土木工程制圖課程中“主動學(xué)習(xí)”教學(xué)模式實(shí)踐

何 蕊，高 岱，欒英艷

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土木工程制圖課程中“主動學(xué)習(xí)”教學(xué)模式實(shí)踐

何 蕊，高 岱，欒英艷

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程圖學(xué)部，黑龍江 哈爾濱 150001)

根據(jù)土木工程制圖的內(nèi)容及教學(xué)要求，修訂教學(xué)計劃，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。在課程體系中增加構(gòu)型設(shè)計和行業(yè)先進(jìn)技術(shù)建筑信息模型(BIM)技術(shù)，嘗試以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，以項目學(xué)習(xí)為驅(qū)動，在實(shí)際教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性并提高學(xué)習(xí)效率。普通班與試驗班教學(xué)效果評估及評教結(jié)果顯示，新的教學(xué)模式較有效的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性有一定積極作用。

土木工程制圖；主動學(xué)習(xí)；建筑信息模型；項目學(xué)習(xí)

近年來，高等教育正在積極推進(jìn)以教為主轉(zhuǎn)為以學(xué)為主，即以學(xué)生為中心。學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動的主體。如何在講授中引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，使被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，是現(xiàn)階段高校教師應(yīng)積極思考并付諸實(shí)踐的。

自從美國心理學(xué)家Rogers提出了以學(xué)生為中心的教育思想后，美國等國家已經(jīng)實(shí)施了幾十年，證實(shí)了方法的有效性并獲得了寶貴的經(jīng)驗[1-3]。與此同時，中國高校也在積極推動從教為主向以學(xué)為主的轉(zhuǎn)變，并在教學(xué)活動中作出了很多有益嘗試。文獻(xiàn)[4]設(shè)計了6個環(huán)節(jié)組成的教學(xué)模式，并進(jìn)行了嘗試與探討；文獻(xiàn)[5]研究了主動學(xué)習(xí)在《臨床檢驗基礎(chǔ)》課程實(shí)驗教學(xué)中的運(yùn)用，給出了有意義的結(jié)果及展望。

1 教學(xué)內(nèi)容的改革

土木工程制圖課程是針對土木類大一學(xué)生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容包括土木畫法幾何、專業(yè)制圖及計算機(jī)輔助設(shè)計部分。本課程在土木類專業(yè)中起到先修課的作用，學(xué)習(xí)結(jié)果直接關(guān)系到其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中引入主動學(xué)習(xí)教學(xué)方法，如課堂互動、小組討論、項目作業(yè)等，并在班級中隨機(jī)選取教學(xué)班實(shí)施新教學(xué)方法。

以教學(xué)為中心的方式易出現(xiàn)不及時更新教學(xué)內(nèi)容的情況，使得有些教學(xué)內(nèi)容陳舊、與實(shí)際相脫節(jié)，學(xué)生認(rèn)為所學(xué)內(nèi)容與自身的職業(yè)發(fā)展無關(guān)，易對學(xué)習(xí)失去興趣。教師在開課初始，應(yīng)讓學(xué)生了解本課程體系與未來職業(yè)發(fā)展的關(guān)系，并及時更新教學(xué)設(shè)計及教學(xué)內(nèi)容?？萍记把丶夹g(shù)與課程相關(guān)的內(nèi)容如能及時補(bǔ)充，不但對學(xué)生的職業(yè)發(fā)展有幫助，也會使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

近年來在美英等國家興起的建筑信息模型(building information modeling, BIM)技術(shù)是建筑行業(yè)的領(lǐng)先技術(shù)，該技術(shù)將原始的二維設(shè)計轉(zhuǎn)為三維設(shè)計，并將建筑生命周期中的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)賦予模型，使建筑模型在設(shè)計、施工、運(yùn)維等各個階段達(dá)到數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)全專業(yè)數(shù)據(jù)共享，可降低成本、縮短工期、避免或減少現(xiàn)場變更。目前，中國也在積極推動該項技術(shù)在國內(nèi)建筑領(lǐng)域的發(fā)展，由于是新技術(shù)引進(jìn)時間不長，在用人市場上BIM方向人才呈現(xiàn)短缺現(xiàn)象[6-9]。在這一契機(jī)下，本課程體系將建筑行業(yè)近年來興起的BIM技術(shù)增加至原有的課程體系中的計算機(jī)輔助繪圖部分，使計算機(jī)輔設(shè)計部分變?yōu)榧S設(shè)計與三維設(shè)計于一體的新體系。

同時增加了構(gòu)型設(shè)計內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力和創(chuàng)新能力，新技術(shù)核心內(nèi)容的引入可引起學(xué)生對本專業(yè)前沿技術(shù)的興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)熱情和積極性。

2 教學(xué)方法的改革

2.1 課堂互動

以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，教師的作用至關(guān)重要。教師在教學(xué)過程中要體現(xiàn)出學(xué)術(shù)性及專業(yè)性，但課堂教學(xué)不應(yīng)僅僅是單純的講授，而是要設(shè)計出有學(xué)生互動參與的課堂。明確提出對學(xué)生的參與要求，比如鼓勵學(xué)生積極參與互動，積極提出問題，用批判性思維學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，同時教師與同學(xué)之間要積極互動。

在授課過程中比較常用的互動方式是Think-Pair-Share，即教師提出問題，學(xué)生先自己思考90 s，然后兩人一組討論互相補(bǔ)充得出結(jié)果，再分享給全班同學(xué)。在講授土木工程制圖課程的過程中，教師在每周設(shè)計一個小問題在授課過程中提出，并用Think-Pair-Share的方式得出答案。由于是大一開設(shè)的課程，學(xué)生們之間還不很熟悉，不是很適應(yīng)。所以在初期，學(xué)生并不能很快進(jìn)入角色，這時就需要授課教師加以引導(dǎo)，幫忙分配搭檔。幾周后，學(xué)生慢慢適應(yīng)后可比較快地進(jìn)入討論。除了授課內(nèi)容的討論，教師還布置針對所學(xué)內(nèi)容的題目設(shè)計及解題，以小組為單位，討論出與所學(xué)內(nèi)容相關(guān)的題目并給出答案，同學(xué)們積極參與，設(shè)計出富有創(chuàng)造力和新思路的習(xí)題。

在組合體部分結(jié)束后，增加了構(gòu)型設(shè)計內(nèi)容，是對學(xué)生們8周課程學(xué)習(xí)的檢驗，同時也是學(xué)生們對所學(xué)知識的運(yùn)用。兩周的時間，學(xué)生們自由設(shè)計、自行發(fā)揮，通過對所學(xué)的簡單形體之間的堆積、切割，組合在一起，設(shè)計出形狀各異的房屋模型。同時要求學(xué)生們用海報的形式將自己的作品展示出來并加以介紹。同時學(xué)生們從創(chuàng)新性、準(zhǔn)確性、合理性等環(huán)節(jié)評選出優(yōu)秀作品，海報環(huán)節(jié)鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力和表達(dá)能力，受到學(xué)生的歡迎。圖1為部分構(gòu)型作業(yè)作品。

2.2 課外支持

教學(xué)過程不僅限于課堂教學(xué)，教師應(yīng)給予一定的課外支持，學(xué)生有疑問及時提出并及時解決，也是主動學(xué)習(xí)提高學(xué)生積極性的重要方式。每學(xué)期在每個開課班級均建立QQ群，可以相對及時地收到學(xué)生有關(guān)學(xué)習(xí)方面的返饋并對所提問題進(jìn)行答疑，此形式已堅持了4年。

線上線下有益結(jié)合，對于學(xué)生課堂上沒有解決的問題得以有效地解決。由于學(xué)生水平存在差異，有些學(xué)生在課堂上不能完全理解，在線答疑有效地解決了這一點(diǎn)，在學(xué)習(xí)新知識前解決現(xiàn)有的問題，學(xué)生壓力減小，學(xué)習(xí)積極性也得到提高。

在信息時代下，MOOCs，SPOCs都是對于教學(xué)環(huán)節(jié)的有益補(bǔ)充，相關(guān)MOOC課程已在中國大學(xué)慕課網(wǎng)站同時以MOOCs和SPOCs形式運(yùn)行。

2.3 項目學(xué)習(xí)

本課程在計算機(jī)輔助設(shè)計環(huán)節(jié)中引入建筑行業(yè)近年來興起的新技術(shù)——BIM技術(shù)，將原有的AutoCAD二維設(shè)計變?yōu)榧疉utoCAD二維設(shè)計與Revit三維設(shè)計于一體，通過完成項目作業(yè)，使同學(xué)們在項目學(xué)習(xí)中體會團(tuán)隊合作與創(chuàng)新精神。2周的項目學(xué)習(xí)任務(wù)中，同學(xué)們自由分組，利用課下時間查閱資料，分工合作，完成項目并以小組答辯的形式進(jìn)行作業(yè)展示。各不相同的項目任務(wù)與組內(nèi)匿名互評制度最大程度避免了抄襲和個別組員逃避工作現(xiàn)象。圖2為部分學(xué)生BIM項目作業(yè)。

圖1 大一學(xué)生構(gòu)型設(shè)計作業(yè)

圖2 學(xué)生BIM項目作業(yè)

學(xué)生在結(jié)課后仍可以根據(jù)興趣跟隨授課教師進(jìn)行BIM方向的學(xué)習(xí)，目前，仍有研究生繼續(xù)參加學(xué)習(xí)及QQ群內(nèi)的答疑，以提升自身的能力，形成了良性循環(huán)。

授課教師為結(jié)課學(xué)生仍繼續(xù)提供專業(yè)知識的支持，已有4組同學(xué)以土木工程制圖課程及BIM技術(shù)為背景參加大一創(chuàng)新訓(xùn)練計劃及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，其中2組拿到國家級經(jīng)費(fèi)資助。目前，4組均已結(jié)題并獲得校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目評選一等獎一項，二等獎兩項。

3 教學(xué)評估

連續(xù)兩年隨機(jī)挑選實(shí)驗班與普通班各一個班進(jìn)行同一張考卷的測試，表1顯示實(shí)驗班通過率及優(yōu)秀率都稍高于普通班，新的教學(xué)形式可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并可提高學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)束語

教師在教學(xué)過程中如何以學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體，拒絕一味地灌輸知識，而是從學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法、教學(xué)方法上培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)欲望及在獲取知識的過程中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)隊合作及創(chuàng)新精神，是每一個教師在從教過程中需認(rèn)真思考并付諸實(shí)踐的。

[1] 朱欣. 以學(xué)生為中心教育理念的歷史審視與價值定向[J]. 現(xiàn)代教育管理. 2012(4): 6-9.

[2] FREEMANA S, EDDYA S L, MCDONOUGH M, et al. Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematic [J]. Psychological and Cognitive Sciences, 2014, 111(23): 8410-8415.

[3] PRINC M. Does active learning work? A review of the research [J]. Journal of Engineering Education, 2004, 93(3): 223-231.

[4] 陳長飛. “主動學(xué)習(xí)”教學(xué)模式的實(shí)踐與思考[J]. 教育探索, 2012(1): 45-47.

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“Active Learning” Teaching Practice in Civil Engineering Graphics Course

HE Rui, GAO Dai, LUAN Yingyan

(Department of Engineering Graphics, Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001, China)

According to the content and requirement of civil engineering graphics course, syllabus and teaching content are updated and modified. Configuration design and cut-edge technique-building information modeling (BIM) are added in the teaching system, learning-center teaching methods are used combine project-learning, students’ learning initiative are cultivated and learning efficiency is improved. Test results and teacher evaluation results of regular classes and test classes show that the new teaching model play a role of inspiring students’ initiative of learning.

civil engineering graphics; active learning; building information modeling; project learning

TU 204

10.11996/JG.j.2095-302X.2018040782

A

2095-302X(2018)04-0782-04

2017-04-14；

2017-05-11

黑龍江省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度重點(diǎn)課題(GJB1316023）

何 蕊(1978-)，女，黑龍江哈爾濱人，講師，博士。主要研究方向為圖學(xué)教育、建筑信息模型。E-mail：herui@hit.edu.cn

高 岱(1974-)，男，黑龍江哈爾濱人，講師，博士。主要研究方向為圖學(xué)教育。E-mail：d.gao@hit.edu.cn