江苏省一流本科专业建设背景下《土木工程识图与CAD制图》教改研究

赵园园　范加冬　谢伟

【摘要】《土木工程识图与CAD制图》是普通高等院校土木工程及相关专业的一门专业基础课，该课程既注重理论学习又注重实践教学，课程主要内容包含画法几何、制图标准、建筑施工图、结构施工图及CAD制图等。本文根据江苏省高校一流专业建设要求并结合教学现状，重点分析了目前教学过程中存在的主要问题，进而从丰富教学手段及内容、加强实践与理论的结合、注重软件绘图质量及效率、优化考核方式四个方面提出该课程进行教学改革的几点建议，以期对今后的教学效果起到较大的提升作用。

【关键词】土木工程识图  CAD制图  一流专业  教学改革

【基金项目】中国矿业大学徐海学院第六批专业建设与教学改革研究项目：一流专业建设背景下《土木工程识图与CAD制图》课程教学改革研究（YA2042）;江苏省高等教育教改研究立项课题：“新工科”背景下基于CDIO理念的土建类专业应用型人才培养体系构建（2019JSJG559）;江苏高校哲学社会科学研究重大项目：基于CDIO理念的应用型人才培养理论与实践研究（2020SJZDA122）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）08-0145-02

《土木工程识图与CAD制图》是土木工程及相关专业非常重要的专业基础课，旨在培养学生的空间思维能力，提高学生绘图识图以及建筑构造的认知能力，是一门应用性非常强的课程。课程中主要包括制图标准、画法几何、建筑施工图、结构施工图、道路施工图及CAD制图等内容[1-2]。在实际工程中，无论是房屋建筑、隧道地铁、道路、桥梁还是水利水电等都离不开工程图纸，因此图纸成为了工程设计、施工、生产和技术交流的重要技术手段[3]。对于土木工程及相关专业的学生而言识图和制图的能力显得尤为重要，只有学好本门课程才能清晰地理解图纸中要表达的意图，才能确保施工合理性和准确性[4-5]。中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》及《加快推进教育现代化实施方案（2018—2022）》，此次纲领性文件的出台为当代的教育事业改革提供了新方向。作者所在学院的土木工程专业作为江苏省高校一流本科建设专业，结合此次国家出台的政策，并根据《江苏高校一流本科专业建设任务指南》的要求，应用型本科高校的一流专业应瞄准区域经济社会发展需要培养高素质应用型人才，而目前该课程在作者所在学院开展的情况与江苏省一流本科专业建设的要求不能完全相符，因此亟需对该课程的教学方式进行相应的改革。

本校《土木工程识图与CAD制图》共计40学时，其中理论课程24学时，上机课程16学时，时间紧，任务重。理论课程重点讲解建筑施工图和结构施工图，其中建筑施工图包含建筑施工总说明、建筑总平面图、建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图以及建筑详图，结构施工图包含结构施工图一般规定、基础平面布置图及基础详图、梁板柱等构件的平面整体表示法、钢构件图。上机课程包含CAD软件的基本操作和建筑施工图的绘制。

1.教学过程中存在的主要问题

随着现代社会技术的进步以及计算机制图软件的应用和普及，这对《土木工程识图与CAD制图》的理论教学影响很大，有很多学生认为人工识图、人工绘图已经不再有意义，用计算机就可以完成，但是在实际施工过程中，还是需要工作人员具有一定的识图能力和绘图能力。根据《江苏高校一流本科专业建设任务指南》的要求，并结合教学过程中学生对于制图和识图能力掌握情况和反馈的问题，作者认为目前该课程存在以下问题：

1.1教学手段单一

当前该课程采用多媒体设备进行教学，这种教学方式具有一定的优越性，比如可以使教学变得更加快捷方便，但是这种教学手段也并非十全十美，在教学过程中作者发现多媒体教学也存在一定的局限性，主要体现在以下两个方面：第一，在对结构施工图和建筑施工图识图教学时，虽然利用多媒体投影技术可以方便学生看清楚图纸的详细内容，但是学生无法看到图纸的全貌，因此对图纸的整体把握不理想。反之亦然，虽然能让学生看到整体结构构件的布置情况，却无法清晰地描述构件的内部构造，不利于学生在空间上形成三维整体认识，学习过程中出现似懂非懂的情况。第二，对于一套完整的工程项目设计图纸而言，重要的是理解图纸所要表达的设计意图，因此最好的学习方式是系统的认识学习，而目前的教学方式是将每一张图纸单独拿出来进行分析，忽视了图纸之间的相互联系，最终导致学生学习出现一定的困难。

1.2课程与工程实际联系不紧密

目前土木工程识图与制图可用的教材中多数仅对图纸中的某些节点进行描述，而很少针对某一项具体工程提供一套完整的施工图纸，再加上学生很少有机会去工程现场实习，对现场的施工技术及构建构造了解较少，因此学生无法将课堂上所学的图纸节点做法与工程实际操作进行较好的结合，直接导致了学生学习效率不高，甚至有学生评价该课程如听天书。此外，学生的理解能力和自主学习能力各不相同，学习的态度也参差不齐，由于课程内容及学生个体与工程实际联系不紧密，导致了很多学生对该课程缺乏学习兴趣，没有学习目标、得过且过，甚至会有学生产生该课程在实际工作中作用不大的想法，这些因素都会严重影响该课程教学效果。

1.3软件绘图没有形成良好的习惯

使用Auto CAD 软件时可以通过菜单栏、工具条或命令行进行操作，其中命令行操作可以快速绘图，是该软件的一个优势，但是很多学生在制图的过程中习惯性地使用工具条和菜单栏进行操作，这两种操作方法比较简单，容易上手，但会影响制图的速度。另外，学生在绘图时经常忘记建立相应的绘图图层，这就导致后期图形展示及修改较为困难。这都是在学习及使用过程中没有养成良好的制图习惯导致的。

1.4考核方式不合理

《土木工程识图与CAD制图》目前考核方式为交大作业，由任课老师布置题目，学生课下按照要求自主完成图纸的绘制工作，最后打印提交成果，由任课老师对成果的质量进行评价打分。然而在教學过程中会经常发现有学生存在投机取巧的行为，由于每个学生的题目相差不大，有学生不想花时间认真完成但是不会制图的操作方法，迫于提交成果的压力，就在其他学生的成果基础上稍作修改就将其作为自己的成果。曾经出现过学生连名字都不改的情况，更有甚者学生花钱请社会人员代为完成图纸绘制，因此该考核方式无法准确在反映学生的掌握程度，也无法保证学生能圆满地完成学习任务。

2.教学改革措施

在江苏省高校本科一流专业建设的背景下，根据土木工程专业特色培养和发展需要，传统的《土木工程识图与CAD制图》课程教学方法在上述几个方面已不能完全适应高素质应用型人才培养的要求。2019年2月 颁布的《中国教育现代化 2035》是中国第一个以教育现代化为主题的长期战略规划，它与《加快推进教育现代化实施方案（2018—2022）》共同构成了教育现代化的顶层设计和行动方案。《中国教育现代化 2035》中提出了十大战略任务、三大保障措施。在此良好的背景之下，《土木工程识图与CAD制图》这门课程也应从政策中寻找新的出发点，应用在当前的教学当中。针对教学中发现的上述问题，作者认为可以从以下四个方面进行改革。

2.1丰富教学手段和教学内容

尽管现代化的教学手段种类繁多，多媒体教学也已在教学中得到广泛应用，但是传统的挂图、实物模型等还是一种和学生沟通的重要教学手段。在教学过程中，教师可以以实际所在的教学楼或教室为模型，向学生讲解房屋结构诸如梁、板、柱等构件的位置关系，引导学生思考自己所在的这幢建筑物在被竖直面或水平面切开之后的投影图形，即剖面图和平面图的绘制内容和方法。在使用挂图与模型的同时再借助多媒体来提高教学效率，利用其动漫效果和丰富的色彩来吸引学生，激发学生的学习兴趣。

促进信息技术与教育教学相融合，教师可以在课前通过“雨课堂”“学习通”等教学软件发布预习课件，让学生对下一堂课的新知识有所熟悉，上课时学生就可以根据自己预习课件、看书的情况重点听讲，查漏补缺，提高学习效率。上课过程中使用此类教学软件，学生可以在群聊中进行提问，或者发送弹幕回答问题，极大地增强了师生之间的互动性，提高了学生的学习兴趣。

除了教材中的案例以外，任课教师还应多收集实际工程的图纸，而且尽量是整套完整的建筑施工图与结构施工图，至少应包括设计总说明、各层平面图、主要剖面图与立面图、详图以及必要的结构施工图，使学生不仅能从整体上了解把控整个建筑的外观构造、建筑布局，还能了解各个构件的细部结构做法和构件间的连接情况。如果能进行多套图纸的识图练习，更有助于学生掌握快速、准确的识图能力。

2.2加强实践与理论的结合

在教学过程中，为了提高学生对工程实际的认识，可以开展室外课，通过组织学生对已经完工的典型建筑物如学校图书馆、宿舍、办公楼、教学楼等进行参观，对重要结构位置进行讲解，引导学生结合眼前实际工程，完成建筑物的图纸绘制工作;对于结构施工图中钢筋的具体排布方式，可以带领学生到学校结构实验室参观正在加工过程中的试验梁、试验柱、试验板，加深对受力钢筋、分布钢筋、箍筋的认识和钢筋的绑扎、布置方式，根据工程现场完成构件配筋图的绘制。通过上述反向教学的方式，更有助于提高学生对于结构施工图纸的理解能力。

2.3注重软件绘图质量及效率

上机课上向学生讲解图层的重要性，展示不同图层关闭和开启的效果，演示在某一图层内修改图线的方便，并在初次上机课上带领学生建立图层、绘图，让学生体验完整的绘图流程。上机课上直接向学生讲解各种绘图操作的快捷键命令，多次练习，形成习惯，提高绘图效率。

2.4优化考核方式

课程的教学效果，期末考核并不是唯一目的，也不应该是唯一的方式，尤其对于这样一门应用性极强的课程，在平时教学过程中应充分体现“重过程，轻考核”的理念。过程的把控体现在课堂和课下，课上在实际教学中，不定时地随堂考核，促进学生对知识点的掌握。课下布置相应的练习题，为了防止相互抄袭，每位同学的题目均不一样。最终期末考试采用理论知识闭卷考试加软件上机考试，每位学生需参加闭卷考试，并在规定的时间内需要完成相应的图形绘制，确保考试结果能反映出学生的真实水平。

3.结论

《土木工程识图与CAD制图》是一门专业基础课，更是一门工程启蒙课，该课程与后续专业课程的学习密不可分，同时也是学生步入社会后的从事土木工程先关工作的重要工具。如何保证课程的教学效果、满足社会发展对人才各方面的需求依然是高校教师需要不断研究和探讨的课题。作者在江苏省高校一流本科专业建设的背景下，为了满足区域经济社会发展培养高素质应用型人才的需要，通过自身教学过程中发现的问题剖析，分析了问题出现的原因，并提出了丰富教学手段和教学内容、加强实践与理论的结合、注重软件绘图质量及效率、优化考核方式等改革措施，目前上述措施已在作者所在学院实施开展，并取得了较好的效果，可为其他院校类似课程教学改革提供参考。

参考文献：

[1]李颖，文献民.土木工程制图课程教学新模式实践[J].课程教育研究，2020（19）：245.

[2]杨万理，王宁，王广俊.土木工程计算机绘图教学改革研究与实践[J].图学学报，2020（4）：319-324.

[3]刘焕春，于建新，赵宇.关于“土木工程制图”课程教学的认识与思考[J]. 黑龙江教育（高教研究与评估），2019（3）：46-48.

[4]闫长斌，时刚，张素磊等.“双一流”和“双万计划”背景下学科、专业、课程协同建设：动因、策略与路径[J].高等教育研究学报，2019，42（3）：35-43 .

[5]李建強，田雨泽，高华国等.“双一流”建设背景下土木工程制图课程教学改革与实践[J].中国冶金教育，2020（5）：53-61 .

作者简介：

赵园园（1988年-），女，河北石家庄人，硕士研究生，讲师，现任中国矿业大学徐海学院教师。