建筑CAD課程中運用支架式教學法的效果分析

韓智凡

(廣東理工學院建筑工程系，廣東肇慶 526100)

建筑CAD課程中運用支架式教學法的效果分析

韓智凡

(廣東理工學院建筑工程系，廣東肇慶 526100)

建筑CAD課程是土建類專業(yè)學生一門重要的專業(yè)課，課程綜合性高且緊密聯(lián)系工程實際。傳統(tǒng)的教學方法很難建立完整的知識框架，學生只是被動地接受知識。將支架式教學法運用在建筑CAD課程中,彌補了傳統(tǒng)教學方法的不足。通過教學實驗的驗證表明，采用支架式教學法的實驗班級教學效果明顯優(yōu)于采用傳統(tǒng)教學法的對照班級。運用支架式教學法幫助學生建立起概念框架，激發(fā)了學生學習的主動性，培養(yǎng)了學生自主學習各種軟件的能力。

建筑CAD；支架式教學法；教學實驗

建筑CAD課程是土建類專業(yè)學生的必修課，綜合性高且實踐性強。學習建筑CAD課程要求學生在具備建筑識圖和制圖能力的基礎上，運用CAD軟件結合相應的制圖規(guī)范，繪制出符合施工要求的建筑施工圖。本課程的教學需緊密結合相應的專業(yè)知識，并貼近工程實際，具有綜合性高、涉及面廣和實踐性強等特點?；谝陨咸攸c，在建筑CAD課程的教學中采用傳統(tǒng)的教學方式是不合適的。本課程的教學過程中應充分激發(fā)學生自主學習的積極性，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。近年來，許多擔任建筑CAD課程教學的教師也在不斷探索和嘗試新的教學方法，如實例教學法、任務驅動法等，取得了較好的教學效果，但無法幫助學生建立有效的知識框架，致使學生自主學習能力得不到有效提高。

筆者在從事建筑CAD課程教學和競賽輔導的四年中，不斷地總結和反思，認為運用支架式教學法，可以促使教師認知到學生的“最近發(fā)展區(qū)”，為學生搭起學習框架，引導學生進入學習情境，從而有效地激發(fā)學生自主學習的意識，在已搭好的學習框架內高效地自主學習。

1 教學實驗

筆者以支架式教學法為理論基礎，以廣東理工學院建筑工程系建筑工程技術專業(yè)的學生為研究對象，設計建筑CAD課程的教學實驗，探索在建筑CAD課程中運用支架式教學法的教學效果。

1.1 實驗設計

把2016-2017學年第一學期的建筑CAD課程分為兩個部分,第一部分為二維與三維基本圖形的繪制與編輯；第二部分為建筑施工圖的繪制。選取建筑工程技術1班和2班分別作為實驗班級和對照班級。實驗班級和對照班級在課程第一部分的教學方法和教學內容是完全一致的，第一部分課程結束后對兩個班級進行階段考。在課程的第二部分設計了支架式教學法的教學實驗，對照班級按照教程編排的內容按部就班地進行教學。實驗班級運用支架式教學法進行教學，教學的概念框架按建筑施工圖的繪制順序分為六大模塊：圖紙目錄和圖框及建筑設計總說明繪制、建筑平面圖繪制、建筑剖面圖繪制、建筑詳圖繪制、出圖、打印。每一個模塊學習開始前通過學生的“最近發(fā)展區(qū)”搭設該模塊的“腳手架”；通過新的繪圖技巧與繪圖方法激發(fā)學生的興趣，帶領學生進入情景；通過布置相應的任務讓學生獨立探索；在完成相應任務過程中，學生分成若干小組進行分組對抗，促進各個小組間成員的協(xié)作學習；學生上交成果后及時進行效果評價，在評價中使學生認識到不足并改進，同時幫助學生建立起已學知識與下一學習模塊間的“最近發(fā)展區(qū)”，為下一模塊的“腳手架”搭設作充分準備。實驗班級在六個模塊的教學中不斷地循環(huán)使用支架式教學法五大步驟：搭“腳手架”、進入情景、獨立探索、協(xié)作學習、效果評價，如圖1所示。課程第二部分結束后，進行期末測試，學期結束后對兩個班級進行問卷調查和師生座談。

圖1 支架式教學法五大步驟循環(huán)使用過程

1.2 實驗結果分析

1.2.1 對前測成績的統(tǒng)計分析

課程第一部分的教學目的是使學生了解CAD軟件的操作，并掌握繪制基本圖形的能力。在第一部分教學結束后進行階段考，即對實驗班級和對照班級進行前測，考試時長為90分鐘，以此了解并掌握兩個班級學生在實驗開始前對CAD軟件的操作能力。階段考結束后對兩個班級的成績和繪圖完成時間作了統(tǒng)計分析(表1、表2、表3)。

表1 階段考成績分組統(tǒng)計量

表2 階段考成績獨立樣本檢驗

表3 階段考完成時間統(tǒng)計

運用SPSS軟件，分組變量為班級，檢驗變量為階段考成績，進行獨立樣本t檢驗(表1和表2)。由表1可知，實驗班級和對照班級在階段考中，成績的平均分和標準差較為接近，對照班級的平均分略高于實驗班級，實驗班級成績標準差略高于對照班級。由表2可知，方差方程的Levene檢驗中Sig=0.961>0.05，假設方差齊，且均值方程的t檢驗中，Sig=0.744>0.05，說明兩個班級階段考成績差異不顯著。通過學生考試文件的提交時間，統(tǒng)計兩個班級學生完成考試內容用時情況(表3)，可知兩個班級學生階段考完成時間集中在70～80分鐘，兩個班級學生總體的繪圖速度基本相同。以上統(tǒng)計數據足以說明，通過第一部分的學習，實驗班級和對照班級在實驗開始前對CAD軟件的操作能力基本相當。

1.2.2 對后測成績的統(tǒng)計分析

對建筑CAD課程的第二部分進行了教學實驗，兩個班級采用了不同的教學方法：實驗班級采用支架式教學法，對照班級采用傳統(tǒng)教學方法。第二部分教學結束后進行了期末考試，考試時長為120分鐘，即對實驗班級和對照班級進行后測，分析支架式教學運用于建筑CAD的成效。期末考的綜合性和難度均大于階段考，期末考結束后對兩個班級的成績和繪圖完成時間作了統(tǒng)計分析(表4、表5、表6)。

表4 期末考成績分組統(tǒng)計量

表5 期末考成績獨立樣本檢驗

表6 期末考完成時間統(tǒng)計

運用SPSS軟件，分組變量為班級，檢驗變量為期末考成績，進行獨立樣本t檢驗，結果顯示于表4和表5。由表4可知，實驗班級的期末考平均分比對照班級高出10分，實驗班級標準差較階段考有所減小，而對照班級標準差比階段考增大。由表5可知，方差方程的Levene檢驗中，Sig=0.246>0.05，假設方差齊，且均值方程的t檢驗中，Sig=0.040<0.05，說明兩個班級期末考成績差異顯著。通過學生考試文件的提交時間，統(tǒng)計兩個班級學生完成期末考試內容用時情況(表6)，可知實驗班級學生期末考試完成時間主要集中在90～100分鐘和100～110分鐘,而對照班級學生主要集中在110～120分鐘完成，實驗班級學生的繪圖速度明顯快于對照班級。以上統(tǒng)計數據足以說明，通過第二部分的學習后，實驗班級和對照班級在建筑施工圖繪圖能力上存在顯著差異，實驗班級的學習效果明顯優(yōu)于對照班級。

1.3 課程結束后的調查分析

在課程結束后，通過調查問卷和師生座談的形式對兩個班級學生一學期來學習建筑CAD的情況進行調查統(tǒng)計,以此來分析兩個班級學生課內外自主學習的能力、課后主動練習的時間以及期末考試成績出現(xiàn)顯著差異的原因。調查統(tǒng)計結果如下：

實驗班級100%的學生在個人電腦里安裝了AutoCAD軟件和天正建筑軟件，而對照班級有5名學生未安裝AutoCAD軟件，并且這5名學生的期末成績都排名班級后15%。實驗班級有65.2%的學生每周練習CAD制圖時間在5小時以上，而這一數據在對照班級里只有14.9%，并且對照班級里有8名學生課后完全不練習CAD制圖。實驗班級有76.1%的學生課后主動學習制圖規(guī)范和圖集，并用于相關專業(yè)課程的學習中，而對照班級中只有12.7%的學生主動學習制圖規(guī)范和圖集。以上三組數據說明實驗班級的課后自主學習能力明顯優(yōu)于對照班級。

通過師生座談得知，實驗班級學生課后自主學習熱情高的主要原因在于通過課上建立起的概念框架，加上課后自己的探索和同學間的相互探討就可以輕松地完成課后練習，同時能熟悉已學繪圖知識和操作技巧，避免在下一次課程中分組對抗時因繪圖時間慢而拖累整組成績。對照班級課后自主學習熱情不高的主要原因在于學生課后按書上知識點復習時，要花比較久的時間才能讀懂一個命令的使用過程，在課程進入較難的章節(jié)時往往放棄了課后自主練習，完全依靠教師在課上的講解完成課堂任務，對很多制圖的方法只知其然而不知其所以然。正因如此，在期末考中，對照班級的學生在沒有教師引導的前提下繪制完全陌生的建筑施工圖，出現(xiàn)了大范圍的學生畫圖效率低、易出錯的情況。而實驗班級的大部分學生在期末考中能有一個清晰的概念框架，清晰繪圖步驟和繪圖順序，能夠結合規(guī)范完成建筑施工圖的繪制。

2 實驗結論

經過一學期在建筑CAD課程中運用支架式教學法的教學實驗，通過對學生考試成績以及平常學習情況和學習效果的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)支架式教學法對建筑CAD課程中的“教”與“學”都有促進作用，使學生成為課堂中和課堂后學習的主體，教師成為知識框架的搭建者和引導者，做到了教學走在發(fā)展的前面。支架式教學法給建筑CAD課程帶來的良好效果總結如下：

(1)建筑CAD課程中每個模塊循環(huán)使用支架式教學法五大步驟(搭“腳手架”、進入情景、獨立探索、協(xié)作學習、效果評價)有利于提升“教”和“學”的質量，提高學生自主學習的積極性，大幅度提升了學生制圖能力和制圖效率。

(2)通過依據學生的“最近發(fā)展區(qū)”搭建起的概念框架，使學生在課堂中獨立探索練習時思路清晰，并且為學生課后學習提供框架體系。實驗班級的學生課后自主練習CAD制圖的時間明顯要多于對照班級。

(3)進入學習情景后，由于框架體系已建立，學生的學習目標明確且學習積極性高，愿意自主探索相關知識和未知知識。實驗班級的學生更愿意去研讀規(guī)范，參照實際工程圖紙，討論圖紙表示方法。

(4)課堂實例繪圖時要求實驗班級學生分組對抗，以競爭的方式促進小組間的協(xié)作學習，從而擴大到班級內的協(xié)作。這種協(xié)作學習從課內延伸到了課外，實驗班級學生課后自主練習CAD制圖的能力明顯高于對照班級。良好協(xié)作學習氛圍的形成，一方面有利于提升整個班級的平均成績，另一方面對學習處于中下游的學生起到很好的帶動作用。實驗班級期末考成績除了在平均分上高出對照班級10分，還在成績標準差上小于對照班級，說明成績沒有出現(xiàn)兩極分化，班級成績穩(wěn)步提升。

在建筑CAD這樣一門綜合性高且實踐性強的課程中運用支架式教學法為學生構建起系統(tǒng)的框架體系，激發(fā)了學生的自主學習能力，但在運用支架式教學法時不應生搬硬套，應有充分的課前準備并針對學生的情況作適當的課程調整。

首先，任課教師需對課程內容和課程安排非常熟悉，根據學生的實際情況合理地搭建課程的概念框架,形成知識體系。

其次，搭建“腳手架”的過程中，要緊密聯(lián)系工程實際和制圖規(guī)范，將制圖規(guī)范準確地傳輸給學生。

最后，每一模塊教學中，當學生完成制圖成果并上交后，應及時完成效果評價，依據效果評價準確定位學生現(xiàn)階段的“最近發(fā)展區(qū)”，為下一模塊的搭設“腳手架”作充分的準備。

3 結語

計算機制圖和建模技術已廣泛地運用到土建行業(yè)的各個領域，學生從業(yè)后根據工作崗位的要求需要操作相應的軟件。建筑CAD課程教學不僅要讓學生學會AutoCAD、天正建筑等制圖軟件的操作，還要幫助學生構建學習軟件的概念框架，培養(yǎng)學生獨立探索和協(xié)作學習的能力，使學生掌握學習專業(yè)軟件的方法。支架式教學法在建筑CAD課程中的應用讓學生得到了準確全面的指導，使學生成為課堂“教”與“學”的中心，培養(yǎng)了學生自主學習各種軟件的能力。

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2017-03-03

韓智凡(1989- )，男，一級建造師，從事結構工程、建筑與環(huán)境、基礎設施建設研究。

G642.0

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2095-7602(2017)08-0141-04