-計算機輔助設計）制圖是工科專業學生必備的一項基本技能。CAD制圖是一門實用性和操作性非常強的基礎型課程。CAD課程的教學會因專業不同而有所差異。筆者針對采礦工程專業的特點從CAD制圖課程的教學內容、教學方法和考核方式三個方面談了自己的教學體會，以期達到促進同行交流，提高教學質量的目的。

　　工程圖紙是工程師的語言，是設計者表達設計思想和設計理念的一種形式。如今，隨著計算機技術的快速發展，各行各業手工繪圖已經成為歷史，普遍采用計算機繪圖[1]。當然，利用計算機繪圖也是當今理工科大學生必備的一項技能[2-3]。CAD制圖是高校普遍開設的一門主干課程[4-5]。通過學習該課程使學生初步具備正確使用計算機和繪圖軟件，較為熟練地繪制專業工程圖紙，并能借助繪圖軟件計算、分析數據的能力，為將來從事工程設計、施工與管理提供基本技能。CAD制圖課程具有基礎理論與工程技能訓練的雙重特點，也是聯系基礎課與專業課的紐帶。CAD課程的教學因專業不同而有所差異，為此，針對采礦工程專業CAD制圖課程的教學內容、教學方法和考核方式，分享近年來的一些教學體會，以饗采礦專業的同行和學生。

　　一、采礦工程專業CAD制圖課程的教學內容

　　（一）課堂教學內容

　　古人云：“巧婦難為無米之炊”，“言之無物，行而不遠”，所以，要上好一門課，首先要組織好的教學內容。教材與教學內容是高校課程教學的質量保障[6]。眾所周知，自八十年代2.17版本的AUTOCAD軟件引入中國，到目前已有數十個版本。現在Autodesk公司幾乎每年要推出一個新版本。國內與之相對應的教材也層出不窮，五花八門。有的教材專業特色明顯，比如：土木工程專業

　　的CAD教材[7]，機械專業的CAD教材[8]，等等，但唯獨沒有與采礦專業相結合的、真正適合采礦專業的CAD教材。筆者從八十年代開始就一直使用CAD繪圖，而且借助AUTOCAD軟件進行了二次開發，對CAD教材內容和版本比較熟悉

　　，在綜合比較后，選定AUTOCAD2004版軟件和相應的教材作為采礦專業CAD課程教學的基本內容。

　　先進的繪圖軟件和優秀的教材是上好這門課的前提，可以照本宣科？非也。因為好的教學內容是關鍵，為此必須精心組織教學內容，按照由淺入深、循序漸進的步驟重新梳理出以“線-點-面-圖形編輯-圖形管理”為順序的教學內容。第一堂課就讓學生動手繪制簡單的圖形，讓學生在學習中找到成就感。待學生對CAD制圖有了一定基礎后，再系統介紹一些軟件方面的應用知識，比如：利用area命令求面積等。

　　在繪制圖形案例教學中，沒有選用教材中的圖例，而是與采礦工程專業實際工程相結合，先讓學生繪制簡單、有用的實際工程圖紙，比如，讓學生自己選擇工程圖中的標準圖框A0到A4號作為案例進行繪制，圖框是由豎線和水平線構成，使學生掌握基本的繪圖命令，圖框繪制完成并保存待參加工作后利用（因為工程圖的標準圖框全國統一的）；然后，再繪制完整的采礦專業工程圖紙，這樣可以使學生平時的課程繪圖練習做到連續性和完整性，也很有成就感。

　　（二）學生課堂練習內容

　　CAD課是一門操作性非常強的基礎課，學生在學習過程中不但要動腦，而且要動手操作。因此，在安排學生課堂練習方面，選擇了5套獨立的實際工程圖紙，由易到難讓學生練習。先是一套三居室的建筑房屋平面圖，只給定了建筑物的中心線輪廓及相關尺寸，讓學生繪制CAD房屋平面圖；然后，要求學生按照自己的喜好進行室內裝修，繪制一個房屋裝修平面布置圖，包括瓷磚、衛生間馬桶及家具等，這樣一方面讓學生練習基本功，同時又發揮了學生的自主創造性，也讓學生在練習中增加了對基本生活常識的了解，比如：門的寬度，床的大小與規格等，也可以防止學生相互抄襲。學生有了一定繪圖基礎后，再繪制與采礦專業有關的工程圖紙。筆者結合自己在國外的相關工程經歷選擇了一套全英文工程圖紙中的一個三心拱隧道斷面圖讓學生繪制。一方面公路隧道與井工采礦的巷道相類似，而且三心拱斷面在所有巷道（隧道）類設計中難度最大，另一方面還可以開闊學生眼界，增長見識。第三套圖紙是繪制一個煤礦的綜合地質柱狀圖。綜合地質柱狀圖是反映礦區地層結構和巖體屬性特征的重要成果圖件之一，是以文字描述為主的圖紙。通過訓練可以讓學生掌握CAD軟件文字輸入與編輯基本功。第四套圖是繪制《采礦工程設計手冊》[10]中的刀把式井底車場平面圖。井底車場是聯接井下大巷運輸和井筒提升的樞紐，它擔負著煤炭、矸石、物料、人員的轉運任務，在整個井下運輸系統中起著非常重要的作用[11]。第五套圖是繪制《采煤學》[12]課本中的一個采區布置示意圖，包括平面圖和剖面圖，讓學生自己設計與繪制，包括采區尺寸等需要學生去查找。一個礦山的采礦工程主要由地面（工業廣場）、井底車場和采區組成，所以，選擇這些部位的圖紙讓學生繪制，使學生不僅學習了CAD制圖，而且與采礦工程專業的知識緊密結合，達到了事半功倍的效果。

　　二、CAD課程的教學方法

　　教師的職責，自古有之，即師者，傳道、授業、解惑也。那么作為采礦專業的教師，如何上好CAD制圖課？“沒有愛就沒有教育”。作為一名CAD制圖課的教師，首先要熱愛教師職業，熱愛這門課程，這樣才有動力去鉆研CAD課程的教學內容，研究教學方法，認真組織教學。

　　（一）充分調動學生的積極性

　　重慶大學采礦工程專業CAD課安排在大學二年級上學期。由于大二的學生對所學專業仍不甚了解，部分學生感覺迷茫，總認為自己的專業不如別人，學一行厭一行，對專業課學習的積極性不高。所以，筆者上第一堂課時，沒有正面強調CAD課如何重要，而是采用發問的方式，詢問學生有哪些方式可以掙錢謀生？答案五花八門。筆者歸納學生的答案，即：說，做藝人說相聲、唱歌或節目主持等，可以掙錢謀生；寫，寫小說成作家可以掙錢謀生；畫，成為畫家或工程師畫圖紙、搞設計，可以掙錢謀生。當然，還有肩扛背馱也可以掙錢謀生。通過比對，讓學生明白學習的重要性。此外，筆者還下載了國內知名的與礦山有關的大型企業和設計院招聘廣告，把這些企業對采礦專業人員的職業要求展示給學生，讓學生知曉掌握CAD繪圖技能對于求職就業的重要性。

　　（二）邊教邊學邊操作

　　CAD課程是一門實用性和操作性非常強的基礎課程。雖然沒有深奧的理論和繁瑣的公式，但操作使用命令比較多，命令之間沒有連貫性。所以，筆者在教室選擇上，除了要求有多媒體之外，還要求每位學生要有一臺電腦。這樣，筆者在講臺上講述完一個操作命令，馬上要求學生在自己的電腦上進行操作，現場答疑。對學生的問題，教師要耐心指導，要求學生靈活掌握命令的`使用與操作，切忌死記硬背。

　　（三）與實際工程相結合并延伸CAD的應用

　　在學生繪圖練習案例選擇方面，密切與采礦工程專業結合，并把CAD的使用在專業方面進行延伸，緊扣實際工程，讓學生體會到成就感。比如，計算礦量時，根據底板等高線計算礦體的面積，有的借助求積儀來求面積，學了CAD后，就可以直接用Area命令求面積，計算礦量；還有利用CAD直接繪制地質剖面圖，確定點的坐標，按照一定的坡度尋求最佳礦區道路路線，等等。

　　三、CAD課程考核方式

　　考試是檢查、考核學生對知識掌握情況的一種手段，課程考試在人才培養過程中起著“指揮棒”的作用，對高校人才培養模式的構建和培養目標的實現有著深遠的影響[13]。社會對創新型人才的要求絕不是一個純粹的知識蓄積者，而是一個知識的運用者[14]。所以，筆者在征得相關部門同意

　　后，取消了期末一卷定終身的閉卷考核模式，將考試納入到平時的案例練習中，要求學生在課程結束后，按照正規要求提交5套圖紙，最后根據5套圖紙的繪制質量以及課堂學習情況評定學生的最終成績。

　　四、結語

　　CAD課是一門實用性和操作性非常強的基礎型課程。用CAD制圖是工科專業大學生必備的基本技能。如何教好該課程，讓學生終生受益，探索建立一套“由淺入深、循序漸進、密切結合實際、體現專業特色”的教學方法值得CAD教學同行專家深入思考，不斷完善，找到更多有效的舉措，共同推動采礦工程專業CAD制圖課程教學上新臺階。參考文獻：

　　[1]張軍安.AUTOCAD2005實用教程[M].西安：西北工業大學出版社，2005.

　　[2]王秀英，陶永蘭，張秀芝.培養理工科學生計算機繪圖能力的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2009，26（7）：119-121.

　　[3] 林寶如，何頻，張樂于.論對學生計算機素質和計算機應用能力的培養[J].高等建筑教育.2007.16（1）：50- 53.

　　[4]楊文偉.21世紀高校CAD課程整合與實踐[J].時代教育，2008（10）：94.

　　[5]劉平，劉楠.工程制圖CAD考試的改革與探索[J].中國成人教育，2008（3）：3.

　　[6]張揚，尹紅，李孟輝.高校課程教學質量保障體系的構建探析[J].高等農業教育，2010（1）：46-48.

　　[7]陳德業，黃惠瑩，謝龍漢.AutoCAD 2009建筑制圖實例圖解[M].北京：清華大學出版社，2009.

　　[8]李乃文，夏素民，孫江宏等.AutoCAD 2008中文版機械制圖案例教程[M].北京：清華大學出版社，2008.

　　[9]鄒云翔.礦山地質剖面繪制系統設計與研究[D].長沙：中南大學碩士論文，2009.

　　[10]張榮立，何國緯，李鐸.采礦工程設計手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2003.

　　[11]柳忠校.井底車場建模系統[D].青島：山東科技大學碩士論文，2009.

　　[12]中國礦業學院等高校.采煤學[J].北京：煤炭工業出版社，1979.