基于CAD三維設(shè)計(jì)的土建類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)探索及實(shí)踐

呂建根

【摘要】通過分析地方性本科院校土木工程專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）教學(xué)中存在的問題，針對(duì)創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，提出了基于CAD三維輔助設(shè)計(jì)背景下的創(chuàng)新能力培養(yǎng)教學(xué)模式，以建筑三維設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，從更新教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)方式等方面入手，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力，以適用大眾創(chuàng)新、萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè)的社會(huì)需求。

【關(guān)鍵詞】土建類 CAD三維設(shè)計(jì) 創(chuàng)新型人才

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）10-0044-02

工程制圖課程是土建類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，不少學(xué)者對(duì)如何提高工程制圖課程的教學(xué)效果進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究[1-3]。工程圖被稱為技術(shù)人員的“工程語(yǔ)言”，一方面建筑物的設(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)意圖需要通過設(shè)計(jì)人員用工程圖來表達(dá)，另一方面，施工人員需要通過閱讀設(shè)計(jì)圖紙來準(zhǔn)確理解設(shè)計(jì)意圖、結(jié)構(gòu)造型及具體細(xì)節(jié)構(gòu)造等，對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，需要具有更多的創(chuàng)新能力，對(duì)施工人員來說，則需要具備更多的應(yīng)用能力，因此，如何通過工程制圖課程提高學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力，對(duì)土建類專業(yè)的人才培養(yǎng)至關(guān)重要。

一、工程制圖傳統(tǒng)教學(xué)培養(yǎng)存在的弊端

傳統(tǒng)的工程制圖課程是從點(diǎn)、線、面等二維投影開始，由于學(xué)生對(duì)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物缺乏直觀的印象，由二維平面圖形構(gòu)筑成三維圖形非常困難，難以在頭腦中建立清晰的空間概念，增加了學(xué)習(xí)的難度，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。但是，在實(shí)際工程中，工程設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行概念設(shè)計(jì)、構(gòu)思，形成較為清晰的空間概念后，再通過二維圖形將設(shè)計(jì)意圖完整表達(dá)出來，有經(jīng)驗(yàn)的工程施工人員需要仔細(xì)閱讀二維圖紙，準(zhǔn)確理解設(shè)計(jì)意圖后，最后才能建造出符合要求的三維實(shí)體，上述過程表明，設(shè)計(jì)人員的工作是一個(gè)創(chuàng)新的過程，更適合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，因此，從提高學(xué)生興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新能力兩方面說明，亟需對(duì)工程制圖課程的教學(xué)模式進(jìn)行較為系統(tǒng)的改革，以滿足“雙創(chuàng)”的社會(huì)需求。

二、CAD制圖課程教學(xué)模式的改革

近年來，隨著計(jì)算機(jī)硬件及CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，使得工程制圖“立體式”教學(xué)成為可能，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，我校的《畫法幾何與CAD制圖》課程從以下三個(gè)方面進(jìn)行了改革：

教學(xué)內(nèi)容的改革方面，認(rèn)真梳理、重新構(gòu)建了Auto CAD 的教學(xué)內(nèi)容，刪除與工程實(shí)際聯(lián)系不夠緊密的內(nèi)容，對(duì)于畫法幾何圖解法及投影理論部分，以土建類專業(yè)學(xué)生適用、夠用為原則進(jìn)行精簡(jiǎn)，減少機(jī)械類的教學(xué)例子，增加建筑工程中一些較復(fù)雜的細(xì)部構(gòu)造實(shí)例，強(qiáng)化AutoCAD三維繪圖的教學(xué)內(nèi)容，增加三維繪圖的學(xué)時(shí)。實(shí)行畫法幾何與三維繪圖并重，同時(shí)滿足了少學(xué)時(shí)的要求。

改革工程制圖課程的教學(xué)手段、教學(xué)方法，學(xué)校教學(xué)條件的不斷改善，為教學(xué)改革提供了保障，廣泛采用三維設(shè)計(jì)等立體化的教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)圖、聲、像并茂的CAI教學(xué)課件，利用VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)模擬工程環(huán)境；鼓勵(lì)教師采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，在教學(xué)過程中，教師主要扮演組織者、引導(dǎo)者的角色，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，把教學(xué)重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生的思維過程、思維方法上，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力。教學(xué)手段、教學(xué)方法的改革一直是高等教育改革的難點(diǎn)，我校以二級(jí)學(xué)院分配制度改革為契機(jī)，建立教師績(jī)效與教學(xué)效果正相關(guān)的分配制度，取得了良好改革效果。

以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為目標(biāo)，改革Auto CAD 實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容、形式，對(duì)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容作較大的改革，傳統(tǒng)的這些制圖大作業(yè)與工程實(shí)踐關(guān)聯(lián)度不高，改變學(xué)生課后簡(jiǎn)單地做大作業(yè)的實(shí)踐教學(xué)方式， 將學(xué)生的CAD實(shí)踐聯(lián)系與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、工程實(shí)際聯(lián)系起來，學(xué)生以項(xiàng)目組的形式，以制作完成CAD三維建筑模型為目標(biāo)，既訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)新思維、動(dòng)手能力，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，綜合培養(yǎng)效果明顯。

三、教學(xué)改革的應(yīng)用與實(shí)踐

以華南地區(qū)某高校為例，自2013年以來，在“畫法幾何與CAD制圖”課程中推廣基于三維設(shè)計(jì)的融入式教學(xué)模式，在CAD技能考證方面取得了良好的效果，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、提高了創(chuàng)新能力。越來越多的學(xué)生報(bào)考教育部的計(jì)算機(jī)CAD等級(jí)技能考試，獲得二維制圖師、三維數(shù)字建模師等級(jí)證書的人數(shù)由2013年的42人增加到2015年的200多人，獲得三維數(shù)字建模師等級(jí)證書人數(shù)快速增長(zhǎng)。

近三年來，該校土建類學(xué)生在粵港澳高?！皬V夏杯”、深圳大學(xué)“海岸杯”、廣東工業(yè)大學(xué)“創(chuàng)意魯班節(jié)”等校外競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)20余項(xiàng)，省級(jí)以上獲獎(jiǎng)人次超過60人，連續(xù)三屆“筑夢(mèng)飛”五類競(jìng)賽項(xiàng)目，土建類學(xué)生獲獎(jiǎng)100余項(xiàng)，大約500多人次參與競(jìng)賽項(xiàng)目，參與創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的學(xué)生人數(shù)大約占土建類學(xué)生總數(shù)的60%，學(xué)生發(fā)表論文5篇，以學(xué)生為第一申請(qǐng)人獲得實(shí)用新型專利多項(xiàng)，申請(qǐng)發(fā)明專利多項(xiàng)。

通過面向CAD三維設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、手段及教學(xué)模式改革，提高了學(xué)生的專業(yè)興趣，將過去枯燥的投影平面學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為立體學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的抽象、形象思維及視覺感官，在學(xué)習(xí)“畫法幾何與CAD制圖”課程的同時(shí)，也增強(qiáng)了專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，在進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，為將來走上工作崗位，盡快適用工作角色打下良好的基礎(chǔ)，這一教學(xué)模式既符合地方本科院校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，也可達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神及提升創(chuàng)新能力的社會(huì)需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)正處在大眾創(chuàng)新、萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè)的歷史時(shí)期，社會(huì)對(duì)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的人才具有強(qiáng)大的市場(chǎng)需求，高等學(xué)校作為培養(yǎng)人才的主戰(zhàn)場(chǎng)，應(yīng)主動(dòng)適應(yīng)這一社會(huì)需求，積極優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，修訂人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)具有指導(dǎo)創(chuàng)新能力的師資隊(duì)伍，各個(gè)專業(yè)應(yīng)重構(gòu)課程體系、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，在每門課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及教學(xué)模式等方面融入能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提升創(chuàng)新能力的元素，本次“畫法幾何與CAD制圖”課程基于三維設(shè)計(jì)的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)模式改革初步實(shí)踐，對(duì)其他課程的教學(xué)模式改革具有借鑒作用。

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