基于土木工程專業(yè)CAD課程教學(xué)改革研究

封妍

【摘 要】文章對CAD課程教學(xué)存在的問題進行了剖析，通過優(yōu)化課程教學(xué)體系，改善教學(xué)方式，對CAD課程進行了改革研究，包括實例教學(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)平臺的構(gòu)建、教學(xué)與認證考試結(jié)合及校外實踐基地的建設(shè)等。對土木工程CAD進行了一系列教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】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)全部實現(xiàn)計算機輔助繪圖，對相關(guān)從業(yè)人員計算機繪圖能力的要求也日益提高。為了提高繪圖效率，符合當前就業(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)計人員用計算機完成從項目方案構(gòu)思、建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等繪出各類施工圖的整個設(shè)計過程。但是高校在培養(yǎng)學(xué)生的計算機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)圖紙的制圖標準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準的專業(yè)圖紙。很多剛畢業(yè)的設(shè)計人員對不同比例的圖形不加分析的采用同一種文字、尺寸標注樣式，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。

1.2 教師大多采用多媒體教學(xué)方式，由于受學(xué)時的限制，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)生對課程內(nèi)容的理解。對于上機實踐環(huán)節(jié)，主要是學(xué)生集中上機，教師走動輔導(dǎo)的教學(xué)方式，實踐過程中很多學(xué)生得不到教師的及時指導(dǎo)。

1.3 學(xué)生實訓(xùn)過程中缺少有效的任務(wù)指導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識差，學(xué)生上機實訓(xùn)達不到預(yù)期效果。

1.4 考試方式單一。采取上機繪圖的方式，雖然在一定程度上能考查學(xué)生對所學(xué)知識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，學(xué)生違反考試紀律互相拷貝等問題，不能全面反映學(xué)生對知識的掌握程度，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)計需要利用有限元軟件進行分析計算。但是大部分有限元軟件建模功能相對比較薄弱，因此設(shè)計單位在利用這些軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，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行分析計算。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，在這個程度上拉大了學(xué)習(xí)與就業(yè)的距離。

1.6 CAD課程的實踐題目主要由教師指定或?qū)W生自己構(gòu)建，題目與實際工程的設(shè)計條件、設(shè)計環(huán)境存在差距，不能真實的模擬項目設(shè)計狀態(tài)，再加上實踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)人員來自高校教師，大部分教師很少有機會參加一線實踐工作，缺乏設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計技能，在指導(dǎo)學(xué)生實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準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)過程中采用實例教學(xué)法

CAD課程傳統(tǒng)的教學(xué)手段，單獨講解命令及操作，針對這個弊端，把命令和軟件操作融入到具體的實例中，整個教學(xué)過程強調(diào)在實例中學(xué)會軟件的使用。結(jié)合具有代表性的工程實例。比如先通過簡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工程實例的一部分，循序漸進最后完成整個建筑施工圖的和結(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準的一些基本要求，在后續(xù)授課過程中將大作業(yè)進行分解，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)容融會貫通，完整的完成大作業(yè)的繪制。而對于結(jié)構(gòu)CAD，由于PKPM軟件包含多個模塊、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目為例，將軟件操作與實際工程融為一體，教師可搜集多個典型設(shè)計案例，授課過程中隨時調(diào)用工程案例講解在設(shè)計過程中遇到的問題，注意的事項及設(shè)計結(jié)果的調(diào)整等設(shè)計知識和工程經(jīng)驗。增加教學(xué)的實用性和趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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

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

2.4 改革考核方式，注重實訓(xùn)

CAD繪圖最容易出現(xiàn)雷同、拷貝現(xiàn)象，為了真實反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，采用綜合評估的考核方式：考核內(nèi)容分為上機考核、上機實訓(xùn)、平時成績?nèi)糠?，分?shù)比例分配為4：3：3。其中上機考核采取在規(guī)定時間內(nèi)完成某圖紙繪制；上機實訓(xùn)以學(xué)生上機實訓(xùn)，學(xué)生完成工程項目的情況，最后提交的成果為依據(jù)，該成績能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和對知識點的掌握情況；平時成績主要根據(jù)學(xué)生平時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，改革教學(xué)，實踐輔導(dǎo)手段

改變由于學(xué)時少，教師不能系統(tǒng)的全方位全過程的講解設(shè)計案例，教師走動輔導(dǎo)的方式，探索出導(dǎo)學(xué)平臺這種教學(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，建立教學(xué)文檔、設(shè)計過程向?qū)?、實現(xiàn)案例與授課的有機銜接。導(dǎo)學(xué)平臺可以幫助學(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，當前新形勢下轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖膛c學(xué)互動，強調(diào)師生交流”。在教學(xué)中通過實例引出問題，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實踐教學(xué)基地，組建實踐教學(xué)師資隊伍

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

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)方法促進學(xué)生循序漸進的學(xué)習(xí)，掌握從繪圖到打印出圖的全面知識。使學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)有一個縱向的提高。以認證考試為契機，讓學(xué)生通過所學(xué)的知識點橫向的擴充與鞏固，將課程教學(xué)與認證考試結(jié)合，促進學(xué)生知識的縱橫交叉的學(xué)習(xí)模式。通過CAD教學(xué)和實訓(xùn)后，讓學(xué)生參加計算機輔助繪圖設(shè)計鑒定考試，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目標，增強其專業(yè)競爭力，增加學(xué)習(xí)動力和就業(yè)優(yōu)勢。

3.結(jié)語

土木專業(yè)CAD課程在教學(xué)中應(yīng)加強學(xué)生分析能力、實踐能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范化和標準化的意識，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)并為社會提供高專業(yè)技術(shù)人才，是當前建筑教育面臨的重大課題。

參考文獻：

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