Autocad在土木工程畢業設計中的應用改革研究

摘要：針對土木工程畢業設計存在的問題，結合Autocad課程的特點，提出通過引進精選案例、培養良好繪圖習慣、加強與相關專業課程之間的緊密結合、改革考核方式等措施對Autocad課程進行改革和創新，以提高學生畢業設計的質量與效率。

關鍵詞：畢業設計；教學改革；Autocad；土木工程

作者簡介：黃海生（1983-），男，福建莆田人，莆田學院土木工程學院，講師；吳丹丹（1982-），女，福建莆田人，莆田學院環境與生物工程學院，實驗師。（福建 莆田 351100）

基金項目：本文系莆田學院教學改革基金項目（項目編號：JG201110）的研究成果。

中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0157-02

土木工程專業是一個注重理論能力和實踐能力相結合的專業，不但要求學生具有扎實的專業理論基礎，而且要懂得怎樣把理論的知識應用到實踐上，即動手能力。而畢業設計是學生運用專業知識解決工程問題的一個重要的實踐教學環節，是實現專業知識與工程實踐相融合的重要平臺，是培養應用型人才的重要手段，也是衡量本科教育質量的重要標志，具有很強的實踐性。[1]畢業設計的質量直接反映了學生的專業水平，影響學生畢業后的工作能力和發展潛力，也是高等院校教學質量的直接反映。然而，目前許多普通高等院校土木工程專業的畢業設計教學環節存在諸多不足，畢業設計質量不容樂觀。[2-4]

一、引進Autocad技術，提高畢業設計質量和效率

土木工程畢業設計一般安排在大四最后一個學期，設計的安排時間基本上都在10～18周左右[5]，畢業生有的要忙于找工作，有的要忙于考研、考公務員，無法全身心投入到畢業設計。[6，7]鑒于土木工程專業畢業設計周期短、設計復雜的情況，如果所有的設計都要求學生采取手算或者手繪的形式，學生將花費他們大部分的時間和精力用在數據處理與手繪上，而對于建筑的創新設計和結構設計的合理性考慮較少，這不僅影響了學生掌握專業知識，同時也限制了學生創造性思維的發展。將計算機輔助設計（CAD）應用于土木工程畢業設計中可大大減少學生計算的工作量和工程繪圖的時間，提高設計的效率，同時培養學生的工程意識和創新能力。

CAD 即計算機輔助設計（ Computer Aided Design），指利用計算機硬件及軟件系統幫助設計人員進行工程設計的方法和技術。土木工程畢業設計常用的CAD 軟件包括Autocad、天正建筑CAD、建筑結構PKPM、探索者CAD等。Autocad軟件課程是工科土木工程專業本科的一門必修課，也是學習其他土木工程CAD軟件的基礎課程。本課程的目的是使學生了解有關CAD的基本知識和發展動態，熟悉Autocad軟件的常用工具，掌握使用該軟件進行專業繪圖的基本方法，培養建筑工程專業學生利用計算機輔助設計軟件繪制專業圖形的能力。Autocad軟件課程是一門實踐性很強、內容涉及面廣的課程，主要講授計算機繪圖基本知識、基本操作以及常用計算機繪圖基本命令。

二、畢業設計存在的一些問題

土木工程畢業設計制圖部分一般由建筑施工圖、結構施工圖和計算書里的插圖等組成。學生雖然經過了Autocad課程的學習，但由于理論基礎掌握不扎實，且缺乏實際工程經驗，存在對繪圖軟件掌握不牢，繪圖效率低下，圖紙表達不科學甚至出現較大的錯誤等質量問題。如：

（1）繪圖效率低下，畢業設計本身時間較緊，學生對軟件的不熟悉，對軟件命令掌握不牢固，造成花在計算機繪圖上的時間較多，不能夠充分利用計算機繪圖速度快的優勢，影響了整個的設計進度。

（2）層次不分明，缺乏對圖層的有效管理和使用，圖層建立不科學，圖層劃分較少，有的甚至把整張建筑圖全放在一個圖層上，這給之后對圖紙的修改和管理帶來了很大的隱患。

（3）制圖標準掌握不清，制圖不規范，特別是建筑制圖上有很多關于符號類對象（如：文字、標注、圖框、標高符號、定位軸線編號、詳圖索引符號、詳圖符號、剖面符號、斷面符號和指北針等）。符號類對象有它特定的大小的規定，學生對相關的規定不熟悉，造成整張圖紙表達不規范。

（4）缺乏對標注、文字樣式的有效管理造成圖紙標注混亂、字體不一，大小不符合規定，甚至出現很多亂碼等。

三、以土木工程專業畢業設計質量提高為導向的Autocad課程改革

畢業設計是檢驗學生對大學四年所學的專業知識的最后一次大考，而Autocad軟件作為這次大考的一個重要工具，對這個工具技能的掌握是否牢固將對學生畢業設計的質量起著較大的作用。因此，針對畢業設計中存在的一些質量問題，有必要對Autocad課程的教學理念和教學方法進行改革。

1.培養良好的繪圖習慣，提高圖紙質量

良好的繪圖習慣能夠使整張圖紙整潔有序，提高繪圖的效率和質量。在授課過程中應注重良好的繪圖習慣的培養。

（1）層次分明，規范作圖。圖層就像是透明的重疊圖，運用它可以很好地對圖形信息進行管理。在建筑制圖中經常會碰到較為復雜的圖形，如果只是在一個圖層上進行繪制，顯然會給經后圖紙的管理帶來麻煩，且容易出錯。這時候就可以利用圖層的功能，在不同的圖層上繪制屬性相同或相近的圖形，然后將需要的圖層相疊加，不需要的輔助圖層關閉，這樣就會出現所需要的圖形較果。把圖形按照不同屬性分別放到這些圖層上，圖層根據繪圖的需要可以實現對進行鎖定、關閉和凍結，還可以在圖層上設置統一的顏色、線型和線寬。若要對某個對象進行編輯，則只需選中相應圖層上的對象即可，從而提高作圖效率。

（2）加強樣式管理。Autocad常用的樣式包括文字樣式、標注樣式等。通過對圖紙樣式的設置和管理可以很方便地對字體和標注的格式進行統一設置與更改，使得字體和標注的管理更加有序，確保格式編排的一致性，從而減少許多重復的工作，提高效率。

（3）圖塊的使用。圖塊是一個或多個實體的圖形組合成的一個整體，各圖層單元實體可以有自己的圖層、線型和顏色等特征，把它作為一個整體在圖形中編輯和調用。修改或更新圖中定義的塊，AutoCAD將自動更新圖中插入的所有的塊，這給用戶的工作帶來了極大的方便。特別是使用頻率較高的圖形，通過圖塊的使用能夠大大提高繪圖的效率和質量。

良好的繪圖習慣需要平時在實踐繪圖中不斷積累，特別是對于一個初學者來說尤其重要。只有良好的繪圖習慣，繪圖技能才能更加“清晰”、“準確”、“高效”。

2.精選課程案例，引進項目導向教學法

Autocad軟件本身的命令并不多，也不算太難，但是要把軟件靈活運用到建筑制圖里卻是不那么容易的。Autocad軟件的學習一般安排在大一，這時學生對專業的知識還不大了解，如果單單只是學習軟件本身，學生們肯定提不起興趣，效率低下。

通過引進實際工程的建筑全套圖紙作為學生學習的例子，緊密結合相關的專業課程（如畫法幾何與制圖和房屋建筑學等）。要求學生在學習軟件的過程不僅要學會軟件的命令，而且要懂得相關的一些專業制圖標準的規定。如圖幅圖框的的規定、線條線型的規定、符號類圖形尺寸的規定、字體樣式以及高度的規定等。

實踐證明，這種引進實際工程的項目導向教學法在實際運用中優勢明顯，使學生理解和把握課程要求的知識和技能，能夠同時鞏固和學習相關課程的能力，培養學生的讀圖、識圖、繪圖的能力，培養他們分析問題和解決問題的能力，從而大大提高了學生學習的興趣，培養學生的實踐能力。這種引進實際工程的項目導向教學的方法，通過激發學生學習的積極性，讓他們明確學習目的，為今后其他CAD課程的學習和畢業設計打好基礎。

3.加強與相關專業課程之間的緊密結合

本課程具有很強的實踐性，學生僅通過理論學習很難對知識融會貫通、全面掌握。課程建立了多層次的實踐環節，除了引進精選案例之外還與其他的一些專業課程建立了緊密的聯系。

課程設計是學生在完成一門專業課程之后集中一段時間進行設計。通過設計來鞏固和提高課堂教學的內容是培養學生將理論知識與實踐能力的主要途徑。目前，Autocad軟件已廣泛應用于土木工程領域。而計算機繪圖作為課程設計的內容，是提高課程設計質量與學生的計算機應用能力素質的重要途徑。因此在教學中做到啟發式教學，在進行房屋建筑、混凝土結構、鋼結構等的課程設計時改變傳統采取手畫的單一方式，要求學生增加計算機繪圖的實踐環節。從學生的實際出發，以啟發學生的思維為核心，調動學生的學習主動性和積極性，為學生掌握Autocad技術培養綜合應用和創新能力提供了多層次、多方面的訓練環境。

4.改革考核方式，提高繪圖質量

以培養學生的形象思維能力和設計表達能力為工程實際培養應用人才為目標，改變傳統單一的個人繪圖考試模式，采用“小組協作繪圖+個人繪圖考試”的上機考試的模式。一套完整的建筑施工圖項目往往是由各層平面圖、立面圖、剖面圖和詳圖等組成，圖紙較多，所涉及到的專業知識較多，如果由單一的學生在較短時間內獨立完成顯然不現實。小組協作繪圖模式是一個項目由四到五個的小組成員組成，小組選舉出一名組長，組長負責各小組成員的分工。各小組成員共同完成同一項目，需要分工清晰，相互協調。需建立統一的圖層、文字、標注樣式等，且在各小組成員完成自己分工的同時須相互校對，最后組成一套完整的建筑施工圖。通過不斷相互交流和思想碰撞，依靠小組成員之間的合作、鼓勵、監督來促使學習，更高效地學習Autocad軟件。小組協作繪圖主要考核繪圖的綜合能力和協作精神，屬于過程的評價，占考核比重的40%，而個人繪圖考試是屬于軟件技能總結性評價，可占60%。

評分標準需關注過程、兼顧結果。故評分標準引進對一些繪圖習慣的評定，如是否合理應用圖層的知識、是否靈活應用圖塊的知識及對文字樣式、標注樣式的管理如何等。同時評分標準也應該注重學生繪圖是否符合相關建筑制圖標準的評定。通過這樣一套完整的考核方式引導學生在掌握Autocad軟件的同時，更加注重相關良好的繪圖習慣和繪圖標準的掌握，使學生對建筑圖的繪制有更全面的認識和更清晰的了解，大大提高繪圖的效率和繪圖的質量。

四、結束語

通過多屆畢業設計指導和Autocad課程建設經驗，提出了一套行之有效的Autocad課程改革方法，使學生能快速掌握軟件操作技術和設計精髓，大大提高了學生畢業設計的質量和效率，為日后的學習工作打下了堅實基礎。

參考文獻：

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（責任編輯：王祝萍）