基于CAD三維設計的土建類創新型人才培養探索及實踐

呂建根

【摘要】通過分析地方性本科院校土木工程專業計算機輔助設計（CAD）教學中存在的問題，針對創新應用型人才培養的目標，提出了基于CAD三維輔助設計背景下的創新能力培養教學模式，以建筑三維設計為導向，從更新教學內容、改變教學方式等方面入手，培養學生的創新意識，提高創新能力，以適用大眾創新、萬眾創業的社會需求。

【關鍵詞】土建類 CAD三維設計 創新型人才

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0044-02

工程制圖課程是土建類專業必修的一門專業基礎課，不少學者對如何提高工程制圖課程的教學效果進行了較系統的研究[1-3]。工程圖被稱為技術人員的“工程語言”，一方面建筑物的設計構思、設計意圖需要通過設計人員用工程圖來表達，另一方面，施工人員需要通過閱讀設計圖紙來準確理解設計意圖、結構造型及具體細節構造等，對設計人員而言，需要具有更多的創新能力，對施工人員來說，則需要具備更多的應用能力，因此，如何通過工程制圖課程提高學生的創新應用能力，對土建類專業的人才培養至關重要。

一、工程制圖傳統教學培養存在的弊端

傳統的工程制圖課程是從點、線、面等二維投影開始，由于學生對構件或結構物缺乏直觀的印象，由二維平面圖形構筑成三維圖形非常困難，難以在頭腦中建立清晰的空間概念，增加了學習的難度，降低了學生學習的興趣。但是，在實際工程中，工程設計人員需要進行概念設計、構思，形成較為清晰的空間概念后，再通過二維圖形將設計意圖完整表達出來，有經驗的工程施工人員需要仔細閱讀二維圖紙，準確理解設計意圖后，最后才能建造出符合要求的三維實體，上述過程表明，設計人員的工作是一個創新的過程，更適合培養學生創新能力，因此，從提高學生興趣和培養創新能力兩方面說明，亟需對工程制圖課程的教學模式進行較為系統的改革，以滿足“雙創”的社會需求。

二、CAD制圖課程教學模式的改革

近年來，隨著計算機硬件及CAD技術的不斷發展，使得工程制圖“立體式”教學成為可能，為了提高學生學習興趣、增強學習效果及培養學生創新能力，我校的《畫法幾何與CAD制圖》課程從以下三個方面進行了改革：

教學內容的改革方面，認真梳理、重新構建了Auto CAD 的教學內容，刪除與工程實際聯系不夠緊密的內容，對于畫法幾何圖解法及投影理論部分，以土建類專業學生適用、夠用為原則進行精簡，減少機械類的教學例子，增加建筑工程中一些較復雜的細部構造實例，強化AutoCAD三維繪圖的教學內容，增加三維繪圖的學時。實行畫法幾何與三維繪圖并重，同時滿足了少學時的要求。

改革工程制圖課程的教學手段、教學方法，學校教學條件的不斷改善，為教學改革提供了保障，廣泛采用三維設計等立體化的教學內容，開發圖、聲、像并茂的CAI教學課件，利用VR（虛擬現實）技術模擬工程環境；鼓勵教師采用啟發式的教學方法，在教學過程中，教師主要扮演組織者、引導者的角色，充分發揮學生自主學習能力，把教學重點放在引導學生的思維過程、思維方法上，培養學生的創新意識、創新能力。教學手段、教學方法的改革一直是高等教育改革的難點，我校以二級學院分配制度改革為契機，建立教師績效與教學效果正相關的分配制度，取得了良好改革效果。

以培養學生的創新能力為目標，改革Auto CAD 實踐教學的內容、形式，對實踐教學的內容作較大的改革，傳統的這些制圖大作業與工程實踐關聯度不高，改變學生課后簡單地做大作業的實踐教學方式， 將學生的CAD實踐聯系與大學生創新創業項目、工程實際聯系起來，學生以項目組的形式，以制作完成CAD三維建筑模型為目標，既訓練了學生的創新思維、動手能力，也激發了學生的學習興趣，增強了團隊合作意識，綜合培養效果明顯。

三、教學改革的應用與實踐

以華南地區某高校為例，自2013年以來，在“畫法幾何與CAD制圖”課程中推廣基于三維設計的融入式教學模式，在CAD技能考證方面取得了良好的效果，培養了學生創新意識、提高了創新能力。越來越多的學生報考教育部的計算機CAD等級技能考試，獲得二維制圖師、三維數字建模師等級證書的人數由2013年的42人增加到2015年的200多人，獲得三維數字建模師等級證書人數快速增長。

近三年來，該校土建類學生在粵港澳高校“廣夏杯”、深圳大學“海岸杯”、廣東工業大學“創意魯班節”等校外競賽中獲獎20余項，省級以上獲獎人次超過60人，連續三屆“筑夢飛”五類競賽項目，土建類學生獲獎100余項，大約500多人次參與競賽項目，參與創新訓練項目的學生人數大約占土建類學生總數的60%，學生發表論文5篇，以學生為第一申請人獲得實用新型專利多項，申請發明專利多項。

通過面向CAD三維設計的教學內容、教學方法、手段及教學模式改革，提高了學生的專業興趣，將過去枯燥的投影平面學習轉化為立體學習，調動了學生的抽象、形象思維及視覺感官，在學習“畫法幾何與CAD制圖”課程的同時，也增強了專業知識的學習，在進行創新實踐項目實施過程中，培養了學生的團隊合作意識，為將來走上工作崗位，盡快適用工作角色打下良好的基礎，這一教學模式既符合地方本科院校的應用型人才培養要求，也可達到培養學生創新精神及提升創新能力的社會需求。

四、結束語

當前，我國正處在大眾創新、萬眾創業的歷史時期，社會對具有創新精神、創業意識及創新創業能力的人才具有強大的市場需求，高等學校作為培養人才的主戰場，應主動適應這一社會需求，積極優化專業結構，修訂人才培養方案，培養具有指導創新能力的師資隊伍，各個專業應重構課程體系、優化教學內容，在每門課程的教學內容、教學方式及教學模式等方面融入能夠培養學生創新精神、提升創新能力的元素，本次“畫法幾何與CAD制圖”課程基于三維設計的培養學生創新能力的教學模式改革初步實踐，對其他課程的教學模式改革具有借鑒作用。

參考文獻：

[1]聞霞，吳龍，任雯.“三維一體式”教學模式培養高級創新應用型人才[J].三明學院學報，2015，32（2）：96-100

[2]韓新普，賈天科.工程制圖課改革及創新教育實踐的總結與分析[J]. 西安建筑科技大學學報（社會科學版），2006，25（3）：121-124.

[3]伍文進.三維CAD技術發展及其對制圖課程教與學影響之探討[J].中國電力教育，2014， （11）：165-167.