鈕 鵬, 王曉初, 周 樂, 張莉莉(沈陽大學 a. 建筑工程學院, b. 污染環(huán)境治理與區(qū)域生態(tài)安全重點實驗室, 遼寧 沈陽 110044)

地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展背景下基于任務驅(qū)動模式的CAD教學改革
——以沈陽大學“工程制圖與CAD”課程為例

鈕 鵬a,b, 王曉初a,b, 周 樂a,b, 張莉莉a,b
(沈陽大學 a. 建筑工程學院, b. 污染環(huán)境治理與區(qū)域生態(tài)安全重點實驗室, 遼寧 沈陽 110044)

分析了“工程制圖與CAD”課程的教學性質(zhì)及教學中存在的問題,結合當前地方高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展對教學的新要求,提出了該課程教學的一系列改革措施?；谌蝿镇?qū)動模式的CAD教學方法的改進,對工業(yè)與民用建筑、道路交通及給排水等專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)提供了理論基礎研究。

工程制圖與CAD; 轉(zhuǎn)型發(fā)展; 應用型; 任務驅(qū)動

建筑CAD是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,融合了土木工程專業(yè)知識和計算機應用的特有屬性,本門課程旨在培養(yǎng)工科學生運用計算機表達專業(yè)工程圖樣的能力。目前,社會各個行業(yè)對CAD繪圖技術人才的需求愈加強烈,不但要求有精湛熟練的繪圖技術,還要有一定的設計理念。為了適應社會發(fā)展的需求,大多數(shù)國內(nèi)高校均開設了CAD相關教學課程。在地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下,隨著CAD教學改革的逐步推進,一系列教學質(zhì)量問題也隨之而來。本文就“工程制圖與CAD”課程,討論在實際教授過程中所運用的授課技巧及教學方法等問題提出建議和意見。

一、“工程制圖與CAD”課程的教學現(xiàn)狀

通過教授“工程制圖與CAD”課程的多年經(jīng)驗,結合多名學生在實踐教學環(huán)節(jié)對繪圖軟件的應用情況追蹤觀察,總結和歸納,研究和分析得出該課程目前教學的現(xiàn)狀。

1. 內(nèi)容多,課時缺,實踐少

由于教學計劃的限制,沈陽大學建筑工程學院土木工程系和鐵路與渡河工程系的“工程制圖與CAD”授課學時由原來的40學時均削減為36學時,相對講授學時減少,其中16學時的上機實踐課保持不變,授課內(nèi)容也保持不變。由于授課對象為低年級學生,在沒有多少專業(yè)知識支撐情況下,學生畫完卻不知其意,構件認識不全,談工程制圖標準就更不盡人意,融入難記不住不說,教學效果也不是很理想[1]。

同樣教師在課堂上講授的內(nèi)容和介紹相關專業(yè)知識的信息量就有所增加。沒有專業(yè)知識的輔助,只會畫圖技術,這僅僅達到了描圖員的水平,而不是我們本科院校所要達到的培養(yǎng)目標。

2. 課堂互動性不積極

將教學中以教師為中心的模式轉(zhuǎn)換到以學生自主學習為中心的模式,雖形式新穎,但學生課程繁多,學生習慣了傳統(tǒng)式的填鴨教學方式,課上理解命令的時間有限,且內(nèi)容掌握程度不一。絕大多數(shù)學生不能及時學習和討論課后布置的作業(yè),團隊協(xié)作交流差,造成課上課下不積極狀態(tài)。

3. 教材良莠不齊

市面上的教材多種多樣,大多CAD相關教材是以計算機操作類形式或偏向于機械類出版。針對建筑類的CAD教材,在內(nèi)容上也良莠不齊,相差懸殊。只為了出書而出書的教材,在內(nèi)容上沒有針對性,因此在教材的選擇上,應挑選側重于理論與實際工程相結合的教材。

4. 軟件版本更新?lián)Q代升級快

目前各個高校大多采用美國Autodesk公司開發(fā)的Auto CAD軟件作為授課用軟件,該軟件自發(fā)布以來,每幾年就發(fā)布新的版本。新版本在既有軟件的基礎上不斷完善特有功能,并強化其他功能且工作界面改動較大。對于課程教學來說,選擇一個較為成熟,功能相對完善的版本是有必要的。沈陽大學建筑工程學院目前采用的是2008版本和2010版本,這兩個版本所呈現(xiàn)的界面完全不同。但是對于初學者來說,這兩種界面均容易識別和接受,適合教學和練習使用。

5. 出圖打印效果不好

在學生中普遍存在“會畫圖,不會打印”的現(xiàn)象。校內(nèi)的私人打印社在打印紙張的質(zhì)量和尺寸上不過關,導致打印效果不佳。學生在打印時,借助打印社工作人員的幫助,未能真正的實現(xiàn)自己動手操作,實際領會打印的目的。

6. 課程設計時間周期短

學院開設相關課程設計共計兩周時間,繪圖設計內(nèi)容是在以往畢業(yè)生的設計圖中選取兩張給每位學生,其中包括一張建筑圖和一張結構圖。由于畢業(yè)生的圖紙質(zhì)量高低不一,且尺寸標注不詳,給學生的CAD課程設計帶來不小的障礙。且設計周期短而集中,課程設計結束后未過半年,學生對CAD的操作命令就會忘記大半。

二、教學改革措施

在地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展、校企合作辦學的新模式下,積極有效的推進教學改革是盤活一門課程,上好一門課程的必經(jīng)之路。針對教學上存在的一系列問題,應從以下幾個方面入手進行教學改革。

1. 增加實踐環(huán)節(jié)

通過跟蹤和調(diào)研很多即將畢業(yè)和已經(jīng)畢業(yè)的學生,反饋最多的就是“課上聽懂,課下會練,考試會考,課設能畫,畢業(yè)設計后才學會”。這是因為在幾年的專業(yè)課學習中,真正的理解了所繪制圖紙中各種線條,索引的含義,對CAD的基本命令怎么用,用什么技巧,遇見問題如何換個思路來表達有了更為深刻的理解和認識。而不是將目光僅局限在幾條上課工具欄上,且對實際工程的設計方法和理念增加了好奇感、挑戰(zhàn)欲和創(chuàng)新意識。

在畢業(yè)設計中,由于必須反復使用CAD的各種基本命令,學生們對CAD的理解程度也加深了印象。一套設計圖紙做完后,一些基本命令可脫口而出,對快捷鍵的技法使用也會有所提高和熟練。因此有必要增加上機時間環(huán)節(jié),讓學生在不同的課程設計中充分的利用CAD軟件,反復使用。實踐環(huán)節(jié)分階段邀請企業(yè)技術人員來校指導。在學生的識圖階段初期,企業(yè)人員進行輔導,拋磚引玉,擴展視野;在課程設計過程中,企業(yè)人員進行講圖,理論聯(lián)系實際,傳授制圖技巧;在課程設計結束后企業(yè)人員進行審圖、評圖、打分,展現(xiàn)真實工程的制圖標準的重要性。

2. 分學年教學

進行CAD課程改革旨在提高學生對CAD教學的興趣,增強學生應用CAD軟件的實踐能力。為了保證學生將CAD真正作為一種工具來運用,而不是從心里去抗拒。教師應打破低學年授課傳統(tǒng)模式,若分學年教學,將一門課程按照學年分學時分級別來教學,會使學生對CAD的學習重新認識并重視起來。隨著專業(yè)課的介入,對CAD的運用也會更加熟練。與企業(yè)人員商討制定適合于企業(yè)發(fā)展所求人才應掌握技術技能的教學大綱。

3. 結合實際典型工程案例自編教材

圍繞培養(yǎng)創(chuàng)新型和應用型人才的目標,學校與企業(yè)之間的合作越來越緊密,利用校企合作的契機,從企業(yè)引入真實的生產(chǎn)項目來進行項目教學。為轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要,沈陽大學建筑工程學院土木工程系與中辰鋼結構工程有限公司成立了“中辰鋼構班”。這家企業(yè)已成為沈陽大學建筑工程學院的生產(chǎn)實習和參觀實習的基地,使學生畢業(yè)設計實習單位固定下來,校企之間建立了良好的關系,將企業(yè)的產(chǎn)品引入CAD實踐教學環(huán)節(jié),可以加強學校與企業(yè)的互動,使得學生對實際產(chǎn)品從設計到生產(chǎn)整個過程都有深入的認識,參與到該類案例的學習,同樣可以增加學生的就業(yè)渠道。工程實例教學法能使學生在CAD教學中主動去思考,深刻地掌握各個知識點,保證學生有足夠的上機時間,切實地提高學生在CAD操作中的實踐技能[2]。因此,也應抓住有利的大好時機編寫適合少學時土木相關繪圖書籍,引入當前企業(yè)所涉獵的典型工程實例,廣泛有效地打開教師和學生的思路和眼界。除了工程實例,教材還需要融合相關專業(yè)知識和計算機知識兩方面的內(nèi)容。

4. 任務驅(qū)動教學

CAD課程的最終目的是完成圖形的繪制,再簡單不過的圖形,也需要綜合運用繪圖、編輯、修改、圖層管理、尺寸標注等最基本的繪圖命令。因此CAD教學不能像其他基礎課一樣照本宣科,知識點相對獨立。CAD繪圖需要把之前學過的命令穿成串,只用一兩個命令是畫不完全圖的,很多輔助命令用的次數(shù)比較頻繁。所以需要教師在布置每次任務的時候,要有機地把這些知識進行重新組織,再通過生動有趣的任務進行展示,不僅讓學生們每次頻繁的運用之前學過的命令,又能激發(fā)學生的學習興趣和成就感,形成一個良性循環(huán)?？梢?CAD作為一門學習操作類知識與技能的課程,非常適合采用“任務驅(qū)動式”的教學方式[3]。

在理論教學階段結合工程案例進行講解,使學生除了掌握一些基本概念之外,對于工程項目的實際設計流程有一定的認識和理解,并且給學生分組布置不同層次的項目任務[4]。

5. 定期舉辦校企合作制圖大賽

在校企合作辦學的新形勢下,有效的利用企業(yè)資源,定期邀請經(jīng)驗豐富的企業(yè)人員前來授課指導,講述實際工程案例。教師與企業(yè)設計人員相互交流,相互學習,共同探討。逐步有序地建立一套完備的校企制圖大賽題目以及評分標準。定期舉辦校企合作CAD繪圖大賽,從企業(yè)指導贊助模式跨越成為聯(lián)合企業(yè)人員與在校學生共同進行制圖比賽模式,激發(fā)學生學習CAD的熱情,增加見識,在比賽中學習,在學習中競爭。從比賽中還可挑選學生加入到企業(yè)的實例項目中,既可為企業(yè)提供后備人才,又可為學生提供一次次真槍實彈學習的機會。

三、考評機制

以項目為指引,以任務為驅(qū)動的教學方法,對學生綜合能力和學習興趣的提高起著重要的作用[5]。新的教學方式以學生為主體,強調(diào)學生在CAD課中的主導作用,突出學生在教與學中的重要性。轉(zhuǎn)變教學方式,進行引導式的教學,把學生被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃油瓿?以往的考核是以上機考試為主,新的教學方式要求有新的考核方式。

1. 分數(shù)構成形式

教學過程中只提出學生完成項目時應達到的要求,讓每組學生代表在講臺前匯報演示項目進展情況,教師對其進行點評總結,提出不足與改進意見。考核方式的改變,除了上機考試外,平時的練習和作業(yè)以及項目的完成情況都要按照百分比進行組合給分。若表現(xiàn)突出,或者獲得相關課程的比賽獲獎,可以給予額外的加分鼓勵。若有學生參與企業(yè)實際工程圖紙的繪制,可按成果進行適當加分。

2. 提高課程設計及畢業(yè)設計難度

土木工程系學生的課程設計有很多,比如房屋建筑學設計、鋼結構設計等,這些設計普遍是以二維設計為主,今后可以將部分題目采用CAD三維設計為主,使學生在完成課程設計的過程中掌握CAD設計流程,引導學生自主深入學習三維設計軟件,便于更好地與企業(yè)接軌[6]。根據(jù)目前流行且市場大環(huán)境要求所需產(chǎn)品模式,以CAD為主的軟件教學還應輔以其他軟件教學進行擴展,例如天正、BIM軟件等,使平面的產(chǎn)品變成更為豐富的立體模式。

3. 課程考核過程化、分層化、考評化

課程的過程化就是采用過程考核與結果考核相加。過程考核包括30%的平時考勤成績、課上表現(xiàn)。課程結束后,采用結果考核,即70%的上機考試成績、每個任務的考核成績。按照分學年教學情況,可將最終成績平均,即得最終成績[5]。

針對布置的任務內(nèi)容,難易程度進行分類分層,掌握程度不同的學生獲得的任務不盡相同。每個任務均有基礎題和拔高題。任務按照難度給分,學生可根據(jù)自身接受能力自行選擇任務。每個任務的評價兼顧到繪圖的質(zhì)量和速度,有效激發(fā)學生的競爭意識。

4. 建立設施完備的打印制度

充分利用實驗室的條件,在每次出圖時保證學生有2次以上的打印機會,使他們切身體會打印方法。當圖面出現(xiàn)不同打印比例時,不至于打廢、打錯情況的出現(xiàn)。出圖正確且一次性獨立完成者,在期末考評中可獲得附加分數(shù)。對于剛出校門,進入設計院的學生來講,學會打印才是真正掌握了CAD制圖軟件。

四、結 語

傳統(tǒng)的CAD教學中,學生學習的最終目的就是考試,缺乏動力和后續(xù)支持。

在地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的契機下,新興的校企合作辦學模式,有利于我們嘗試新的方法,新的手段。利用任務驅(qū)動教學法,打破傳統(tǒng)教學模式,以學生為主體,教師為引導,把學習的主動權還給學生,讓學生在做任務的過程中,獲得知識點的學習,提高學習興趣和教學質(zhì)量,通過大量的實例操作來全面提高學生的專業(yè)繪圖素養(yǎng),使學生畢業(yè)后能在實踐中熟練使用CAD進行專業(yè)繪圖操作。

[1] 鈕鵬,王曉初,楊春峰. “工程制圖與CAD”課程教學改革與實踐[J]. 沈陽大學學報(社會科學版), 2014,16(1):77-79.

[2] 王立峰,劉龍,蘇余昌. 工程實例教學法在CAD教學中的應用[J]. 黑龍江交通科技, 2013(10):194-196.

[3] 吳天鳳. 基于“任務驅(qū)動”的CAD教學方法探討[J]. 安徽理工大學學報(社會科學版), 2013,15(3):105-108.

[4] 康瑜. 基于工程案例的CAD/CAM項目教學研究[J]. 中國教育技術裝備, 2015(22):163-164.

[5] 盧彬,黃曉萍. 任務驅(qū)動教學法在高職高專CAD課程中的研究與實踐[J]. 江蘇科技信息, 2016(5):51-52.

[6] 王曉初,楊金永,李慧翔. 建筑結構CAD技術應用問題探討[J]. 沈陽大學學報, 2000,12(4):80-82.

【責任編輯 李 威】

CAD Teaching Reform Based on Task Driven Mode in Transformation and Development of Local Colleges and Universities: Taking “Engineering Drawing and CAD” Course in Shenyang University as an Example

NiuPenga,b,WangXiaochua,b,ZhouLea,b,ZhangLilia,b

(a. School of Architecture and Civil Engineering, b. Pollution Environmental Governance and Key Laboratory of Regional Ecological Security, Shenyang 110044, China)

In view of the present situation of “Engineering Drawing and CAD” course, a series of reform measures in the course are put forward, combined with the new requirement on teaching by the transformation and development of local colleges and universities. It has a very important practical significance for the task driven mode to improve the teaching effect of CAD, and it provides a theoretical basis of the study for cultivation of civil engineering, bridge and other professional applied talents.

Engineering Drawing and CAD; transition and development; application-oriented; task-driven

2016-10-01

沈陽大學校級重點教學改革項目(20141208); 遼寧省高等學校本科教育教學改革研究項目(LPRP20140670)。

鈕 鵬(1979-),女,遼寧撫順人,沈陽大學副教授,博士,碩士研究生導師; 王曉初(1967-),男,山東諸城人,沈陽大學教授,博士,博士研究生導師; 周 樂(1978-),女,遼寧營口人,沈陽大學教授,博士,碩士研究生導師。

2095-5464(2017)01-0005-04

TP 391.7

A