基于土木工程專業(yè)CAD課程教學(xué)改革研究

封 妍 / 山東協(xié)和學(xué)院

基于土木工程專業(yè)CAD課程教學(xué)改革研究

封 妍 / 山東協(xié)和學(xué)院

文章對(duì)CAD課程教學(xué)存在的問題進(jìn)行了剖析，通過優(yōu)化課程教學(xué)體系，改善教學(xué)方式，對(duì)CAD課程進(jìn)行了改革研究，包括實(shí)例教學(xué)方法的提出、任務(wù)引導(dǎo)型教學(xué)、改革課程考核方式、可視化導(dǎo)學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建、教學(xué)與認(rèn)證考試結(jié)合及校外實(shí)踐基地的建設(shè)等。對(duì)土木工程CAD進(jìn)行了一系列教學(xué)改革。

土木工程；CAD課程；教學(xué)方法

引言

土木工程專業(yè)各領(lǐng)域的工程圖紙已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助繪圖，對(duì)相關(guān)從業(yè)人員計(jì)算機(jī)繪圖能力的要求也日益提高。為了提高繪圖效率，符合當(dāng)前就業(yè)導(dǎo)向下的課程體系，部分高校還將天正CAD、PKPM等專業(yè)軟件列入教學(xué)內(nèi)容，也有高校將建筑CAD和結(jié)構(gòu)CAD相結(jié)合，作為一門課程講授，土木工程CAD在土木工程專業(yè)課程體系中的地位也愈顯重要。它能讓設(shè)計(jì)人員用計(jì)算機(jī)完成從項(xiàng)目方案構(gòu)思、建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等繪出各類施工圖的整個(gè)設(shè)計(jì)過程。但是高校在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖能力方面存在一些問題，有待于解決優(yōu)化，在就業(yè)導(dǎo)向下對(duì)課程教學(xué)的改革和完善。

1.CAD課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 高校CAD課程講授過程中，大多強(qiáng)調(diào)CAD基本命令和操作，沒有很好的把一些專業(yè)圖紙的制圖標(biāo)準(zhǔn)和繪制方法融入其中，致使學(xué)生能夠較熟練的繪制一些基本圖形，而不能熟練、快速的繪制出符合制圖標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)圖紙。很多剛畢業(yè)的設(shè)計(jì)人員對(duì)不同比例的圖形不加分析的采用同一種文字、尺寸標(biāo)注樣式，從而使打印出來的圖紙文字、尺寸大小不一，無法滿足施工圖要求，造成出圖的浪費(fèi)。

1.2 教師大多采用多媒體教學(xué)方式，由于受學(xué)時(shí)的限制，教師在教學(xué)過程中側(cè)重講解軟件的命令和操作方法，即使講案例，也是介紹案例的部分內(nèi)容，不能完整的展現(xiàn)案例過程，各種案例就更不可能，妨礙學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解。對(duì)于上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)，主要是學(xué)生集中上機(jī)，教師走動(dòng)輔導(dǎo)的教學(xué)方式，實(shí)踐過程中很多學(xué)生得不到教師的及時(shí)指導(dǎo)。

1.3 學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程中缺少有效的任務(wù)指導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)差，學(xué)生上機(jī)實(shí)訓(xùn)達(dá)不到預(yù)期效果。

1.4 考試方式單一。采取上機(jī)繪圖的方式，雖然在一定程度上能考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和操作技能的掌握狀況，但由于考試過程容易出現(xiàn)電腦死機(jī)，學(xué)生違反考試紀(jì)律互相拷貝等問題，不能全面反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，缺乏考試的公正性。

1.5 現(xiàn)在結(jié)構(gòu)工程趨向大型化、復(fù)雜化、很多工程設(shè)計(jì)需要利用有限元軟件進(jìn)行分析計(jì)算。但是大部分有限元軟件建模功能相對(duì)比較薄弱，因此設(shè)計(jì)單位在利用這些軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常先利用AutoCAD軟件的三維建模功能構(gòu)建三維模型，然后在導(dǎo)入到有限元軟件中進(jìn)行分析計(jì)算。然而高校目前教師主要講述二維圖形的繪制，基本未涉及三維圖形，在這個(gè)程度上拉大了學(xué)習(xí)與就業(yè)的距離。

1.6 CAD課程的實(shí)踐題目主要由教師指定或?qū)W生自己構(gòu)建，題目與實(shí)際工程的設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)環(huán)境存在差距，不能真實(shí)的模擬項(xiàng)目設(shè)計(jì)狀態(tài)，再加上實(shí)踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)人員來自高校教師，大部分教師很少有機(jī)會(huì)參加一線實(shí)踐工作，缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)技能，在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐方面顯得力不從心。這樣的教學(xué)手段無法保證教學(xué)質(zhì)量，無法培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐及解決問題的能力。

2.土木工程專業(yè)AutoCAD課程的教學(xué)改革探索

2.1 優(yōu)化課程體系，合理安排課程設(shè)置，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

課程體系優(yōu)化，需要注意前導(dǎo)后續(xù)。土木工程CAD的前導(dǎo)是建筑工程制圖。結(jié)合土木工程圖紙的基本元素和制圖標(biāo)準(zhǔn)闡述二維圖形的繪制和編輯方法，將CAD制圖方法與土工程制圖規(guī)范的結(jié)合起來，教師可以有針對(duì)性的編制符合本專業(yè)學(xué)生的教材。

2.2 在教學(xué)過程中采用實(shí)例教學(xué)法

CAD課程傳統(tǒng)的教學(xué)手段，單獨(dú)講解命令及操作，針對(duì)這個(gè)弊端，把命令和軟件操作融入到具體的實(shí)例中，整個(gè)教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)在實(shí)例中學(xué)會(huì)軟件的使用。結(jié)合具有代表性的工程實(shí)例。比如先通過簡(jiǎn)單有趣的小例子講解命令的參數(shù)設(shè)置、操作方法及使用技巧，在利用講解的命令完成整個(gè)工程實(shí)例的一部分，循序漸進(jìn)最后完成整個(gè)建筑施工圖的和結(jié)構(gòu)施工圖繪制。具體做法：第一節(jié)課就將某建筑平面圖的大作業(yè)給學(xué)生，該圖既包括CAD基本命令繪制建筑平面圖紙的基本元素又包括制圖標(biāo)準(zhǔn)的一些基本要求，在后續(xù)授課過程中將大作業(yè)進(jìn)行分解，分解內(nèi)容融入到各章節(jié)內(nèi)容的講授中，指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容融會(huì)貫通，完整的完成大作業(yè)的繪制。而對(duì)于結(jié)構(gòu)CAD,由于PKPM軟件包含多個(gè)模塊、命令、參數(shù)繁多，所以教學(xué)過程中更適合用完整的代表性的工程項(xiàng)目為例，將軟件操作與實(shí)際工程融為一體，教師可搜集多個(gè)典型設(shè)計(jì)案例，授課過程中隨時(shí)調(diào)用工程案例講解在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題，注意的事項(xiàng)及設(shè)計(jì)結(jié)果的調(diào)整等設(shè)計(jì)知識(shí)和工程經(jīng)驗(yàn)。增加教學(xué)的實(shí)用性和趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，采用任務(wù)引導(dǎo)型教學(xué)方法

制定詳細(xì)的上機(jī)實(shí)訓(xùn)計(jì)劃，明確每次實(shí)訓(xùn)的具體任務(wù)，并要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)；編制針對(duì)性的習(xí)題集作為實(shí)訓(xùn)任務(wù)的補(bǔ)充，加強(qiáng)學(xué)生訓(xùn)練過程中的指導(dǎo)、監(jiān)督、管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中遇到的問題并及時(shí)總結(jié)，積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。最后要求學(xué)生上交實(shí)訓(xùn)成果，在批閱時(shí)對(duì)比甄別，防止出現(xiàn)抄襲或雷同現(xiàn)象，并將實(shí)訓(xùn)成果作為期末考核的重要依據(jù)。

2.4 改革考核方式，注重實(shí)訓(xùn)

CAD繪圖最容易出現(xiàn)雷同、拷貝現(xiàn)象，為了真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，采用綜合評(píng)估的考核方式：考核內(nèi)容分為上機(jī)考核、上機(jī)實(shí)訓(xùn)、平時(shí)成績(jī)?nèi)糠郑謹(jǐn)?shù)比例分配為4:3:3。其中上機(jī)考核采取在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成某圖紙繪制；上機(jī)實(shí)訓(xùn)以學(xué)生上機(jī)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生完成工程項(xiàng)目的情況，最后提交的成果為依據(jù)，該成績(jī)能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況；平時(shí)成績(jī)主要根據(jù)學(xué)生平時(shí)出勤率和上課情況來確定。

2.5 構(gòu)建可視化導(dǎo)學(xué)平臺(tái)，改革教學(xué)，實(shí)踐輔導(dǎo)手段

改變由于學(xué)時(shí)少，教師不能系統(tǒng)的全方位全過程的講解設(shè)計(jì)案例，教師走動(dòng)輔導(dǎo)的方式，探索出導(dǎo)學(xué)平臺(tái)這種教學(xué)模式：將CAD系列課程做成課程群，教師將CAD系列課程教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法，導(dǎo)教平臺(tái)，建立教學(xué)文檔、設(shè)計(jì)過程向?qū)А?shí)現(xiàn)案例與授課的有機(jī)銜接。導(dǎo)學(xué)平臺(tái)可以幫助學(xué)生在任何位置全方位的多角度的學(xué)習(xí)不同類型工程的設(shè)計(jì)方法。

2.6 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，建立群組互學(xué)

過去以教師為中心，當(dāng)前新形勢(shì)下轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖膛c學(xué)互動(dòng)，強(qiáng)調(diào)師生交流”。在教學(xué)中通過實(shí)例引出問題，啟發(fā)學(xué)生思考。建立CAD工作室或群組，教師給出項(xiàng)目，學(xué)生可以自己繪圖，遇到問題學(xué)生與學(xué)生之間可以相互切磋交流，可以與教師交流，或者以小組討論。

2.7 建立校外CAD實(shí)踐教學(xué)基地，組建實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍

開展形式多樣的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，建立校外實(shí)踐教學(xué)基地，借助校外設(shè)計(jì)施工單位，讓部分學(xué)生在該單位結(jié)合實(shí)際工程完成實(shí)踐任務(wù)。指導(dǎo)教師也可利用設(shè)計(jì)單位的實(shí)際工程案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。并聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富，責(zé)任心強(qiáng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師指導(dǎo)學(xué)生高質(zhì)量的完成實(shí)踐任務(wù)。這種設(shè)計(jì)過程真實(shí)，不僅培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，而且實(shí)現(xiàn)學(xué)生與行業(yè)零接軌，與崗位零磨合的目標(biāo)。

2.8 教學(xué)與職業(yè)技能證結(jié)合

CAD繪圖教學(xué)與職業(yè)技能鑒定考證接軌。在土木工程CAD的教學(xué)過程中，采用案例教學(xué)方法促進(jìn)學(xué)生循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)，掌握從繪圖到打印出圖的全面知識(shí)。使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)有一個(gè)縱向的提高。以認(rèn)證考試為契機(jī)，讓學(xué)生通過所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)橫向的擴(kuò)充與鞏固，將課程教學(xué)與認(rèn)證考試結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的縱橫交叉的學(xué)習(xí)模式。通過CAD教學(xué)和實(shí)訓(xùn)后，讓學(xué)生參加計(jì)算機(jī)輔助繪圖設(shè)計(jì)鑒定考試，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，增強(qiáng)其專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，增加學(xué)習(xí)動(dòng)力和就業(yè)優(yōu)勢(shì)。

3.結(jié)語

土木專業(yè)CAD課程在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生分析能力、實(shí)踐能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的意識(shí)，具備工程師的基本素質(zhì)，從而縮短學(xué)習(xí)與就業(yè)之間的距離。如何在高校教育體系中與行業(yè)需求相結(jié)合，培養(yǎng)并為社會(huì)提供高專業(yè)技術(shù)人才，是當(dāng)前建筑教育面臨的重大課題。

[1]謝生榮，張守寶，薛黎明.AutoCAD教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議[J].教育科學(xué)論壇，2013.12，54-55.

[2]羅少波.CAD課程教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].新校園理論，2011.