基于土木工程专业CAD课程教学改革研究

2017-12-09山东协和学院

大陆桥视野 2017年14期

封妍 / 山东协和学院

基于土木工程专业CAD课程教学改革研究

封妍 / 山东协和学院

文章对CAD课程教学存在的问题进行了剖析，通过优化课程教学体系，改善教学方式，对CAD课程进行了改革研究，包括实例教学方法的提出、任务引导型教学、改革课程考核方式、可视化导学平台的构建、教学与认证考试结合及校外实践基地的建设等。对土木工程CAD进行了一系列教学改革。

土木工程；CAD课程；教学方法

引言

土木工程专业各领域的工程图纸已经全部实现计算机辅助绘图，对相关从业人员计算机绘图能力的要求也日益提高。为了提高绘图效率，符合当前就业导向下的课程体系，部分高校还将天正CAD、PKPM等专业软件列入教学内容，也有高校将建筑CAD和结构CAD相结合，作为一门课程讲授，土木工程CAD在土木工程专业课程体系中的地位也愈显重要。它能让设计人员用计算机完成从项目方案构思、建筑设计、结构设计等绘出各类施工图的整个设计过程。但是高校在培养学生的计算机绘图能力方面存在一些问题，有待于解决优化，在就业导向下对课程教学的改革和完善。

1.CAD课程的教学现状

1.1 高校CAD课程讲授过程中，大多强调CAD基本命令和操作，没有很好的把一些专业图纸的制图标准和绘制方法融入其中，致使学生能够较熟练的绘制一些基本图形，而不能熟练、快速的绘制出符合制图标准的专业图纸。很多刚毕业的设计人员对不同比例的图形不加分析的采用同一种文字、尺寸标注样式，从而使打印出来的图纸文字、尺寸大小不一，无法满足施工图要求，造成出图的浪费。

1.2 教师大多采用多媒体教学方式，由于受学时的限制，教师在教学过程中侧重讲解软件的命令和操作方法，即使讲案例，也是介绍案例的部分内容，不能完整的展现案例过程，各种案例就更不可能，妨碍学生对课程内容的理解。对于上机实践环节，主要是学生集中上机，教师走动辅导的教学方式，实践过程中很多学生得不到教师的及时指导。

1.3 学生实训过程中缺少有效的任务指导，学生自主学习意识差，学生上机实训达不到预期效果。

1.4 考试方式单一。采取上机绘图的方式，虽然在一定程度上能考查学生对所学知识和操作技能的掌握状况，但由于考试过程容易出现电脑死机，学生违反考试纪律互相拷贝等问题，不能全面反映学生对知识的掌握程度，缺乏考试的公正性。

1.5 现在结构工程趋向大型化、复杂化、很多工程设计需要利用有限元软件进行分析计算。但是大部分有限元软件建模功能相对比较薄弱，因此设计单位在利用这些软件进行结构设计时，通常先利用AutoCAD软件的三维建模功能构建三维模型，然后在导入到有限元软件中进行分析计算。然而高校目前教师主要讲述二维图形的绘制，基本未涉及三维图形，在这个程度上拉大了学习与就业的距离。

1.6 CAD课程的实践题目主要由教师指定或学生自己构建，题目与实际工程的设计条件、设计环境存在差距，不能真实的模拟项目设计状态，再加上实践环节的指导人员来自高校教师，大部分教师很少有机会参加一线实践工作，缺乏设计经验和设计技能，在指导学生实践方面显得力不从心。这样的教学手段无法保证教学质量，无法培养学生的实践及解决问题的能力。

2.土木工程专业AutoCAD课程的教学改革探索

2.1 优化课程体系，合理安排课程设置，优化教学内容

课程体系优化，需要注意前导后续。土木工程CAD的前导是建筑工程制图。结合土木工程图纸的基本元素和制图标准阐述二维图形的绘制和编辑方法，将CAD制图方法与土工程制图规范的结合起来，教师可以有针对性的编制符合本专业学生的教材。

2.2 在教学过程中采用实例教学法

CAD课程传统的教学手段，单独讲解命令及操作，针对这个弊端，把命令和软件操作融入到具体的实例中，整个教学过程强调在实例中学会软件的使用。结合具有代表性的工程实例。比如先通过简单有趣的小例子讲解命令的参数设置、操作方法及使用技巧，在利用讲解的命令完成整个工程实例的一部分，循序渐进最后完成整个建筑施工图的和结构施工图绘制。具体做法：第一节课就将某建筑平面图的大作业给学生，该图既包括CAD基本命令绘制建筑平面图纸的基本元素又包括制图标准的一些基本要求，在后续授课过程中将大作业进行分解，分解内容融入到各章节内容的讲授中，指导学生将所学内容融会贯通，完整的完成大作业的绘制。而对于结构CAD,由于PKPM软件包含多个模块、命令、参数繁多，所以教学过程中更适合用完整的代表性的工程项目为例，将软件操作与实际工程融为一体，教师可搜集多个典型设计案例，授课过程中随时调用工程案例讲解在设计过程中遇到的问题，注意的事项及设计结果的调整等设计知识和工程经验。增加教学的实用性和趣味性，激发学生的学习兴趣。

2.3 在实训教学过程中，采用任务引导型教学方法

制定详细的上机实训计划，明确每次实训的具体任务，并要求学生在规定的时间内完成实训任务；编制针对性的习题集作为实训任务的补充，加强学生训练过程中的指导、监督、管理，及时发现和解决学生在实训过程中遇到的问题并及时总结，积累教学经验。最后要求学生上交实训成果，在批阅时对比甄别，防止出现抄袭或雷同现象，并将实训成果作为期末考核的重要依据。

2.4 改革考核方式，注重实训

CAD绘图最容易出现雷同、拷贝现象，为了真实反映学生的学习效果，采用综合评估的考核方式：考核内容分为上机考核、上机实训、平时成绩三部分，分数比例分配为4:3:3。其中上机考核采取在规定时间内完成某图纸绘制；上机实训以学生上机实训，学生完成工程项目的情况，最后提交的成果为依据，该成绩能反映学生的学习情况和对知识点的掌握情况；平时成绩主要根据学生平时出勤率和上课情况来确定。

2.5 构建可视化导学平台，改革教学，实践辅导手段

改变由于学时少，教师不能系统的全方位全过程的讲解设计案例，教师走动辅导的方式，探索出导学平台这种教学模式：将CAD系列课程做成课程群，教师将CAD系列课程教学内容，教学方法，导教平台，建立教学文档、设计过程向导、实现案例与授课的有机衔接。导学平台可以帮助学生在任何位置全方位的多角度的学习不同类型工程的设计方法。

2.6 转变教学观念，建立群组互学

过去以教师为中心，当前新形势下转变为“教与学互动，强调师生交流”。在教学中通过实例引出问题，启发学生思考。建立CAD工作室或群组，教师给出项目，学生可以自己绘图，遇到问题学生与学生之间可以相互切磋交流，可以与教师交流，或者以小组讨论。

2.7 建立校外CAD实践教学基地，组建实践教学师资队伍

开展形式多样的现场教学，建立校外实践教学基地，借助校外设计施工单位，让部分学生在该单位结合实际工程完成实践任务。指导教师也可利用设计单位的实际工程案例引导学生进行设计实践。并聘请经验丰富，责任心强的结构设计工程师指导学生高质量的完成实践任务。这种设计过程真实，不仅培养学生分析、解决问题的能力，而且实现学生与行业零接轨，与岗位零磨合的目标。

2.8 教学与职业技能证结合

CAD绘图教学与职业技能鉴定考证接轨。在土木工程CAD的教学过程中，采用案例教学方法促进学生循序渐进的学习，掌握从绘图到打印出图的全面知识。使学生对课程的学习有一个纵向的提高。以认证考试为契机，让学生通过所学的知识点横向的扩充与巩固，将课程教学与认证考试结合，促进学生知识的纵横交叉的学习模式。通过CAD教学和实训后，让学生参加计算机辅助绘图设计鉴定考试，明确学生的学习目标，增强其专业竞争力，增加学习动力和就业优势。