周 浩 陳 娟 孫 雯 徐朝勝 郭家穩(wěn)

（安徽科技學(xué)院<電氣與電子工程學(xué)院>，安徽 蚌埠 233090）

0 引言

建筑電氣CAD 課程是安徽科技學(xué)院針對(duì)社會(huì)發(fā)展需求及適應(yīng)新時(shí)期下的人才培養(yǎng)方案而對(duì)建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)設(shè)置的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程。建筑電氣CAD課程不同于電氣工程專(zhuān)業(yè)的CAD 課程。 電氣工程專(zhuān)業(yè)的CAD 課程主要以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件如AutoCAD 的繪圖命令為課程主要方向，達(dá)到可以使用AutoCAD 軟件繪制為目的，比如電氣主接線(xiàn)等[1]；而建筑電氣CAD 課程對(duì)設(shè)計(jì)軟件要求較高， 繪圖命令只是課程的基本要求， 最主要的目的是讓學(xué)生能夠使用AutoCAD 及相關(guān)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建筑電氣的設(shè)計(jì)和繪制。目前的培養(yǎng)方案主要都是針對(duì)AutoCAD軟件進(jìn)行授課，這已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代的發(fā)展[2]。隨著建筑物的體量越來(lái)越大， 普通二維CAD 繪圖無(wú)法滿(mǎn)足建筑物的本來(lái)需求，如復(fù)雜建筑物中不同的管線(xiàn)之間帶來(lái)的碰撞問(wèn)題在二維圖紙下很難避免，而且這個(gè)問(wèn)題越來(lái)越突出。 為解決上述問(wèn)題， 帶信息的三維技術(shù)——建筑信息模型（BIM）[3]發(fā)展起來(lái)，它可以應(yīng)用到設(shè)計(jì)、預(yù)算、管理等多方面。 目前，BIM 技術(shù)正日趨發(fā)展完善，其中Autodesk 公司的revit 軟件最為成熟，并且AutoCAD 軟件和Revit 軟件之間的圖紙能夠共享，這為二維模型到三維模型提供了橋梁，為建筑電氣專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)提供了新的解決方案[4]。 由此可見(jiàn)，建筑電氣CAD 的教學(xué)應(yīng)做到以學(xué)生為中心，與時(shí)代相接軌，基于此，本文提出了建筑電氣CAD 課程的教學(xué)改革。

前北京大學(xué)校長(zhǎng)林建華在2016 年高等教育論壇上指出：“我們的教育模式依然是以知識(shí)傳授為主要模式，學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造力沒(méi)有得到充分的激發(fā)”[5]。本課程的特點(diǎn)是對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力要求比較高， 課程教學(xué)應(yīng)以實(shí)踐教學(xué)為主， 學(xué)生學(xué)習(xí)完課程應(yīng)達(dá)到熟練操作AutoCAD 的要求。然而，目前部分學(xué)生沒(méi)有電腦，課下自己練習(xí)較少， 不能滿(mǎn)足理論教學(xué)加上機(jī)練習(xí)的需求，這也給課程教學(xué)帶來(lái)了困難，使課程教學(xué)已無(wú)法達(dá)到新形勢(shì)下的需求，因此課程教學(xué)改革迫在眉睫。

1 課程特點(diǎn)

安徽科技學(xué)院建筑電氣CAD 課程作為建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心專(zhuān)業(yè)課程，前期完成工程制圖及專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論等專(zhuān)業(yè)課程的修讀。 本課程教學(xué)涉及軟件和技術(shù)兩部分內(nèi)容，教學(xué)中應(yīng)體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)特色。 教師在學(xué)生掌握本軟件使用的基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生掌握建筑電氣設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、預(yù)算等不同崗位的技術(shù)，這是本課程教學(xué)的目的及要求。

2 課程改革的措施

安徽科技學(xué)院一直堅(jiān)持“以學(xué)生為中心，與時(shí)代相接軌”的教學(xué)理念，努力創(chuàng)辦高水平應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)。 為了達(dá)到此要求，本課程教學(xué)在授課安排、授課過(guò)程、授課內(nèi)容和考核形式等方面進(jìn)行了深入改革。

2.1 授課安排

首先是課時(shí)安排。 對(duì)于一門(mén)實(shí)踐性課程，教學(xué)應(yīng)結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行授課，課時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)際要求，在我校本課程課時(shí)為48 課時(shí)， 各高校根據(jù)自身情況，以40～48 課時(shí)為宜。另外，學(xué)校還需單獨(dú)設(shè)置實(shí)訓(xùn)或?qū)嵺`課程，針對(duì)以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)，這樣的課時(shí)安排并不多[6]。 其次是地點(diǎn)安排。 本課程是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，需要學(xué)生多動(dòng)手操作，因此在授課地點(diǎn)安排上，應(yīng)以上機(jī)課為主，或是直接在機(jī)房授課。 機(jī)房授課，可以保證學(xué)生隨時(shí)對(duì)繪圖命令或者繪圖方法進(jìn)行操作練習(xí)，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化，使學(xué)生比較容易掌握，授課效果會(huì)比一次上課一次上機(jī)好。 最后是學(xué)期安排。 高校對(duì)本課程開(kāi)課時(shí)間持有不同觀(guān)點(diǎn)，有的認(rèn)為CAD 是基礎(chǔ)課程，應(yīng)排在大二授課；有的認(rèn)為CAD 應(yīng)在專(zhuān)業(yè)課之后學(xué)習(xí)，否則學(xué)生不知道使用CAD 繪制什么內(nèi)容， 兩者觀(guān)點(diǎn)都不無(wú)道理。 我校將本課程安排在大二下學(xué)期學(xué)習(xí)，此時(shí)學(xué)生已學(xué)完計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，開(kāi)始接觸電學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。 雖然他們還沒(méi)有學(xué)習(xí)供配電、照明、消防與安防等建筑電氣的專(zhuān)業(yè)課課程， 但只要授課內(nèi)容循序漸進(jìn)，結(jié)合引導(dǎo)常見(jiàn)的工程項(xiàng)目， 并不影響學(xué)生CAD 的學(xué)習(xí)。 這在下文授課的內(nèi)容改革里中將作進(jìn)一步探討。

2.2 授課過(guò)程

授課方式有多種形式，包括講授法在內(nèi)的課堂討論法、演示法，等等，然而對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)的建筑電氣CAD 課程，僅采用單純的理論教學(xué)加上機(jī)練習(xí)已無(wú)法滿(mǎn)足授課需求，需要使用學(xué)生容易掌握的方法。

筆者在本課程授課過(guò)程中，以學(xué)生為中心，重視發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。 普通本科高校學(xué)生之間的自制力差距較大， 好多學(xué)生課余時(shí)間不愿主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師想要推行將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生這種完全的翻轉(zhuǎn)課堂模式很難。 因此筆者結(jié)合本課程特點(diǎn)，探索了半翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，即課前提出問(wèn)題讓學(xué)生思考，并要求其努力解決問(wèn)題，課堂上讓他們基于項(xiàng)目主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師則輔助指導(dǎo)。

課程全部在機(jī)房授課，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化。 課堂上教師的演示非常重要，教師在機(jī)房里授課能使學(xué)生易于掌握所學(xué)知識(shí)。 學(xué)生只有熟練掌握知識(shí)要點(diǎn)，才能進(jìn)一步學(xué)習(xí)如何使用設(shè)計(jì)軟件畫(huà)好電氣設(shè)計(jì)圖紙。 在課程前期階段，教師首先講解基本的繪圖和識(shí)圖方法，然后結(jié)合講解進(jìn)行演示，學(xué)生同時(shí)進(jìn)行操作練習(xí)，這與先在教室上課、再上機(jī)練習(xí)相比，會(huì)取得較好的效果。 在課程中后期階段，教師要以AutoCAD 技術(shù)為手段、以實(shí)際工程項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和協(xié)作精神， 即讓學(xué)生完成一整套圖紙的設(shè)計(jì)，在繪圖時(shí)掌握AutoCAD 軟件的使用，使學(xué)生基于項(xiàng)目主動(dòng)學(xué)習(xí)。 在項(xiàng)目教學(xué)中，教師課前留下問(wèn)題，課堂中學(xué)生解決問(wèn)題完成項(xiàng)目， 轉(zhuǎn)變課堂中的角色，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐獲得知識(shí)，實(shí)現(xiàn)半翻轉(zhuǎn)課堂授課，使學(xué)生知道如何將本軟件應(yīng)用于設(shè)計(jì)，同時(shí)學(xué)到繪圖的原則及基本標(biāo)準(zhǔn)，一舉兩得[7]。

目前建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)發(fā)展已步入比較成熟的階段，教育部建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)組織了全國(guó)性比賽，其中設(shè)置了建筑電氣設(shè)計(jì)單項(xiàng)獎(jiǎng)，在授課過(guò)程中，采用“以賽代練”的方法，結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽中的建筑電氣設(shè)計(jì)考試環(huán)節(jié)，進(jìn)行階段性測(cè)驗(yàn)，以達(dá)到鍛煉學(xué)生的目的，同時(shí)也為后期參加全國(guó)比賽打下基礎(chǔ)。

2.3 授課內(nèi)容

根據(jù)時(shí)代的發(fā)展，CAD 技術(shù)已經(jīng)日趨成熟， 尤其是目前高層建筑以及超高層建筑越來(lái)越多，大型商業(yè)建筑、展覽建筑和體育建筑更是日趨成為地方標(biāo)志性建筑，這些建筑物最大的特征就是體積大、面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 這對(duì)使用CAD 繪圖的設(shè)計(jì)人員提出了更高要求，出圖量巨大，一般需要多人協(xié)同配合[8]。 因此，這就非常容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)上的失誤， 從而引起經(jīng)濟(jì)損失。正是因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求越來(lái)越高， 同樣的技術(shù)也在進(jìn)步，BIM 技術(shù)隨之興起，并且越來(lái)越受到重視。

對(duì)于授課內(nèi)容，教師應(yīng)秉承著與時(shí)代相接軌的理念。 筆者認(rèn)為，CAD 課程的教學(xué)應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，將BIM 技術(shù)納入教學(xué)內(nèi)容中來(lái)。 BIM 技術(shù)的主導(dǎo)軟件為Autodesk 公司的 Revit 軟件，該軟件與 AutoCAD 軟件相互兼容，在繪圖方式方法上也與CAD 有相似之處，因此適當(dāng)增加BIM 的授課內(nèi)容是時(shí)代所需，也是可行的。有的高校將BIM 課程作為單獨(dú)的一門(mén)課，誠(chéng)然，這是可以的。 然而筆者認(rèn)為，目前建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)還不需要將此課程作為一門(mén)單獨(dú)的課程。 一方面，BIM 內(nèi)容有限，目前BIM 在電氣方面的應(yīng)用主要是管線(xiàn)綜合為主的協(xié)同設(shè)計(jì)， 達(dá)不到一門(mén)課程所需的要求；另一方面，BIM 還不能完全替代CAD 技術(shù)，工程上主要是利用BIM 進(jìn)行復(fù)雜項(xiàng)目的管線(xiàn)碰撞檢測(cè)，這是目前制約BIM 技術(shù)發(fā)展的主要方面。

讓學(xué)生在沒(méi)有接觸專(zhuān)業(yè)課的情況下掌握基本的電氣設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)任課教師的授課尤其是授課內(nèi)容提出了較高要求，如專(zhuān)業(yè)課中的供配電或者消防安防系統(tǒng)學(xué)生無(wú)法接受。 授課內(nèi)容方面，筆者認(rèn)為教師應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，推行的項(xiàng)目教學(xué)以學(xué)生生活中接觸到的諸如家庭住宅或者教室等比較熟悉的項(xiàng)目為例，讓學(xué)生設(shè)計(jì)基本的配電和系統(tǒng)圖， 在此基礎(chǔ)上結(jié)合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生既可以掌握CAD，又可以掌握電氣專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)。 當(dāng)然這樣尚缺乏系統(tǒng)性，在后續(xù)課程中，教師應(yīng)結(jié)合相關(guān)課程的課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等，再做進(jìn)一步系統(tǒng)實(shí)踐。

筆者認(rèn)為，教師在教學(xué)中應(yīng)以實(shí)際工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)，實(shí)際工程項(xiàng)目最好是已經(jīng)完成的工程項(xiàng)目或者是在施工中的工程項(xiàng)目，讓學(xué)生去施工現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，將理論聯(lián)系實(shí)際，做到設(shè)計(jì)有理有據(jù)。 而目前更多的教學(xué)卻是憑空想象繪制圖紙，給學(xué)生帶來(lái)較大困難。

2.4 考核形式

本課程考核應(yīng)能考察教學(xué)的全過(guò)程，卷面考試和上機(jī)考試的形式顯然都無(wú)法全面體現(xiàn)學(xué)生的水平。 筆者認(rèn)為教師可以采用期末答辯的形式進(jìn)行測(cè)試，以教學(xué)過(guò)程中所繪制的項(xiàng)目圖紙為基礎(chǔ)， 讓學(xué)生答辯，展現(xiàn)學(xué)生在整個(gè)學(xué)期中的學(xué)習(xí)成果，進(jìn)而了解學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況。

2.5 取得成果

在建筑電氣CAD 課程的教學(xué)中， 安徽科技學(xué)院堅(jiān)持“以學(xué)生為中心、與時(shí)代相接軌”的思路，堅(jiān)持以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才為目標(biāo)， 在建筑電氣CAD 課程的教學(xué)改革方面取得了一定成績(jī)。 學(xué)院在近兩年參加了由教育部建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)主辦的“亞龍杯”全國(guó)大學(xué)生智能建筑工程實(shí)踐技能競(jìng)賽中取得建筑電氣設(shè)計(jì)單項(xiàng)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)， 在參賽的全國(guó)40 余所本科高校中成績(jī)名列前茅。

3 結(jié)語(yǔ)

安徽科技學(xué)院的CAD 課程改革， 提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)而提高了教學(xué)效果，真正做到了授課過(guò)程中以學(xué)生為中心，授課內(nèi)容上與時(shí)代相接軌，讓學(xué)生既學(xué)到基礎(chǔ)知識(shí)，又學(xué)到拓展的知識(shí)，培養(yǎng)了具有創(chuàng)新精神的高水平應(yīng)用技術(shù)型人才。