支架式教學(xué)法在建筑CAD課程中的應(yīng)用

【摘要】建筑CAD課程對(duì)于土木工程專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一門重要的綜合性強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在諸多缺陷，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)今軟件技術(shù)的發(fā)展。將支架式教學(xué)法運(yùn)用在建筑CAD課程中，可以培養(yǎng)學(xué)生操作軟件的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

【關(guān)鍵詞】支架式教學(xué)法；土木工程；建筑CAD；概念框架

1、引言

建筑CAD課程是土木工程專業(yè)學(xué)生的必修課，也是一門綜合性的課程。建筑CAD課程的學(xué)習(xí)不僅涉及到軟件的操作，還涉及到制圖規(guī)范和施工圖紙表示方法等相關(guān)方面的內(nèi)容。不同專業(yè)圖紙繪制的教學(xué)還要緊扣相應(yīng)專業(yè)的專業(yè)知識(shí)。學(xué)好建筑CAD課程也對(duì)學(xué)生下一步學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)算造價(jià)等方面的軟件非常有幫助。所以建筑CAD課程從“教”和“學(xué)”兩方面來(lái)說(shuō)，都是一門綜合性高、實(shí)踐性強(qiáng)的課程。因而在這門課程的教學(xué)過(guò)程中，如何激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和興趣性就顯得十分重要。選擇一個(gè)高效的教學(xué)方法對(duì)于建筑CAD課程尤為關(guān)鍵。通過(guò)在對(duì)建筑CAD課程的教學(xué)和建筑CAD競(jìng)賽學(xué)生的輔導(dǎo)中不斷總結(jié)和反思，筆者認(rèn)為在建筑CAD課程的教學(xué)中采用支架式教學(xué)法能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并使其在有限的時(shí)間內(nèi)在老師的教學(xué)框架內(nèi)不斷地自主學(xué)習(xí)。

2、支架式教學(xué)法

20世紀(jì)30年代，前蘇聯(lián)著名心理學(xué)家維果茨基提出了“教學(xué)必須走在發(fā)展的前面促進(jìn)發(fā)展，這樣才是好的教學(xué)”這一著名命題，并提出了“最近發(fā)展區(qū)”的概念，這一概念揭示了教學(xué)的本質(zhì)在于激發(fā)并形成目前還不存在的心理機(jī)能。維果茨基認(rèn)為學(xué)習(xí)是一種“社會(huì)建構(gòu)”的理論。此理論在20世紀(jì)七、八十年由美國(guó)現(xiàn)代認(rèn)知派代表人物布魯納（J.S Bruner）引入美國(guó)后融合了皮亞杰的“自我建構(gòu)理論”，形成了建構(gòu)主義理論。在信息化浪潮和創(chuàng)新體系的影響下，在教學(xué)模式的創(chuàng)新中把教學(xué)與建構(gòu)主義相融合，形成建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，即學(xué)生為“教”與“學(xué)”的中心，教師起組織和促進(jìn)的作用，激發(fā)學(xué)生的潛能，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)，做到教學(xué)走在發(fā)展的前面。支架式教學(xué)法是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論中最有影響力的教學(xué)模式之一。

支架式教學(xué)法的基礎(chǔ)正是前蘇聯(lián)著名心理學(xué)家維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論。支架式教學(xué)法借用建筑工程行業(yè)中的腳手架比喻概念框架。教師在學(xué)生已掌握的知識(shí)和需要完成的學(xué)習(xí)目標(biāo)之間搭起概念框架，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考與對(duì)比，激發(fā)學(xué)生的潛能，幫助學(xué)生理解。學(xué)生在教師搭起的概念框架的幫助下，自主建構(gòu)所學(xué)知識(shí)，逐步攀登，最終達(dá)到獨(dú)立完成學(xué)習(xí)的目的。支架式教學(xué)法經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展形成了五大基本步驟：搭“腳手架”、進(jìn)入情景、獨(dú)立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)、效果評(píng)價(jià)。

3、建筑CAD課程教學(xué)現(xiàn)狀

建筑CAD一般在土木工程制圖課程結(jié)束后的一個(gè)學(xué)期內(nèi)開設(shè)，課時(shí)大多為60個(gè)課時(shí)之內(nèi)。相對(duì)于復(fù)雜綜合的知識(shí)來(lái)說(shuō)，學(xué)生在課堂上的上機(jī)操作時(shí)間相對(duì)較少。大多數(shù)高校建筑CAD課程的課程安排都是從最簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)命令講起，由淺入深講解平面、立面、剖面的畫法。教師的課堂教學(xué)組織形式大多為：首先教師用10分鐘到20分鐘的時(shí)間演示本節(jié)課需要掌握的內(nèi)容并在學(xué)生電腦上進(jìn)行屏幕廣播，接著學(xué)生根據(jù)教師的演示內(nèi)容完成本節(jié)課的課堂練習(xí)，與此同時(shí)教師對(duì)練習(xí)時(shí)產(chǎn)生疑問的學(xué)生進(jìn)行課堂輔導(dǎo)。如此的課程安排教師把大部分的教學(xué)進(jìn)程花費(fèi)在講解基礎(chǔ)命令的使用和CAD軟件制圖的技巧上，而對(duì)于制圖規(guī)范和施工圖的表示方法幾乎沒有提及。致使學(xué)生的繪圖能力與實(shí)際工程中施工圖的繪圖要求相差甚遠(yuǎn)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)組織模式，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，容易導(dǎo)致學(xué)生一節(jié)課沒聽懂，之后的課程都很難聽懂，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯欠缺。

4、支架式教學(xué)法在建筑CAD課程中的運(yùn)用

按目前的行業(yè)要求，建筑CAD課程傳統(tǒng)的課程安排和課堂教學(xué)組織形式在培養(yǎng)學(xué)生施工圖初步繪圖能力上仍存在不足之處。筆者在教學(xué)中為了克服前述教學(xué)瓶頸，采用了支架式教學(xué)法，按學(xué)生已掌握能力的“最近發(fā)展區(qū)”建立概念框架，引導(dǎo)學(xué)生自我建構(gòu)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

4.1使用支架式教學(xué)法思維對(duì)課程進(jìn)行安排

對(duì)于建筑CAD課程的課程體系，教師要為學(xué)生支起一個(gè)大的概念框架，要使學(xué)生明確這門課學(xué)的是什么，課程的要求和教學(xué)目的是什么，始終帶著目標(biāo)去學(xué)習(xí)。

建筑CAD課程的學(xué)習(xí)在土木工程制圖課程結(jié)束之后，在已有的手工制圖能力的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)制圖，作為建筑CAD課程的初學(xué)者，學(xué)生知識(shí)的“最近發(fā)展區(qū)”就在建筑施工圖的識(shí)讀上。此時(shí)教師需要用一套規(guī)范和完整的小型單體建筑的建筑施工圖為學(xué)生搭設(shè)概念框架，明確學(xué)習(xí)目的和要求，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程概念框架按建筑施工圖繪制順序劃分為六大模塊：圖紙目錄和圖框以及建筑設(shè)計(jì)總說(shuō)明繪制、建筑平面圖的繪制、建筑立面圖的繪制、建筑剖面圖的繪制、建筑詳圖的繪制、出圖和打印。

教學(xué)中把CAD軟件的繪圖命令、修改命令、標(biāo)注命令、圖的設(shè)置與使用等CAD制圖方法與技巧融入到各個(gè)模塊的教學(xué)中，通過(guò)CAD軟件使用方法的講解帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入各個(gè)模塊的情景中學(xué)習(xí)。CAD軟件的操作和命令的使用不能耗費(fèi)太多的時(shí)間，要給學(xué)生足夠的時(shí)間完成繪圖練習(xí)，進(jìn)行獨(dú)立的探索，讓學(xué)生在實(shí)踐中獲得能力，通過(guò)練習(xí)中的自我建構(gòu)和探索，逐漸掌握軟件的使用。

在各個(gè)模塊的學(xué)習(xí)結(jié)束之后，要有針對(duì)性的課后練習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生的課后獨(dú)立探索和協(xié)作學(xué)習(xí)。教師可錄制相應(yīng)的視頻供學(xué)生課后參考與啟發(fā)。每個(gè)模塊的練習(xí)批閱后，一定要對(duì)其中的典型性的練習(xí)成果進(jìn)行效果評(píng)價(jià)，可有學(xué)生先自述繪圖過(guò)程和軟件操作技術(shù)。教師進(jìn)行效果評(píng)價(jià)時(shí)一定要緊密結(jié)合《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》等制圖規(guī)范和實(shí)際工程中對(duì)建筑施工圖的制圖要求。通過(guò)效果評(píng)價(jià)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)禁的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)識(shí)到不規(guī)范、不正確和需改進(jìn)的方面。通過(guò)效果評(píng)價(jià)可幫助學(xué)生建立下一階段學(xué)習(xí)的概念框架和“最近發(fā)展區(qū)”。

4.2使用支架式教學(xué)法進(jìn)行課堂教學(xué)組織

對(duì)于課程體系教師要為學(xué)生建立大的概念框架，同樣對(duì)于每一模塊的教學(xué)，教師要為學(xué)生分別建立相應(yīng)的小概念框架以組織課堂教學(xué)。

依據(jù)支架式教學(xué)法，筆者以首層建筑平面圖的繪制為例，組織課堂教學(xué)如下：

（1）搭設(shè)“腳手架”

根據(jù)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已掌握了施工圖目錄、圖框和建筑總說(shuō)明的繪制，已經(jīng)可以熟練的使用直線（L）、矩形（REC）等繪圖命令以及偏移（O）、剪切（TR）等修改命令，還可以根據(jù)需要設(shè)置文字樣式。此時(shí)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”為如何使用不同的圖層表達(dá)建筑平面的不同部分。因此設(shè)計(jì)本節(jié)課的概念框架為：繪圖環(huán)境的設(shè)置（包括圖層、文字樣式、尺寸樣式的設(shè)置等）、軸網(wǎng)、繪制墻柱、繪制門窗、繪制樓梯臺(tái)階散水、標(biāo)注（包括尺寸標(biāo)注、標(biāo)高標(biāo)注、文字標(biāo)注等）。

（2）進(jìn)入情景

分析首層建筑平面圖的圖形特點(diǎn)，講授圖層設(shè)置與使用、多線設(shè)置與使用，通過(guò)新的繪圖技巧激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入首層建筑平面圖繪制的情景中。

（3）獨(dú)立探索

概念框架已經(jīng)搭好，需要使用的繪圖命令已講授，教師幫助學(xué)生建立起“最近發(fā)展區(qū)”。此時(shí)需學(xué)生獨(dú)立探索，獨(dú)立完成首層建筑平面圖的繪制，才能鞏固貫通知識(shí)。教師布置繪圖任務(wù)，某房屋建筑首層平面圖抄繪，但教師給出的平面圖是缺少某部分的（如樓梯、散水），學(xué)生根據(jù)已知參數(shù)、圖紙內(nèi)容和制圖規(guī)范進(jìn)行抄繪并補(bǔ)全圖紙。

（4）協(xié)作學(xué)習(xí)

在繪圖練習(xí)中，將學(xué)生十到十五人分成一個(gè)小組，各個(gè)小組互相比拼繪圖速度（以小組中最后完成者為準(zhǔn)），鼓勵(lì)制圖速度快的學(xué)生在完成自身繪圖任務(wù)后，與未完成任務(wù)的學(xué)生討論交流，以提高整組的完成時(shí)間，達(dá)到協(xié)作學(xué)習(xí)的效果。

（5）效果評(píng)價(jià)

學(xué)生完成繪圖成果并上交后，選擇其中一兩個(gè)典型成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，注重強(qiáng)調(diào)成果中不規(guī)范之處。如圖層的設(shè)置、文字樣式的設(shè)置、尺寸樣式的設(shè)置、標(biāo)高標(biāo)注、剖面符號(hào)的使用、索引符號(hào)的使用等方面要符合圖紙和制圖規(guī)范的要求，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦L圖態(tài)度。在評(píng)價(jià)完成后，及時(shí)給出二層建筑平面施工圖的繪制任務(wù)為課后練習(xí)，并規(guī)定上交的時(shí)間，使學(xué)生在課后也能依據(jù)課上講授的概念框架，在課后繼續(xù)進(jìn)行獨(dú)立探索和協(xié)作學(xué)習(xí)。

結(jié)語(yǔ)：

現(xiàn)階段BIM技術(shù)高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，學(xué)生從業(yè)后要依據(jù)崗位的不同操作不同的軟件。建筑CAD課程是土木工程專業(yè)學(xué)生接觸的第一門軟件課程。在本課程中除了要讓學(xué)生學(xué)會(huì)AutoCAD和天正建筑軟件的操作，還要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)繪圖的科學(xué)態(tài)度和對(duì)軟件的學(xué)習(xí)方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件和預(yù)算造價(jià)軟件打下基礎(chǔ)。教師在軟件課程的教學(xué)中采用支架式教學(xué)法，能夠幫助學(xué)生建立概念框架，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探索和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力。