江蘇省一流本科專業(yè)建設(shè)背景下《土木工程識圖與CAD制圖》教改研究

趙園園　范加冬　謝偉

【摘要】《土木工程識圖與CAD制圖》是普通高等院校土木工程及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程既注重理論學(xué)習(xí)又注重實(shí)踐教學(xué)，課程主要內(nèi)容包含畫法幾何、制圖標(biāo)準(zhǔn)、建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖及CAD制圖等。本文根據(jù)江蘇省高校一流專業(yè)建設(shè)要求并結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了目前教學(xué)過程中存在的主要問題，進(jìn)而從豐富教學(xué)手段及內(nèi)容、加強(qiáng)實(shí)踐與理論的結(jié)合、注重軟件繪圖質(zhì)量及效率、優(yōu)化考核方式四個方面提出該課程進(jìn)行教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議，以期對今后的教學(xué)效果起到較大的提升作用。

【關(guān)鍵詞】土木工程識圖? CAD制圖? 一流專業(yè)? 教學(xué)改革

【基金項目】中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院第六批專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革研究項目：一流專業(yè)建設(shè)背景下《土木工程識圖與CAD制圖》課程教學(xué)改革研究（YA2042）;江蘇省高等教育教改研究立項課題：“新工科”背景下基于CDIO理念的土建類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系構(gòu)建（2019JSJG559）;江蘇高校哲學(xué)社會科學(xué)研究重大項目：基于CDIO理念的應(yīng)用型人才培養(yǎng)理論與實(shí)踐研究（2020SJZDA122）。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）08-0145-02

《土木工程識圖與CAD制圖》是土木工程及相關(guān)專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力，提高學(xué)生繪圖識圖以及建筑構(gòu)造的認(rèn)知能力，是一門應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程。課程中主要包括制圖標(biāo)準(zhǔn)、畫法幾何、建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖、道路施工圖及CAD制圖等內(nèi)容[1-2]。在實(shí)際工程中，無論是房屋建筑、隧道地鐵、道路、橋梁還是水利水電等都離不開工程圖紙，因此圖紙成為了工程設(shè)計、施工、生產(chǎn)和技術(shù)交流的重要技術(shù)手段[3]。對于土木工程及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生而言識圖和制圖的能力顯得尤為重要，只有學(xué)好本門課程才能清晰地理解圖紙中要表達(dá)的意圖，才能確保施工合理性和準(zhǔn)確性[4-5]。中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《中國教育現(xiàn)代化2035》及《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018—2022）》，此次綱領(lǐng)性文件的出臺為當(dāng)代的教育事業(yè)改革提供了新方向。作者所在學(xué)院的土木工程專業(yè)作為江蘇省高校一流本科建設(shè)專業(yè)，結(jié)合此次國家出臺的政策，并根據(jù)《江蘇高校一流本科專業(yè)建設(shè)任務(wù)指南》的要求，應(yīng)用型本科高校的一流專業(yè)應(yīng)瞄準(zhǔn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，而目前該課程在作者所在學(xué)院開展的情況與江蘇省一流本科專業(yè)建設(shè)的要求不能完全相符，因此亟需對該課程的教學(xué)方式進(jìn)行相應(yīng)的改革。

本?！锻聊竟こ套R圖與CAD制圖》共計40學(xué)時，其中理論課程24學(xué)時，上機(jī)課程16學(xué)時，時間緊，任務(wù)重。理論課程重點(diǎn)講解建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖，其中建筑施工圖包含建筑施工總說明、建筑總平面圖、建筑平面圖、建筑立面圖、建筑剖面圖以及建筑詳圖，結(jié)構(gòu)施工圖包含結(jié)構(gòu)施工圖一般規(guī)定、基礎(chǔ)平面布置圖及基礎(chǔ)詳圖、梁板柱等構(gòu)件的平面整體表示法、鋼構(gòu)件圖。上機(jī)課程包含CAD軟件的基本操作和建筑施工圖的繪制。

1.教學(xué)過程中存在的主要問題

隨著現(xiàn)代社會技術(shù)的進(jìn)步以及計算機(jī)制圖軟件的應(yīng)用和普及，這對《土木工程識圖與CAD制圖》的理論教學(xué)影響很大，有很多學(xué)生認(rèn)為人工識圖、人工繪圖已經(jīng)不再有意義，用計算機(jī)就可以完成，但是在實(shí)際施工過程中，還是需要工作人員具有一定的識圖能力和繪圖能力。根據(jù)《江蘇高校一流本科專業(yè)建設(shè)任務(wù)指南》的要求，并結(jié)合教學(xué)過程中學(xué)生對于制圖和識圖能力掌握情況和反饋的問題，作者認(rèn)為目前該課程存在以下問題：

1.1教學(xué)手段單一

當(dāng)前該課程采用多媒體設(shè)備進(jìn)行教學(xué)，這種教學(xué)方式具有一定的優(yōu)越性，比如可以使教學(xué)變得更加快捷方便，但是這種教學(xué)手段也并非十全十美，在教學(xué)過程中作者發(fā)現(xiàn)多媒體教學(xué)也存在一定的局限性，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：第一，在對結(jié)構(gòu)施工圖和建筑施工圖識圖教學(xué)時，雖然利用多媒體投影技術(shù)可以方便學(xué)生看清楚圖紙的詳細(xì)內(nèi)容，但是學(xué)生無法看到圖紙的全貌，因此對圖紙的整體把握不理想。反之亦然，雖然能讓學(xué)生看到整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置情況，卻無法清晰地描述構(gòu)件的內(nèi)部構(gòu)造，不利于學(xué)生在空間上形成三維整體認(rèn)識，學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)似懂非懂的情況。第二，對于一套完整的工程項目設(shè)計圖紙而言，重要的是理解圖紙所要表達(dá)的設(shè)計意圖，因此最好的學(xué)習(xí)方式是系統(tǒng)的認(rèn)識學(xué)習(xí)，而目前的教學(xué)方式是將每一張圖紙單獨(dú)拿出來進(jìn)行分析，忽視了圖紙之間的相互聯(lián)系，最終導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)出現(xiàn)一定的困難。

1.2課程與工程實(shí)際聯(lián)系不緊密

目前土木工程識圖與制圖可用的教材中多數(shù)僅對圖紙中的某些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行描述，而很少針對某一項具體工程提供一套完整的施工圖紙，再加上學(xué)生很少有機(jī)會去工程現(xiàn)場實(shí)習(xí)，對現(xiàn)場的施工技術(shù)及構(gòu)建構(gòu)造了解較少，因此學(xué)生無法將課堂上所學(xué)的圖紙節(jié)點(diǎn)做法與工程實(shí)際操作進(jìn)行較好的結(jié)合，直接導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)效率不高，甚至有學(xué)生評價該課程如聽天書。此外，學(xué)生的理解能力和自主學(xué)習(xí)能力各不相同，學(xué)習(xí)的態(tài)度也參差不齊，由于課程內(nèi)容及學(xué)生個體與工程實(shí)際聯(lián)系不緊密，導(dǎo)致了很多學(xué)生對該課程缺乏學(xué)習(xí)興趣，沒有學(xué)習(xí)目標(biāo)、得過且過，甚至?xí)袑W(xué)生產(chǎn)生該課程在實(shí)際工作中作用不大的想法，這些因素都會嚴(yán)重影響該課程教學(xué)效果。

1.3軟件繪圖沒有形成良好的習(xí)慣

使用Auto CAD 軟件時可以通過菜單欄、工具條或命令行進(jìn)行操作，其中命令行操作可以快速繪圖，是該軟件的一個優(yōu)勢，但是很多學(xué)生在制圖的過程中習(xí)慣性地使用工具條和菜單欄進(jìn)行操作，這兩種操作方法比較簡單，容易上手，但會影響制圖的速度。另外，學(xué)生在繪圖時經(jīng)常忘記建立相應(yīng)的繪圖圖層，這就導(dǎo)致后期圖形展示及修改較為困難。這都是在學(xué)習(xí)及使用過程中沒有養(yǎng)成良好的制圖習(xí)慣導(dǎo)致的。

1.4考核方式不合理

《土木工程識圖與CAD制圖》目前考核方式為交大作業(yè)，由任課老師布置題目，學(xué)生課下按照要求自主完成圖紙的繪制工作，最后打印提交成果，由任課老師對成果的質(zhì)量進(jìn)行評價打分。然而在教學(xué)過程中會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有學(xué)生存在投機(jī)取巧的行為，由于每個學(xué)生的題目相差不大，有學(xué)生不想花時間認(rèn)真完成但是不會制圖的操作方法，迫于提交成果的壓力，就在其他學(xué)生的成果基礎(chǔ)上稍作修改就將其作為自己的成果。曾經(jīng)出現(xiàn)過學(xué)生連名字都不改的情況，更有甚者學(xué)生花錢請社會人員代為完成圖紙繪制，因此該考核方式無法準(zhǔn)確在反映學(xué)生的掌握程度，也無法保證學(xué)生能圓滿地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.教學(xué)改革措施

在江蘇省高校本科一流專業(yè)建設(shè)的背景下，根據(jù)土木工程專業(yè)特色培養(yǎng)和發(fā)展需要，傳統(tǒng)的《土木工程識圖與CAD制圖》課程教學(xué)方法在上述幾個方面已不能完全適應(yīng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。2019年2月 頒布的《中國教育現(xiàn)代化 2035》是中國第一個以教育現(xiàn)代化為主題的長期戰(zhàn)略規(guī)劃，它與《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018—2022）》共同構(gòu)成了教育現(xiàn)代化的頂層設(shè)計和行動方案?！吨袊逃F(xiàn)代化 2035》中提出了十大戰(zhàn)略任務(wù)、三大保障措施。在此良好的背景之下，《土木工程識圖與CAD制圖》這門課程也應(yīng)從政策中尋找新的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)用在當(dāng)前的教學(xué)當(dāng)中。針對教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的上述問題，作者認(rèn)為可以從以下四個方面進(jìn)行改革。

2.1豐富教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容

盡管現(xiàn)代化的教學(xué)手段種類繁多，多媒體教學(xué)也已在教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的掛圖、實(shí)物模型等還是一種和學(xué)生溝通的重要教學(xué)手段。在教學(xué)過程中，教師可以以實(shí)際所在的教學(xué)樓或教室為模型，向?qū)W生講解房屋結(jié)構(gòu)諸如梁、板、柱等構(gòu)件的位置關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生思考自己所在的這幢建筑物在被豎直面或水平面切開之后的投影圖形，即剖面圖和平面圖的繪制內(nèi)容和方法。在使用掛圖與模型的同時再借助多媒體來提高教學(xué)效率，利用其動漫效果和豐富的色彩來吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)相融合，教師可以在課前通過“雨課堂”“學(xué)習(xí)通”等教學(xué)軟件發(fā)布預(yù)習(xí)課件，讓學(xué)生對下一堂課的新知識有所熟悉，上課時學(xué)生就可以根據(jù)自己預(yù)習(xí)課件、看書的情況重點(diǎn)聽講，查漏補(bǔ)缺，提高學(xué)習(xí)效率。上課過程中使用此類教學(xué)軟件，學(xué)生可以在群聊中進(jìn)行提問，或者發(fā)送彈幕回答問題，極大地增強(qiáng)了師生之間的互動性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

除了教材中的案例以外，任課教師還應(yīng)多收集實(shí)際工程的圖紙，而且盡量是整套完整的建筑施工圖與結(jié)構(gòu)施工圖，至少應(yīng)包括設(shè)計總說明、各層平面圖、主要剖面圖與立面圖、詳圖以及必要的結(jié)構(gòu)施工圖，使學(xué)生不僅能從整體上了解把控整個建筑的外觀構(gòu)造、建筑布局，還能了解各個構(gòu)件的細(xì)部結(jié)構(gòu)做法和構(gòu)件間的連接情況。如果能進(jìn)行多套圖紙的識圖練習(xí)，更有助于學(xué)生掌握快速、準(zhǔn)確的識圖能力。

2.2加強(qiáng)實(shí)踐與理論的結(jié)合

在教學(xué)過程中，為了提高學(xué)生對工程實(shí)際的認(rèn)識，可以開展室外課，通過組織學(xué)生對已經(jīng)完工的典型建筑物如學(xué)校圖書館、宿舍、辦公樓、教學(xué)樓等進(jìn)行參觀，對重要結(jié)構(gòu)位置進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合眼前實(shí)際工程，完成建筑物的圖紙繪制工作;對于結(jié)構(gòu)施工圖中鋼筋的具體排布方式，可以帶領(lǐng)學(xué)生到學(xué)校結(jié)構(gòu)實(shí)驗室參觀正在加工過程中的試驗梁、試驗柱、試驗板，加深對受力鋼筋、分布鋼筋、箍筋的認(rèn)識和鋼筋的綁扎、布置方式，根據(jù)工程現(xiàn)場完成構(gòu)件配筋圖的繪制。通過上述反向教學(xué)的方式，更有助于提高學(xué)生對于結(jié)構(gòu)施工圖紙的理解能力。

2.3注重軟件繪圖質(zhì)量及效率

上機(jī)課上向?qū)W生講解圖層的重要性，展示不同圖層關(guān)閉和開啟的效果，演示在某一圖層內(nèi)修改圖線的方便，并在初次上機(jī)課上帶領(lǐng)學(xué)生建立圖層、繪圖，讓學(xué)生體驗完整的繪圖流程。上機(jī)課上直接向?qū)W生講解各種繪圖操作的快捷鍵命令，多次練習(xí)，形成習(xí)慣，提高繪圖效率。

2.4優(yōu)化考核方式

課程的教學(xué)效果，期末考核并不是唯一目的，也不應(yīng)該是唯一的方式，尤其對于這樣一門應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，在平時教學(xué)過程中應(yīng)充分體現(xiàn)“重過程，輕考核”的理念。過程的把控體現(xiàn)在課堂和課下，課上在實(shí)際教學(xué)中，不定時地隨堂考核，促進(jìn)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握。課下布置相應(yīng)的練習(xí)題，為了防止相互抄襲，每位同學(xué)的題目均不一樣。最終期末考試采用理論知識閉卷考試加軟件上機(jī)考試，每位學(xué)生需參加閉卷考試，并在規(guī)定的時間內(nèi)需要完成相應(yīng)的圖形繪制，確?？荚嚱Y(jié)果能反映出學(xué)生的真實(shí)水平。

3.結(jié)論

《土木工程識圖與CAD制圖》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，更是一門工程啟蒙課，該課程與后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)密不可分，同時也是學(xué)生步入社會后的從事土木工程先關(guān)工作的重要工具。如何保證課程的教學(xué)效果、滿足社會發(fā)展對人才各方面的需求依然是高校教師需要不斷研究和探討的課題。作者在江蘇省高校一流本科專業(yè)建設(shè)的背景下，為了滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需要，通過自身教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題剖析，分析了問題出現(xiàn)的原因，并提出了豐富教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)實(shí)踐與理論的結(jié)合、注重軟件繪圖質(zhì)量及效率、優(yōu)化考核方式等改革措施，目前上述措施已在作者所在學(xué)院實(shí)施開展，并取得了較好的效果，可為其他院校類似課程教學(xué)改革提供參考。

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作者簡介：

趙園園（1988年-），女，河北石家莊人，碩士研究生，講師，現(xiàn)任中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院教師。