“互联网+”模式下的CAD类课程教学应用研究——以PKPM为例

王军伟，王伟伟

(安阳工学院，河南 安阳 455000)

0 前 言

随着计算机技术的飞速发展，计算机技术快速地运用到各行业中，可以说计算机技术快速地推动了各行业的发展。针对建筑结构计算方面计算机技术的发展与支持也不例外，随着建筑物层数、高度和其他因素的变化，结构体系也越加复杂，除要求我们要有扎实的理论知识外，同时也要求我们能充分发挥利用计算机技术来提升解决问题的效率和精确度[1-2]。

对目前土木工程毕业生而言，掌握一门计算机辅助设计手段，是增加学生就业机会和快速提升专业能力、适应工作能力的一个重要辅助工具。由于目前我国结构设计工作中，结构设计软件PKPM市场占有率在50%以上，大部分学校的计算机辅助设计软件以PKPM为主，以对接学生从事结构设计工作的需求[3]。因此，建筑结构计算机辅助设计课程中专业性最强、同时对计算结果的正确性影响最大的部分PKPM-SATWE参数设置部分是很多学生和教师极为关注的问题。以互联网技术为依托，快速使学生能够掌握此部分的内容，以达到最终的目的是一种很好的方法。为此，本文主要阐述利用互联网技术快速提升学生学习本课程的效率，以达到良好的教学效果。

1 课程教学现状

建筑结构计算机辅助设计课程是土木工程专业的一门专业课程，是利用目前的计算机技术提升建筑结构设计效率，解决结构设计中手工计算耗费时间和精力多，计算误差大等的缺陷而实行的一种技术手段。而对于结构设计而言，结构计算固然重要，但绝不是结构计算的问题，对于相应的基本设计原理、结构计算假定、构造等内容也需要熟知[4-5]。

建筑结构计算机辅助设计课程对于土木工程而言一般安排在第六或第七学期，一般均开设在各专业主干课程之后，而在课时分配方面均在30课时左右，理论与实操各占一半课时。对于此门课程而言，虽然新的理论体系知识内容较少，大部分为前期各专业课程的运用，但在有限的时间内将各知识点融合为一个整体，集中展现于学生，对于现阶段学生的专业基础能力还是有所欠缺，各专业知识点不能系统掌握，从而导致接受程度大大降低。

建筑结构计算机课程固然需要其他专业基础课程和专业课程内容的支撑，这些课程内容掌握的程度，往往决定了学习本门课程的深度。而对于辅助设计软件而言，软件的操作的掌握是随着练习的时间的投入成正比例关系的，而深度上则需有良好的结构基础，并较好地运用各专业课程内容。

综上，建筑结构计算机辅助设计课程在日常的教学中体现出学生上手初步操作感觉较为简单，但后期在以工程实例为对象练习的过程中及在后期对接毕业设计过程中难度颇大，学生真正熟练灵活运用能力较差。对此，需要我们在具体的教学中找出教学难点，以教学难点为突破口，以提升实践教学效果。

2 课程难点分析

建筑结构计算机辅助设计课程是一门利用计算机手段来解决工程实际问题的一门专业技术课程。面向的研究对象更加贴近有工程实际相关的内容。在利用计算机技术求解某一工程问题时，主要过程为工程实际模型向计算模型的转化，可以说计算模型是建立在一定假定的基础之上的工程实际模型的抽象。在这一简化、抽象和转化过程中，会遇到较多的简化计算方法或相关的假定等内容，在此过程中会呈现出多项的参数设置和参数选定的内容，因此，参数设置或参数选定是工程实际模型到计算模型的“必经之路”，同时也是“交通要塞”，对计算结果的合理性和正确性起到关键的作用。

建筑结构计算机辅助设计课程主体内容如图1所示。综合以上分析及对课程内容的概括，通过近几年建筑结构计算机辅助设计课程教学效果的总结，课程的难点集中凸显在参数设置及计算结果判断调整上面。由于软件在执行相关命令的过程中，需要设置相关设计参数或填写的相关内容较多，初步统计仅PKPM-SATWE参数设置部分中包含上百个需要设定的参数，参数设置如图2所示。面对如此多的参数，要使学生在有限的课堂教学中掌握上百个参数的含义，并完成其正确的设置是很困难的。

图1 建筑结构计算机辅助设计PKPM课程模块

图2 SATWE参数设置

3 解决途径与方法

结合以上教学模块中的难点内容，近年来计算机技术飞速发展，教师在教学过程中和学生在学习过程中对相关知识的获取途径也越来越广泛，计算机编程技术也越加被各非计算机类教师在教学及科研工作中使用。为此以目前的基本编程语言为基础，针对PKPM-SATWE模块的参数设置编写计算机辅助设计参数设置学习系统。

辅助学习系统主要包括系统说明即参数概念和系统操作两部分组成。

其中系统说明部分主要为对照PKPM-SATWE总信息中所需填写各信息参数的概念解释与参数填写说明，如图3(a)所示。系统操作部分主要为仿照PKPM-SATWE总信息窗口，如图3(b)所示，通过填写参数为下拉参数的设置等操作完成相关参数的设置。另在系统操作窗口周边，将详解信息和辅助了解信息埋入二维码中，将二维码信息放置于对应窗口后，可通过扫码读取内容信息。

4 实施方法与效果

基于此PKPM-SATWE辅助学习系统，在具体的此部分内容的讲授过程中将此辅助学习系统展示于学生，学生利用此系统提高学习效率和学习质量主要体现在两个方面，第一，利用此系统学生在练习的过程中可以快速检索自己不熟悉的相关参数的信息，不需要学生再查阅书籍或者上网搜索相关资料，学生可以精准地获得所需信息，大大节省了学生的学习时间。第二，此系统独立于PKPM软件之外，学生在课余时间也可以进行练习，减少了相关的限制。

此辅助教学系统通过两学期的教学实践，学生对此模块的学习难度明显降低，大部分学生对于参数设置的内容基本明确，而且能掌握每个PKPM-SATWE参数与哪些先前课程知识点内容相关，建立起了知识间的联系，对学生今后从事结构设计工作打下坚实基础。

(a)系统说明

(b)系统操作

5 问题与结语

建筑结构计算机辅助设计课程是一门专业性很强的课程，针对此课程的学习不仅仅是简单地会操作软件，而更多的是涉及到多门的专业课程知识，内容深度较大。基于“互联网+”技术可较快提高教学重点，是一种良好的教学方式，此方法也可推广到其他CAD类课程之中。

在“互联网+”技术推进教学重难点的学习效率中需要有大量的基础资料作为支撑，辅助学习系统也需要定期的维护与更新，需要投入的精力和时间相对较多。后期考虑利用大数据技术实现专业课程知识点与辅助学习系统的对接，以加大辅助学习系统的知识点包含量，另考虑和PKPM的帮助模块进行对接，实现由PKPM帮助知识与辅助学习系统实现数据共享。

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