江蘇省一流本科專業建設背景下《土木工程識圖與CAD制圖》教改研究

趙園園　范加冬　謝偉

【摘要】《土木工程識圖與CAD制圖》是普通高等院校土木工程及相關專業的一門專業基礎課，該課程既注重理論學習又注重實踐教學，課程主要內容包含畫法幾何、制圖標準、建筑施工圖、結構施工圖及CAD制圖等。本文根據江蘇省高校一流專業建設要求并結合教學現狀，重點分析了目前教學過程中存在的主要問題，進而從豐富教學手段及內容、加強實踐與理論的結合、注重軟件繪圖質量及效率、優化考核方式四個方面提出該課程進行教學改革的幾點建議，以期對今后的教學效果起到較大的提升作用。

【關鍵詞】土木工程識圖? CAD制圖? 一流專業? 教學改革

【基金項目】中國礦業大學徐海學院第六批專業建設與教學改革研究項目：一流專業建設背景下《土木工程識圖與CAD制圖》課程教學改革研究（YA2042）;江蘇省高等教育教改研究立項課題：“新工科”背景下基于CDIO理念的土建類專業應用型人才培養體系構建（2019JSJG559）;江蘇高校哲學社會科學研究重大項目：基于CDIO理念的應用型人才培養理論與實踐研究（2020SJZDA122）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）08-0145-02

《土木工程識圖與CAD制圖》是土木工程及相關專業非常重要的專業基礎課，旨在培養學生的空間思維能力，提高學生繪圖識圖以及建筑構造的認知能力，是一門應用性非常強的課程。課程中主要包括制圖標準、畫法幾何、建筑施工圖、結構施工圖、道路施工圖及CAD制圖等內容[1-2]。在實際工程中，無論是房屋建筑、隧道地鐵、道路、橋梁還是水利水電等都離不開工程圖紙，因此圖紙成為了工程設計、施工、生產和技術交流的重要技術手段[3]。對于土木工程及相關專業的學生而言識圖和制圖的能力顯得尤為重要，只有學好本門課程才能清晰地理解圖紙中要表達的意圖，才能確保施工合理性和準確性[4-5]。中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》及《加快推進教育現代化實施方案（2018—2022）》，此次綱領性文件的出臺為當代的教育事業改革提供了新方向。作者所在學院的土木工程專業作為江蘇省高校一流本科建設專業，結合此次國家出臺的政策，并根據《江蘇高校一流本科專業建設任務指南》的要求，應用型本科高校的一流專業應瞄準區域經濟社會發展需要培養高素質應用型人才，而目前該課程在作者所在學院開展的情況與江蘇省一流本科專業建設的要求不能完全相符，因此亟需對該課程的教學方式進行相應的改革。

本校《土木工程識圖與CAD制圖》共計40學時，其中理論課程24學時，上機課程16學時，時間緊，任務重。理論課程重點講解建筑施工圖和結構施工圖，其中建筑施工圖包含建筑施工總說明、建筑總平面圖、建筑平面圖、建筑立面圖、建筑剖面圖以及建筑詳圖，結構施工圖包含結構施工圖一般規定、基礎平面布置圖及基礎詳圖、梁板柱等構件的平面整體表示法、鋼構件圖。上機課程包含CAD軟件的基本操作和建筑施工圖的繪制。

1.教學過程中存在的主要問題

隨著現代社會技術的進步以及計算機制圖軟件的應用和普及，這對《土木工程識圖與CAD制圖》的理論教學影響很大，有很多學生認為人工識圖、人工繪圖已經不再有意義，用計算機就可以完成，但是在實際施工過程中，還是需要工作人員具有一定的識圖能力和繪圖能力。根據《江蘇高校一流本科專業建設任務指南》的要求，并結合教學過程中學生對于制圖和識圖能力掌握情況和反饋的問題，作者認為目前該課程存在以下問題：

1.1教學手段單一

當前該課程采用多媒體設備進行教學，這種教學方式具有一定的優越性，比如可以使教學變得更加快捷方便，但是這種教學手段也并非十全十美，在教學過程中作者發現多媒體教學也存在一定的局限性，主要體現在以下兩個方面：第一，在對結構施工圖和建筑施工圖識圖教學時，雖然利用多媒體投影技術可以方便學生看清楚圖紙的詳細內容，但是學生無法看到圖紙的全貌，因此對圖紙的整體把握不理想。反之亦然，雖然能讓學生看到整體結構構件的布置情況，卻無法清晰地描述構件的內部構造，不利于學生在空間上形成三維整體認識，學習過程中出現似懂非懂的情況。第二，對于一套完整的工程項目設計圖紙而言，重要的是理解圖紙所要表達的設計意圖，因此最好的學習方式是系統的認識學習，而目前的教學方式是將每一張圖紙單獨拿出來進行分析，忽視了圖紙之間的相互聯系，最終導致學生學習出現一定的困難。

1.2課程與工程實際聯系不緊密

目前土木工程識圖與制圖可用的教材中多數僅對圖紙中的某些節點進行描述，而很少針對某一項具體工程提供一套完整的施工圖紙，再加上學生很少有機會去工程現場實習，對現場的施工技術及構建構造了解較少，因此學生無法將課堂上所學的圖紙節點做法與工程實際操作進行較好的結合，直接導致了學生學習效率不高，甚至有學生評價該課程如聽天書。此外，學生的理解能力和自主學習能力各不相同，學習的態度也參差不齊，由于課程內容及學生個體與工程實際聯系不緊密，導致了很多學生對該課程缺乏學習興趣，沒有學習目標、得過且過，甚至會有學生產生該課程在實際工作中作用不大的想法，這些因素都會嚴重影響該課程教學效果。

1.3軟件繪圖沒有形成良好的習慣

使用Auto CAD 軟件時可以通過菜單欄、工具條或命令行進行操作，其中命令行操作可以快速繪圖，是該軟件的一個優勢，但是很多學生在制圖的過程中習慣性地使用工具條和菜單欄進行操作，這兩種操作方法比較簡單，容易上手，但會影響制圖的速度。另外，學生在繪圖時經常忘記建立相應的繪圖圖層，這就導致后期圖形展示及修改較為困難。這都是在學習及使用過程中沒有養成良好的制圖習慣導致的。

1.4考核方式不合理

《土木工程識圖與CAD制圖》目前考核方式為交大作業，由任課老師布置題目，學生課下按照要求自主完成圖紙的繪制工作，最后打印提交成果，由任課老師對成果的質量進行評價打分。然而在教學過程中會經常發現有學生存在投機取巧的行為，由于每個學生的題目相差不大，有學生不想花時間認真完成但是不會制圖的操作方法，迫于提交成果的壓力，就在其他學生的成果基礎上稍作修改就將其作為自己的成果。曾經出現過學生連名字都不改的情況，更有甚者學生花錢請社會人員代為完成圖紙繪制，因此該考核方式無法準確在反映學生的掌握程度，也無法保證學生能圓滿地完成學習任務。

2.教學改革措施

在江蘇省高校本科一流專業建設的背景下，根據土木工程專業特色培養和發展需要，傳統的《土木工程識圖與CAD制圖》課程教學方法在上述幾個方面已不能完全適應高素質應用型人才培養的要求。2019年2月 頒布的《中國教育現代化 2035》是中國第一個以教育現代化為主題的長期戰略規劃，它與《加快推進教育現代化實施方案（2018—2022）》共同構成了教育現代化的頂層設計和行動方案。《中國教育現代化 2035》中提出了十大戰略任務、三大保障措施。在此良好的背景之下，《土木工程識圖與CAD制圖》這門課程也應從政策中尋找新的出發點，應用在當前的教學當中。針對教學中發現的上述問題，作者認為可以從以下四個方面進行改革。

2.1豐富教學手段和教學內容

盡管現代化的教學手段種類繁多，多媒體教學也已在教學中得到廣泛應用，但是傳統的掛圖、實物模型等還是一種和學生溝通的重要教學手段。在教學過程中，教師可以以實際所在的教學樓或教室為模型，向學生講解房屋結構諸如梁、板、柱等構件的位置關系，引導學生思考自己所在的這幢建筑物在被豎直面或水平面切開之后的投影圖形，即剖面圖和平面圖的繪制內容和方法。在使用掛圖與模型的同時再借助多媒體來提高教學效率，利用其動漫效果和豐富的色彩來吸引學生，激發學生的學習興趣。

促進信息技術與教育教學相融合，教師可以在課前通過“雨課堂”“學習通”等教學軟件發布預習課件，讓學生對下一堂課的新知識有所熟悉，上課時學生就可以根據自己預習課件、看書的情況重點聽講，查漏補缺，提高學習效率。上課過程中使用此類教學軟件，學生可以在群聊中進行提問，或者發送彈幕回答問題，極大地增強了師生之間的互動性，提高了學生的學習興趣。

除了教材中的案例以外，任課教師還應多收集實際工程的圖紙，而且盡量是整套完整的建筑施工圖與結構施工圖，至少應包括設計總說明、各層平面圖、主要剖面圖與立面圖、詳圖以及必要的結構施工圖，使學生不僅能從整體上了解把控整個建筑的外觀構造、建筑布局，還能了解各個構件的細部結構做法和構件間的連接情況。如果能進行多套圖紙的識圖練習，更有助于學生掌握快速、準確的識圖能力。

2.2加強實踐與理論的結合

在教學過程中，為了提高學生對工程實際的認識，可以開展室外課，通過組織學生對已經完工的典型建筑物如學校圖書館、宿舍、辦公樓、教學樓等進行參觀，對重要結構位置進行講解，引導學生結合眼前實際工程，完成建筑物的圖紙繪制工作;對于結構施工圖中鋼筋的具體排布方式，可以帶領學生到學校結構實驗室參觀正在加工過程中的試驗梁、試驗柱、試驗板，加深對受力鋼筋、分布鋼筋、箍筋的認識和鋼筋的綁扎、布置方式，根據工程現場完成構件配筋圖的繪制。通過上述反向教學的方式，更有助于提高學生對于結構施工圖紙的理解能力。

2.3注重軟件繪圖質量及效率

上機課上向學生講解圖層的重要性，展示不同圖層關閉和開啟的效果，演示在某一圖層內修改圖線的方便，并在初次上機課上帶領學生建立圖層、繪圖，讓學生體驗完整的繪圖流程。上機課上直接向學生講解各種繪圖操作的快捷鍵命令，多次練習，形成習慣，提高繪圖效率。

2.4優化考核方式

課程的教學效果，期末考核并不是唯一目的，也不應該是唯一的方式，尤其對于這樣一門應用性極強的課程，在平時教學過程中應充分體現“重過程，輕考核”的理念。過程的把控體現在課堂和課下，課上在實際教學中，不定時地隨堂考核，促進學生對知識點的掌握。課下布置相應的練習題，為了防止相互抄襲，每位同學的題目均不一樣。最終期末考試采用理論知識閉卷考試加軟件上機考試，每位學生需參加閉卷考試，并在規定的時間內需要完成相應的圖形繪制，確保考試結果能反映出學生的真實水平。

3.結論

《土木工程識圖與CAD制圖》是一門專業基礎課，更是一門工程啟蒙課，該課程與后續專業課程的學習密不可分，同時也是學生步入社會后的從事土木工程先關工作的重要工具。如何保證課程的教學效果、滿足社會發展對人才各方面的需求依然是高校教師需要不斷研究和探討的課題。作者在江蘇省高校一流本科專業建設的背景下，為了滿足區域經濟社會發展培養高素質應用型人才的需要，通過自身教學過程中發現的問題剖析，分析了問題出現的原因，并提出了豐富教學手段和教學內容、加強實踐與理論的結合、注重軟件繪圖質量及效率、優化考核方式等改革措施，目前上述措施已在作者所在學院實施開展，并取得了較好的效果，可為其他院校類似課程教學改革提供參考。

參考文獻：

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[2]楊萬理，王寧，王廣俊.土木工程計算機繪圖教學改革研究與實踐[J].圖學學報，2020（4）：319-324.

[3]劉煥春，于建新，趙宇.關于“土木工程制圖”課程教學的認識與思考[J]. 黑龍江教育（高教研究與評估），2019（3）：46-48.

[4]閆長斌，時剛，張素磊等.“雙一流”和“雙萬計劃”背景下學科、專業、課程協同建設：動因、策略與路徑[J].高等教育研究學報，2019，42（3）：35-43 .

[5]李建強，田雨澤，高華國等.“雙一流”建設背景下土木工程制圖課程教學改革與實踐[J].中國冶金教育，2020（5）：53-61 .

作者簡介：

趙園園（1988年-），女，河北石家莊人，碩士研究生，講師，現任中國礦業大學徐海學院教師。