建筑CAD课程中运用支架式教学法的效果分析

韩智凡

(广东理工学院建筑工程系，广东肇庆 526100)

建筑CAD课程中运用支架式教学法的效果分析

韩智凡

(广东理工学院建筑工程系，广东肇庆 526100)

建筑CAD课程是土建类专业学生一门重要的专业课，课程综合性高且紧密联系工程实际。传统的教学方法很难建立完整的知识框架，学生只是被动地接受知识。将支架式教学法运用在建筑CAD课程中,弥补了传统教学方法的不足。通过教学实验的验证表明，采用支架式教学法的实验班级教学效果明显优于采用传统教学法的对照班级。运用支架式教学法帮助学生建立起概念框架，激发了学生学习的主动性，培养了学生自主学习各种软件的能力。

建筑CAD；支架式教学法；教学实验

建筑CAD课程是土建类专业学生的必修课，综合性高且实践性强。学习建筑CAD课程要求学生在具备建筑识图和制图能力的基础上，运用CAD软件结合相应的制图规范，绘制出符合施工要求的建筑施工图。本课程的教学需紧密结合相应的专业知识，并贴近工程实际，具有综合性高、涉及面广和实践性强等特点。基于以上特点，在建筑CAD课程的教学中采用传统的教学方式是不合适的。本课程的教学过程中应充分激发学生自主学习的积极性，培养学生分析问题和解决问题的能力。近年来，许多担任建筑CAD课程教学的教师也在不断探索和尝试新的教学方法，如实例教学法、任务驱动法等，取得了较好的教学效果，但无法帮助学生建立有效的知识框架，致使学生自主学习能力得不到有效提高。

笔者在从事建筑CAD课程教学和竞赛辅导的四年中，不断地总结和反思，认为运用支架式教学法，可以促使教师认知到学生的“最近发展区”，为学生搭起学习框架，引导学生进入学习情境，从而有效地激发学生自主学习的意识，在已搭好的学习框架内高效地自主学习。

1 教学实验

笔者以支架式教学法为理论基础，以广东理工学院建筑工程系建筑工程技术专业的学生为研究对象，设计建筑CAD课程的教学实验，探索在建筑CAD课程中运用支架式教学法的教学效果。

1.1 实验设计

把2016-2017学年第一学期的建筑CAD课程分为两个部分,第一部分为二维与三维基本图形的绘制与编辑；第二部分为建筑施工图的绘制。选取建筑工程技术1班和2班分别作为实验班级和对照班级。实验班级和对照班级在课程第一部分的教学方法和教学内容是完全一致的，第一部分课程结束后对两个班级进行阶段考。在课程的第二部分设计了支架式教学法的教学实验，对照班级按照教程编排的内容按部就班地进行教学。实验班级运用支架式教学法进行教学，教学的概念框架按建筑施工图的绘制顺序分为六大模块：图纸目录和图框及建筑设计总说明绘制、建筑平面图绘制、建筑剖面图绘制、建筑详图绘制、出图、打印。每一个模块学习开始前通过学生的“最近发展区”搭设该模块的“脚手架”；通过新的绘图技巧与绘图方法激发学生的兴趣，带领学生进入情景；通过布置相应的任务让学生独立探索；在完成相应任务过程中，学生分成若干小组进行分组对抗，促进各个小组间成员的协作学习；学生上交成果后及时进行效果评价，在评价中使学生认识到不足并改进，同时帮助学生建立起已学知识与下一学习模块间的“最近发展区”，为下一模块的“脚手架”搭设作充分准备。实验班级在六个模块的教学中不断地循环使用支架式教学法五大步骤：搭“脚手架”、进入情景、独立探索、协作学习、效果评价，如图1所示。课程第二部分结束后，进行期末测试，学期结束后对两个班级进行问卷调查和师生座谈。

图1 支架式教学法五大步骤循环使用过程

1.2 实验结果分析

1.2.1 对前测成绩的统计分析

课程第一部分的教学目的是使学生了解CAD软件的操作，并掌握绘制基本图形的能力。在第一部分教学结束后进行阶段考，即对实验班级和对照班级进行前测，考试时长为90分钟，以此了解并掌握两个班级学生在实验开始前对CAD软件的操作能力。阶段考结束后对两个班级的成绩和绘图完成时间作了统计分析(表1、表2、表3)。

表1 阶段考成绩分组统计量

表2 阶段考成绩独立样本检验

表3 阶段考完成时间统计

运用SPSS软件，分组变量为班级，检验变量为阶段考成绩，进行独立样本t检验(表1和表2)。由表1可知，实验班级和对照班级在阶段考中，成绩的平均分和标准差较为接近，对照班级的平均分略高于实验班级，实验班级成绩标准差略高于对照班级。由表2可知，方差方程的Levene检验中Sig=0.961>0.05，假设方差齐，且均值方程的t检验中，Sig=0.744>0.05，说明两个班级阶段考成绩差异不显著。通过学生考试文件的提交时间，统计两个班级学生完成考试内容用时情况(表3)，可知两个班级学生阶段考完成时间集中在70～80分钟，两个班级学生总体的绘图速度基本相同。以上统计数据足以说明，通过第一部分的学习，实验班级和对照班级在实验开始前对CAD软件的操作能力基本相当。

1.2.2 对后测成绩的统计分析

对建筑CAD课程的第二部分进行了教学实验，两个班级采用了不同的教学方法：实验班级采用支架式教学法，对照班级采用传统教学方法。第二部分教学结束后进行了期末考试，考试时长为120分钟，即对实验班级和对照班级进行后测，分析支架式教学运用于建筑CAD的成效。期末考的综合性和难度均大于阶段考，期末考结束后对两个班级的成绩和绘图完成时间作了统计分析(表4、表5、表6)。

表4 期末考成绩分组统计量

表5 期末考成绩独立样本检验

表6 期末考完成时间统计

运用SPSS软件，分组变量为班级，检验变量为期末考成绩，进行独立样本t检验，结果显示于表4和表5。由表4可知，实验班级的期末考平均分比对照班级高出10分，实验班级标准差较阶段考有所减小，而对照班级标准差比阶段考增大。由表5可知，方差方程的Levene检验中，Sig=0.246>0.05，假设方差齐，且均值方程的t检验中，Sig=0.040<0.05，说明两个班级期末考成绩差异显著。通过学生考试文件的提交时间，统计两个班级学生完成期末考试内容用时情况(表6)，可知实验班级学生期末考试完成时间主要集中在90～100分钟和100～110分钟,而对照班级学生主要集中在110～120分钟完成，实验班级学生的绘图速度明显快于对照班级。以上统计数据足以说明，通过第二部分的学习后，实验班级和对照班级在建筑施工图绘图能力上存在显著差异，实验班级的学习效果明显优于对照班级。

1.3 课程结束后的调查分析

在课程结束后，通过调查问卷和师生座谈的形式对两个班级学生一学期来学习建筑CAD的情况进行调查统计,以此来分析两个班级学生课内外自主学习的能力、课后主动练习的时间以及期末考试成绩出现显著差异的原因。调查统计结果如下：

实验班级100%的学生在个人电脑里安装了AutoCAD软件和天正建筑软件，而对照班级有5名学生未安装AutoCAD软件，并且这5名学生的期末成绩都排名班级后15%。实验班级有65.2%的学生每周练习CAD制图时间在5小时以上，而这一数据在对照班级里只有14.9%，并且对照班级里有8名学生课后完全不练习CAD制图。实验班级有76.1%的学生课后主动学习制图规范和图集，并用于相关专业课程的学习中，而对照班级中只有12.7%的学生主动学习制图规范和图集。以上三组数据说明实验班级的课后自主学习能力明显优于对照班级。

通过师生座谈得知，实验班级学生课后自主学习热情高的主要原因在于通过课上建立起的概念框架，加上课后自己的探索和同学间的相互探讨就可以轻松地完成课后练习，同时能熟悉已学绘图知识和操作技巧，避免在下一次课程中分组对抗时因绘图时间慢而拖累整组成绩。对照班级课后自主学习热情不高的主要原因在于学生课后按书上知识点复习时，要花比较久的时间才能读懂一个命令的使用过程，在课程进入较难的章节时往往放弃了课后自主练习，完全依靠教师在课上的讲解完成课堂任务，对很多制图的方法只知其然而不知其所以然。正因如此，在期末考中，对照班级的学生在没有教师引导的前提下绘制完全陌生的建筑施工图，出现了大范围的学生画图效率低、易出错的情况。而实验班级的大部分学生在期末考中能有一个清晰的概念框架，清晰绘图步骤和绘图顺序，能够结合规范完成建筑施工图的绘制。

2 实验结论

经过一学期在建筑CAD课程中运用支架式教学法的教学实验，通过对学生考试成绩以及平常学习情况和学习效果的统计分析，发现支架式教学法对建筑CAD课程中的“教”与“学”都有促进作用，使学生成为课堂中和课堂后学习的主体，教师成为知识框架的搭建者和引导者，做到了教学走在发展的前面。支架式教学法给建筑CAD课程带来的良好效果总结如下：

(1)建筑CAD课程中每个模块循环使用支架式教学法五大步骤(搭“脚手架”、进入情景、独立探索、协作学习、效果评价)有利于提升“教”和“学”的质量，提高学生自主学习的积极性，大幅度提升了学生制图能力和制图效率。

(2)通过依据学生的“最近发展区”搭建起的概念框架，使学生在课堂中独立探索练习时思路清晰，并且为学生课后学习提供框架体系。实验班级的学生课后自主练习CAD制图的时间明显要多于对照班级。

(3)进入学习情景后，由于框架体系已建立，学生的学习目标明确且学习积极性高，愿意自主探索相关知识和未知知识。实验班级的学生更愿意去研读规范，参照实际工程图纸，讨论图纸表示方法。

(4)课堂实例绘图时要求实验班级学生分组对抗，以竞争的方式促进小组间的协作学习，从而扩大到班级内的协作。这种协作学习从课内延伸到了课外，实验班级学生课后自主练习CAD制图的能力明显高于对照班级。良好协作学习氛围的形成，一方面有利于提升整个班级的平均成绩，另一方面对学习处于中下游的学生起到很好的带动作用。实验班级期末考成绩除了在平均分上高出对照班级10分，还在成绩标准差上小于对照班级，说明成绩没有出现两极分化，班级成绩稳步提升。

在建筑CAD这样一门综合性高且实践性强的课程中运用支架式教学法为学生构建起系统的框架体系，激发了学生的自主学习能力，但在运用支架式教学法时不应生搬硬套，应有充分的课前准备并针对学生的情况作适当的课程调整。

首先，任课教师需对课程内容和课程安排非常熟悉，根据学生的实际情况合理地搭建课程的概念框架,形成知识体系。

其次，搭建“脚手架”的过程中，要紧密联系工程实际和制图规范，将制图规范准确地传输给学生。

最后，每一模块教学中，当学生完成制图成果并上交后，应及时完成效果评价，依据效果评价准确定位学生现阶段的“最近发展区”，为下一模块的搭设“脚手架”作充分的准备。

3 结语

计算机制图和建模技术已广泛地运用到土建行业的各个领域，学生从业后根据工作岗位的要求需要操作相应的软件。建筑CAD课程教学不仅要让学生学会AutoCAD、天正建筑等制图软件的操作，还要帮助学生构建学习软件的概念框架，培养学生独立探索和协作学习的能力，使学生掌握学习专业软件的方法。支架式教学法在建筑CAD课程中的应用让学生得到了准确全面的指导，使学生成为课堂“教”与“学”的中心，培养了学生自主学习各种软件的能力。

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2017-03-03

韩智凡(1989- )，男，一级建造师，从事结构工程、建筑与环境、基础设施建设研究。

G642.0

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2095-7602(2017)08-0141-04