高校城鄉(xiāng)規(guī)劃CAD課程的實(shí)踐教學(xué)優(yōu)化策略★

姬碩陽(yáng) 周 超 張帥兵

(東莞理工學(xué)院城市學(xué)院，廣東 東莞 523419)

1 概述

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design,簡(jiǎn)稱CAD)是常用的計(jì)算機(jī)繪圖軟件，在城鄉(xiāng)規(guī)劃、土木工程、建筑、測(cè)繪等學(xué)科中都有廣泛的應(yīng)用[1-5]。CAD是將專業(yè)理論運(yùn)用到實(shí)踐的重要手段和基礎(chǔ)[6]，因此眾多高校都將該門設(shè)計(jì)課程納入專業(yè)的必修課程中。在城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)專業(yè)，隨著專業(yè)理論和應(yīng)用的發(fā)展和進(jìn)步，CAD的學(xué)習(xí)也被廣泛重視。對(duì)于學(xué)生而言，他們不僅需要熟知最新的前沿理論，也要將其進(jìn)行綜合化學(xué)習(xí)，從而保障獲得更多的實(shí)踐性理論，而不只是一個(gè)“畫圖的機(jī)器”[7]。

東莞理工學(xué)院城市學(xué)院是以理、工科為主的應(yīng)用型本科院校，其中涉及到CAD課程的專業(yè)包括土木工程、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境工程和工程管理等。從學(xué)校的學(xué)科發(fā)展和專業(yè)需求考慮，CAD課程的開設(shè)具有重要的實(shí)踐意義[8]。近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高校的課程教學(xué)模式在不斷更新和改革。對(duì)于CAD這一重要的實(shí)踐應(yīng)用型課程，很多高校也在嘗試和探索不同的教學(xué)模式，以期能夠更高效地傳授于學(xué)生，更好地服務(wù)社會(huì)行業(yè)。因此，本文以東莞理工學(xué)院城市學(xué)院的CAD課程為研究對(duì)象，分析目前高校CAD課程的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，并提出合理的教學(xué)發(fā)展模式，以構(gòu)建更好的服務(wù)課程體系[9]。

2 教學(xué)現(xiàn)狀及問(wèn)題

2.1 硬件設(shè)備有限，部分設(shè)備老舊

經(jīng)調(diào)查，本校現(xiàn)有公共機(jī)房21間，配備臺(tái)式計(jì)算機(jī)設(shè)備1 399臺(tái)。硬件設(shè)備有限，加上部分設(shè)備老舊(比如鼠標(biāo)鍵盤損壞、主機(jī)死機(jī)、軟件運(yùn)行慢等)，因此，在上課過(guò)程中，設(shè)備緊缺、課時(shí)進(jìn)展慢的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。設(shè)備老舊是軟件正常運(yùn)行的最大障礙，CAD軟件運(yùn)行并不需要很高的電腦配置，但是也需要進(jìn)行定期硬件更新以保障軟件的正常運(yùn)作。擁有一個(gè)良好的設(shè)備使用環(huán)境，才是開展教學(xué)課程的基礎(chǔ)，這也是許多高校存在的通病(如圖1～圖4所示)。

2.2 上課輔助軟件

城鄉(xiāng)規(guī)劃CAD課程的授課方式是在電腦機(jī)房進(jìn)行，上課學(xué)生人數(shù)眾多、教室容量有限，有時(shí)甚至需要兩個(gè)教室同時(shí)授課，這造成一系列問(wèn)題的出現(xiàn)：如許多同學(xué)在遇到問(wèn)題時(shí)要起身去其他教室請(qǐng)教老師，造成上課紀(jì)律有些混亂；上課點(diǎn)名因不在同一個(gè)教室進(jìn)行，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)確認(rèn)另一個(gè)教室的學(xué)生是否在教室上課；同一個(gè)問(wèn)題學(xué)生重復(fù)請(qǐng)教，無(wú)法及時(shí)做到統(tǒng)一回答等一系列問(wèn)題。

因此上課輔助軟件尤為重要，比如在疫情期間采用了網(wǎng)課方式，很多同學(xué)都非常愿意采用自己所熟知的上課輔助軟件。學(xué)習(xí)軟件應(yīng)該功能多元化，能兼?zhèn)渖蟼髯鳂I(yè)、回答問(wèn)題、小組討論等多種功能，以滿足更多的學(xué)習(xí)需求。

2.3 教學(xué)模式局限，學(xué)生主動(dòng)性弱

通過(guò)調(diào)查本校過(guò)去三年的城鄉(xiāng)規(guī)劃CAD教學(xué)情況，我們發(fā)現(xiàn)，CAD教學(xué)主要以簡(jiǎn)單的PPT理論講解、機(jī)房軟件操作為主，這種“兩點(diǎn)式”教學(xué)模式局限，不利于學(xué)生掌握并靈活運(yùn)用軟件來(lái)開展實(shí)際應(yīng)用。

對(duì)于城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的學(xué)生，CAD軟件熟練操作是基本的技能。通過(guò)授課，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)于基本的畫圖能力掌控較為良好，但是缺乏該有的思考能力，導(dǎo)致設(shè)計(jì)成果千篇一律，并且在設(shè)計(jì)內(nèi)容上存在很多相同的錯(cuò)誤。這種機(jī)械的畫圖方式很有可能使學(xué)生成為“畫圖的機(jī)器”，因此亟待改善這種現(xiàn)象。

3 教學(xué)優(yōu)化策略

CAD軟件的使用與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的發(fā)展需求是密不可分的。在滿足基礎(chǔ)條件的情況下，適當(dāng)采用合適的輔助教學(xué)工具，可以有效提升教學(xué)質(zhì)量。CAD作為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的基礎(chǔ)軟件工具，學(xué)生不僅要熟練地操作軟件，同時(shí)也要將理論知識(shí)與其融合，達(dá)到“理論+實(shí)踐”的最佳效果(見圖5)。

3.1 定期更新設(shè)備

完善的設(shè)備系統(tǒng)能夠極大的提高教師的教授效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，節(jié)約時(shí)間成本，因此電腦設(shè)備的定期維護(hù)和更換是必要的。高?？砂葱璋才艑I(yè)的工程師，定期檢查設(shè)備狀態(tài)，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整，以保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.2 更新上課輔助軟件

目前，教師在授課過(guò)程中產(chǎn)生的阻礙可以通過(guò)引入上課輔助軟件來(lái)輔助教學(xué)，以此達(dá)到事半功倍的效果。軟件的選擇是至關(guān)重要的，在滿足使用功能的同時(shí)要考慮到便捷性，以此打造一個(gè)“高效+便捷”的課堂環(huán)境[10]，以下提出兩種上課輔助軟件：

1)企業(yè)微信。

2020年年初，由于新冠疫情爆發(fā)，學(xué)校無(wú)法正常開學(xué)，為響應(yīng)政府“停課不停學(xué)”的號(hào)召，東莞理工學(xué)院城市學(xué)院也采取了相應(yīng)的措施來(lái)應(yīng)對(duì)教學(xué)，比如運(yùn)用在線網(wǎng)絡(luò)授課的方式進(jìn)行授課。在這期間，我們采用了多種在線教學(xué)方式，其中企業(yè)微信是一項(xiàng)重要的在線教學(xué)工具(見圖6，圖7)，在老師和學(xué)生中得到了一致好評(píng)。通過(guò)企業(yè)微信直播的功能，可以實(shí)現(xiàn)在線授課模式，上課過(guò)程中學(xué)生有疑問(wèn)可在討論面板中提出問(wèn)題或者發(fā)起語(yǔ)音功能。同時(shí)，企業(yè)微信具有建群功能，可以發(fā)布作業(yè)、點(diǎn)名、討論等一系列指令，實(shí)現(xiàn)了操作便捷、滿足上課需求的授課模式。目前，在學(xué)生已經(jīng)熟悉企業(yè)微信的基礎(chǔ)上，將企業(yè)微信作為上課輔助軟件，繼續(xù)運(yùn)用在城鄉(xiāng)規(guī)劃CAD課程上，構(gòu)建“線上+線下”的授課模式，會(huì)使該課程在授課方式上更為便捷。

2)雨課堂。

“雨課堂”是學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室在2016年共同研發(fā)的智慧教學(xué)工具[11]，它在課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課下討論環(huán)節(jié)都有很好的教學(xué)效果(見圖8，圖9)[12,13]。在上課之前，教師可以發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，并且推送相關(guān)習(xí)題，通過(guò)后臺(tái)反饋可以找出學(xué)生在預(yù)習(xí)中存在的共性問(wèn)題，并可以在授課過(guò)程中著重講解。在課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)掃碼進(jìn)入教室，直觀的數(shù)據(jù)顯示出本次出勤情況，不會(huì)占用正常上課的時(shí)間。PPT可以直接推送給每位同學(xué)，防止教室后排學(xué)生看不清的情況出現(xiàn)。如果在授課期間對(duì)PPT有疑問(wèn)之處，學(xué)生可以在線提問(wèn)，教師可以看到有多少同學(xué)還有疑問(wèn)并及時(shí)做出講解。在PPT的制作中可以穿插一些練習(xí)題，杜絕學(xué)生不認(rèn)真聽講的狀況。在課后，教師可以看到本次上課的統(tǒng)計(jì)情況，包括出勤、答題、討論等各種結(jié)果分析，并根據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)作出調(diào)整，以利于下次的教學(xué)方式。雨課堂打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了更高效的數(shù)字化教學(xué)模式。

3.3 優(yōu)化實(shí)訓(xùn)理念

城鄉(xiāng)規(guī)劃CAD的學(xué)習(xí)是一個(gè)由簡(jiǎn)入繁的過(guò)程，對(duì)于初學(xué)者，從簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)開始學(xué)習(xí)是必要的。比如，在掌握基本理論后，學(xué)生可以從一個(gè)簡(jiǎn)單的作品開始做起，初期練習(xí)抄繪作品集，后期逐漸增加難度。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)小組形式進(jìn)行實(shí)際案例操作，以期達(dá)到與最新前沿理論相結(jié)合的教學(xué)方式。

1)個(gè)人作業(yè)。

以簡(jiǎn)單的作業(yè)作為初次檢測(cè)學(xué)生掌握操作的能力，內(nèi)容盡量選擇多種類型，盡可能全面綜合性地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。比如選擇濱水空間、廣場(chǎng)設(shè)計(jì)、道路設(shè)計(jì)等多項(xiàng)優(yōu)秀作品，學(xué)生通過(guò)抄繪并且分析作品的設(shè)計(jì)理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀思考能力，以完成初學(xué)的任務(wù)。

2)分組合作。

分組合作的模式在高校教學(xué)中并不算新穎，然而其優(yōu)點(diǎn)卻是顯而易見。通過(guò)分組完成作業(yè)，學(xué)生們的合作性、積極性、互相學(xué)習(xí)性等能夠得到很好的鍛煉。同時(shí)，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程上，結(jié)合本文前面分析的現(xiàn)狀問(wèn)題，挑選實(shí)踐項(xiàng)目工程作為學(xué)生分組完成的設(shè)計(jì)作業(yè)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，這樣可以保證活學(xué)活用，而不是機(jī)械式的學(xué)習(xí)。盡量挑選覆蓋多種類型、多種屬性的，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的實(shí)踐項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)多元化的學(xué)習(xí)效果。

3)考核方式。

城鄉(xiāng)規(guī)劃CAD作為實(shí)訓(xùn)操作的課程，不適用于閉卷形式的考核，而適用于電腦操作的考核方式。關(guān)于電腦操作的考核也可以和專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目相互結(jié)合，做到專業(yè)與社會(huì)發(fā)展需求結(jié)合型的考核模式。例如，選取一處難度適中的實(shí)際案例，如大學(xué)校園設(shè)計(jì)、商業(yè)中心設(shè)計(jì)、居住區(qū)設(shè)計(jì)等多種用地類型，學(xué)生通過(guò)調(diào)研、資料收集、CAD設(shè)計(jì)、打印圖紙、成果匯報(bào)等一系列的流程，呈交最終成果，作為最終考核的主要分?jǐn)?shù)來(lái)源。

4 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)在各學(xué)科領(lǐng)域的運(yùn)用十分廣泛，尤其是在一些工科專業(yè)已經(jīng)脫離不開CAD的操作，因此可見其重要性。當(dāng)前眾多高校仍然采用落后的設(shè)備與教學(xué)方式，導(dǎo)致無(wú)論是CAD的基本操作還是相關(guān)理論運(yùn)用的學(xué)習(xí)模式都有所欠缺。本文在東莞理工學(xué)院城市學(xué)院的現(xiàn)存情況中，以城鄉(xiāng)規(guī)劃CAD課程教學(xué)體系的不足為案例，分析了學(xué)習(xí)體系過(guò)程中具體欠缺的內(nèi)容，并提出相應(yīng)的教學(xué)發(fā)展模式，最終構(gòu)建“硬件+軟件+理論”的體系框架，以達(dá)到能夠增進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐運(yùn)用能力、促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升的局面，同時(shí)這也是眾多高校普遍的問(wèn)題，因此期望本文提出的教學(xué)發(fā)展模式對(duì)其他高校能夠起到借鑒意義。