新工科背景下电气CAD课程教学探索

    李冲 仇飞

    摘 ?要 为了适应新工科建设的要求及推动电气类专业的可持续发展，对电气CAD课程进行教学改革。课程改革主要以学生的综合能力培养为核心，注重混合式教学方法的使用，着重培养学生的工程创新能力和适应变化能力，而不是重知识、轻能力，培养高素质的复合型新工科人才。

    关键词 新工科;电气CAD;AutoCAD;电气工程图;混合式教学

    中图分类号：G642.3 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）18-0094-03

    Teaching Exploration of Electrical CAD under Background of New Engineering//LI Chong， QIU Fei

    Abstract In order to adapt to the requirements of the new enginee-ring construction and promote the sustainable development of elec-trical engineering， the electrical CAD course has been reformed for

    teaching in this study. This reform mainly takes the students com-prehensive ability training as the core and pays attention to the use of

    mixed teaching methods. Furthermore， the reform focuses on the abi-

    lity to train students engineering innovation and adapt to changes instead of focusing on knowledge and belittling ability to cultivate compound talents with high quality for New Engineering.

    Key words new engineering; electrical CAD; AutoCAD; electrical engineering drawing; mixed teaching

    1 引言

    新工科是在新一轮科技革命、产业革命、互联网革命、新经济发展背景下产生的。相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才，他们不仅在某一学科专业上学业精深，而且应具有学科交叉融合的特征[1]。

    在新工科建设背景下，地方高校应开展应用型本科专业建设，承担起应有的职责和使命。电气工程及其自动化专业作为南京晓庄学院新建应用型本科专业，属于新工科专业的范畴。该专业具有学科交叉性，涉及强电、弱电、自动控制等内容。同时，能源、电子、计算机技术迅速渗透到传统电气工程领域，对该专业的发展提出新的要求，急需该专业转型升级，对培养方案、培养模式进行改革创新[2]。

    电气CAD是高校电气类专业的一门重要的实践课。该课程以AutoCAD软件为设计平台，授课主要围绕AutoCAD软件使用及利用该软件进行电气工程图的设计两部分内容展开[3]。但由于电气CAD课程课时少、内容多，多是介绍AutoCAD软件的使用，教学方法、教学手段和考核评价方法传统单一，很难调动学生的学习兴趣，难以培养学生的创新能力[4]。

    为适应新工科建设的要求，推动电气类专业的可持续发展，更好地适应新技术发展带来的挑战，在广泛调研电气类专业相关行业和企业、国内外高校与南京及周边地区人才需求情况的基础上，结合南京晓庄学院师资队伍、软硬件、教学和科研等自身条件，转变教育观念，对电气CAD课程进行教学改革。同时，结合专业认证的思维，注重人才过程的培养，建立完善的教学评价机制、反馈机制[5]。

    2 教学观念的转变

    在新工科建设背景下，注意教学内容的不断更新，多注意最新的课程教学进展，做到知识的与时俱进，以适应“新技术、新产业、新模式”形势下对人才培养的需求。

    1）要摆脱传统教学观念的束缚，消除教学与实际脱钩的现象，多注意书本知识与实际的工程应用的联系，并引导学生平时多观察与思考，有意识地引入一些实际工程案例来进行讲解，以此来提高教学质量和培养学生的工程意识。

    2）要明确电气CAD课程以学生实践为主，强化学生的工程观念，让学生多绘图、多识图，并让学生在练习过程中理解相关的理论知识及解决工程问题的方法。

    3）要转变传统以教师为主的教学观念，明确以学生为中心的教学观念，以培养学生的能力为目标，充分发挥学生的教学主体地位，充分调动学生的学习积极性，激发学生的潜能，建立师生互动式教学模式。

    4）要注意因材施教，进行动态施教，掌握所授课学生的特点，以此来组织相应的教学内容和教学方法，并实时调整教学内容和教学方法。

    5）要摆脱传统教学过程中教师单一的授课模式，做到教师与学生的有效互动，在教学过程中鼓励学生提出自己的见解，培养他们良好的思维习惯，提升解决复杂工程问题的能力[6]。

    3 教学内容改革及实践

    电气CAD课程将AutoCAD软件技术、电气工程图标准、电气专业知识紧密结合，教学内容零散，与工程实践联系紧密，教学难度较大。为此，将零散的教学内容进行归纳总结，从而使教学结构条例清楚，有系统性和邏辑性。授课内容主要分为两部分，分别是AutoCAD软件基础部分和电气工程图设计部分，这两部分的授课时间分配比例为约3：7，必要时也可以根据学生的学习效果，灵活调整它们之间的比例。

    AutoCAD软件基础部分以软件绘图前的准备，图形绘制、选择及编辑，面域的创建与图案填充，文字与表格的创建，图块的制作与插入，图形对象的尺寸标注为主线，进行讲解与练习。在AutoCAD软件讲解过程中，多注意快捷命令的使用，使学生尽可能掌握足够多的快捷命令的使用，以此提高绘图的速度。

    电气工程图设计部分以电气设计基础与制图规范、常用电气元件的绘制、电气照明控制线路图绘制、家用电器线路图绘制、交流发电机电气线路图绘制和电力工程图绘制等内容为主线，进行讲解与练习。在授课过程中多注意把握案例教学中的要点及经验分享等内容，培养学生的良好思维习惯及快速绘制电气图的能力。同时，为了应对不断更新的电气工程技术，在电气工程图设计的各部分内容中增加最新的电气工程图制图标准，让学生了解最新的电气制图规范，加强规范化的绘图、识图训练，强化学生的工程观念[3]。

    4 教学方法改革及实践

    在教学过程中重在以学生为中心，重视学生的学习成果产出，使用多样化的混合式教学方法，培养学生绘制、识别复杂电气工程图的能力，从而提高学生的工程设计能力及职业竞争力，以适应新工科建设的需求[6]。

    传统式—现代式教学手段混合式教学 ?在电气CAD授课过程中，综合使用传统式板书及多种现代化教学手段。在电气CAD课程中，AutoCAD软件作为绘图工具应用于电气技术中，用来学习绘图软件的学时数约占总学时的1/3，但是由于该软件的学习内容相对较多，在课堂上很难完成软件的全部学习。因此，为了尽快让学生熟练掌握绘图软件的使用，激发学生学习软件的兴趣，鼓励学生多利用课外时间来进行软件的学习。可充分利用互联网、多媒体和视频等多种现代化的教学手段，让学生多看教师画图和教学视频，随即进行练习，可从中快速掌握软件使用及绘图技巧，收到事半功倍的效果[7]。

    项目式—参与式混合式教学 ?将常用电气元件绘制、电气照明控制线路图绘制、家用电器线路图绘制、交流发电机电气线路图绘制、电力工程图绘制这几部分都以具体工程项目的形式进行讲解及练习，让学生亲身参与具体的实际项目，从而激发学生的学习兴趣，提高学生的综合能力[7]。在授课过程中将一些复杂的工程图纸作为授课示例，把复杂的图纸分解成若干部分，然后引导多名学生共同参与完成整个图纸的绘制。

    提问式—启发式混合式教学 ?对学生自己画图过程或对某些知识理解有困难的问题，先采用课上提问的方式，然后根据学生的提问，采用启发式教学方式，和学生进行探索式交流，最终使学生解决疑难问题。同时鼓励学生回答这些疑难问题，对表现好的学生的平时成绩予以加分，充分调动学生的学习积极性[7]。

    互助式—研讨式混合式教学 ?根据学生绘图水平的高低，将班级学生分成不同的学习小组。绘图水平高且学习能力强的学生与绘图水平低且学习能力差的学生分配在一组，组成互助小组，充分利用以好带差的方式，让学生教学生，以此提高教学质量，促使全班学生共同进步。同时，对分配的小组采用研讨式方法，让大家针对自己绘图、识图、分析问题中遇到的问题相互讨论，相互交流经验，总结好的学习方法，少走弯路，可收到事半功倍、快速共同进步的效果[7]。

    课堂—课外相结合的混合式教学 ?为了更好地加深对课堂中所学知识的理解与掌握，组织学生去电气相关的公司参观，让学生有更直观的认识，聆听公司工程师的讲解，认识到所学的电气CAD课程要达到什么样的程度才能适应以后的工作，认识到自己还有哪些方面存在不足，有助于他们在以后的学习中少走弯路。

    微信—QQ群等多种方式相结合的课外教学 ?为了更好地调动学生的学习自主性及积极性，更好地与学生进行学习交流和课后的答疑解惑，建立班级微信群和QQ群，在群里及时发布相关的授课PPT、电气工程图例、工程实战演练题及相关的教学视频等内容，给学生尽可能地提供学习该课程的途径。鼓励学生把自己平时的练习作业传到群里，让大家一起来评阅图纸，找出作业当中的错误并加以改正。同时，定时督促学生观看相关的教学视频，鼓励学生在群里相互进行讨论，在群里及时帮助学生解决他们的疑问。

    5 建立完善的教学评价机制

    在新工科建设背景下，针对电气CAD课程的特点，采取多样化的考核方法，重视教学过程中的考核，重在考查学生快速学习新事物的能力，重视考查学生综合识图和绘图能力，重视考查学生分析、思考、解决工程实际问题的能力。其中，过程考核主要分为课堂表现、课堂练习、课堂测试、课后作业等方面的考核。对学生快速学习新事物的能力的考查主要体现在让学生在规定的时间内对实际的工程问题进行分析、绘图及设计的能力的考核。

    通过对所授课班级学生发放调查表及找学生谈心的方式，让学生及时反馈授课效果，及时对教学进行改进，及时调整教学方式，持续改进教学。针对班级中部分考核较差的学生，分析他们学习效果差的原因，及时制订相应的配套方案来提升他们的能力。

    6 结语

    综上所述，为适应新工科建设的要求，推动电气类专业的可持续发展，以电气CAD课程的教学内容和方法改革为契机，转变教学观念，以学生的综合能力培养为核心，注重推进混合式教学方法的使用，着重培养学生的工程创新能力和适应变化能力，而不是重知识、轻能力，培养具有高素质的复合型新工科人才。

    参考文献

    [1]陶铭，曲超，洪小宇.“新工科”背景下物联网工程专业人才培养方案探索[J].现代计算机：专业版，2017（21）：

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    [2]黄肇，罗庆跃，袁旭龙，等.电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践[J].中国电力教育，2010（31）：

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    [4]杨一曼.CDIO理论在《电气CAD》课程教学设计中的应用[J].知识经济，2018（12）：141-142.

    [5]王姣.基于OBE的新工科背景下应用型院校机械设计教学模式与评价的探索与实践[J].机械设计，2018，35（S2）：

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    [6]苏晓光，于莉莉.“新工科”背景下物联网工程专业人才培养探讨[J].人才资源开发，2018（10）：60-61.

    [7]劉西健，段晨东.电气工程及其自动化专业教学方法和手段改革的途径[M]//第六届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（上册）.2009：351-354.