浅谈采矿工程专业CAD制图课程的教学方法
浅谈采矿工程专业CAD制图课程的教学方法 工程图纸是工程师的语言，是设计者表达设计思想和设计理念的一种 形式。如今，随着计算机技术的快速发展，各行各业手工绘图已经成为历史，普 遍采用计算机绘图[1]。当然，利用计算机绘图也是当今理工科大学生必备的一 项技能[2-3]。CAD制图是高校普遍开设的一门主干课程[4-5]。通过学习该课程使 学生初步具备正确使用计算机和绘图软件，较为熟练地绘制专业工程图纸，并能 借助绘图软件计算、分析数据的能力，为将来从事工程设计、施工与管理提供基 本技能。CAD制图课程具有基础理论与工程技能训练的双重特点，也是联系基础 课与专业课的纽带。CAD课程的教学因专业不同而有所差异，为此，针对采矿工 程专业CAD制图课程的教学内容、教学方法和考核方式，分享近年来的一些教学 体会，以飨采矿专业的同行和学生。一、采矿工程专业CAD制图课程的教学内容 (一)课堂教学内容 古人云：“巧妇难为无米之炊”，“言之无物，行而不远”，所以，要上 好一门课，首先要组织好的教学内容。教材与教学内容是高校课程教学的质量保 障 [6]。众所周知，自八十年代2.17版本的AUTOCAD软件引入中国，到目前已 有数十个版本。现在Autodesk公司几乎每年要推出一个新版本。国内与之相对应 的教材也层出不穷，五花八门。有的教材专业特色明显，比如：土木工程专业的 CAD教材[7]，机械专业的CAD教材[8]，等等，但唯独没有与采矿专业相结合的、 真正适合采矿专业的CAD教材。笔者从八十年代开始就一直使用CAD绘图，而 且借助AUTOCAD软件进行了二次开发，对CAD教材内容和版本比较熟悉，在综 合比较后，选定AUTOCAD2004版软件和相应的教材作为采矿专业CAD课程教学 的基本内容。
先进的绘图软件和优秀的教材是上好这门课的前提，可以照本宣科非 也。因为好的教学内容是关键，为此必须精心组织教学内容，按照由浅入深、循 序渐进的步骤重新梳理出以“线-点-面-图形编辑-图形管理”为顺序的教学内容。
第一堂课就让学生动手绘制简单的图形，让学生在学习中找到成就感。待学生对 CAD制图有了一定基础后，再系统介绍一些软件方面的应用知识，比如：利用area 命令求面积等。
在绘制图形案例教学中，没有选用教材中的图例，而是与采矿工程专业实际工程相结合，先让学生绘制简单、有用的实际工程图纸，比如，让学生自 己选择工程图中的标准图框A0到A4号作为案例进行绘制，图框是由竖线和水平 线构成，使学生掌握基本的绘图命令，图框绘制完成并保存待参加工作后利用(因 为工程图的标准图框全国统一的);然后，再绘制完整的采矿专业工程图纸，这样 可以使学生平时的课程绘图练习做到连续性和完整性，也很有成就感。
(二)学生课堂练习内容 CAD课是一门操作性非常强的基础课，学生在学习过程中不但要动脑， 而且要动手操作。因此，在安排学生课堂练习方面，选择了5套独立的实际工程 图纸，由易到难让学生练习。先是一套三居室的建筑房屋平面图，只给定了建筑 物的中心线轮廓及相关尺寸，让学生绘制CAD房屋平面图;然后，要求学生按照 自己的喜好进行室内装修，绘制一个房屋装修平面布置图，包括瓷砖、卫生间马 桶及家具等，这样一方面让学生练习基本功，同时又发挥了学生的自主创造性， 也让学生在练习中增加了对基本生活常识的了解，比如：门的宽度，床的大小与 规格等，也可以防止学生相互抄袭。学生有了一定绘图基础后，再绘制与采矿专 业有关的工程图纸。笔者结合自己在国外的相关工程经历选择了一套全英文工程 图纸中的一个三心拱隧道断面图让学生绘制。一方面公路隧道与井工采矿的巷道 相类似，而且三心拱断面在所有巷道(隧道)类设计中难度最大，另一方面还可以 开阔学生眼界，增长见识。第三套图纸是绘制一个煤矿的综合地质柱状图。综合 地质柱状图是反映矿区地层结构和岩体属性特征的重要成果图件之一，是以文字 描述为主的图纸。通过训练可以让学生掌握CAD软件文字输入与编辑基本功。第 四套图是绘制《采矿工程设计手册》[10]中的刀把式井底车场平面图。井底车场 是联接井下大巷运输和井筒提升的枢纽，它担负着煤炭、矸石、物料、人员的转 运任务，在整个井下运输系统中起着非常重要的作用[11]。第五套图是绘制《采 煤学》[12]课本中的一个采区布置示意图，包括平面图和剖面图，让学生自己设 计与绘制，包括采区尺寸等需要学生去查找。一个矿山的采矿工程主要由地面(工 业广场)、井底车场和采区组成，所以，选择这些部位的图纸让学生绘制，使学 生不仅学习了CAD制图，而且与采矿工程专业的知识紧密结合，达到了事半功倍 的效果。
二、CAD课程的教学方法 教师的职责，自古有之，即师者，传道、授业、解惑也。那么作为采 矿专业的教师，如何上好CAD制图课“没有爱就没有教育”。作为一名CAD制图课 的教师，首先要热爱教师职业，热爱这门课程，这样才有动力去钻研CAD课程的教学内容，研究教学方法，认真组织教学。
(一)充分调动学生的积极性 (二)边教边学边操作 CAD课程是一门实用性和操作性非常强的基础课程。虽然没有深奥的 理论和繁琐的公式，但操作使用命令比较多，命令之间没有连贯性。所以，笔者 在教室选择上，除了要求有多媒体之外，还要求每位学生要有一台电脑。这样， 笔者在讲台上讲述完一个操作命令，马上要求学生在自己的电脑上进行操作，现 场答疑。对学生的问题，教师要耐心指导，要求学生灵活掌握命令的使用与操作， 切忌死记硬背。
(三)与实际工程相结合并延伸CAD的应用 在学生绘图练习案例选择方面，密切与采矿工程专业结合，并把CAD 的使用在专业方面进行延伸，紧扣实际工程，让学生体会到成就感。比如，计算 矿量时，根据底板等高线计算矿体的面积，有的借助求积仪来求面积，学了CAD 后，就可以直接用Area命令求面积，计算矿量;还有利用CAD直接绘制地质剖面 图，确定点的坐标，按照一定的坡度寻求最佳矿区道路路线，等等。
三、CAD课程考核方式 考试是检查、考核学生对知识掌握情况的一种手段，课程考试在人才 培养过程中起着“指挥棒”的作用，对高校人才培养模式的构建和培养目标的实现 有着深远的影响[13]。社会对创新型人才的要求绝不是一个纯粹的知识蓄积者， 而是一个知识的运用者[14]。所以，笔者在征得相关部门同意 后，取消了期末一卷定终身的闭卷考核模式，将考试纳入到平时的案 例练习中，要求学生在课程结束后，按照正规要求提交5套图纸，最后根据5套图 纸的绘制质量以及课堂学习情况评定学生的最终成绩。
四、结语