基于CDIO理念的建筑电气CAD一体化课程改革探索

齐琦?李谋勋

摘要：结合技工院校高技能人才培养特点，在工学一体化课改大背景下，探索基于CDIO理念的CAD课程改革，包括课程教学方法、教学模式、考核模式。旨在以CDIO理念为导向、CAD技术为手段、实际工程项目为载体，培养学生工程实践能力和协作精神，提升实践性人才培养水平。

关键词：CDIO理念；CAD；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0127-02

我校于2011年被人力资源和社会保障部纳入第二批工学一体化课改单位，学校非常重视这项改革，大刀阔斧的进行了教学模式的改革与创新，打破学科性课程体系，在广泛而深入的企业调研和专家访谈基础上，围绕典型工作任务，重新构建课程体系。建筑电气CAD一体化课改中我们引入了CDIO 理念。本文结合CDIO理念，探索电气专业“建筑电气CAD”课程教学方法等相关问题。

一、建筑电气CAD课堂教学中存在的问题

“建筑电气CAD”是技工院校电气专业的一门重要专业平台课程。通过课程学习，旨在使学生掌握CAD 软件的操作，并能应用于建筑工程施工图的识读、修改和绘制，以培养适应建筑工程施工、生产第一线急需的高技能人才。

近几年来，技工院校在教学硬件条件方面得到了前所未有的提高，使得以前在理论课教室上CAD课程、学生上机练习的机会比较少的简单教学模式有了极大改观。但是仍存在以下问题。

1.教材内容实际工程案例较少

现有的大部分CAD制图教材的内容虽然加入了相应的项目练习，但是仍然围绕基本绘图知识展开，没有一个完整的工程实例。章节之间知识点零散缺乏系统性、连贯性，学生学完后对实际工程案例缺乏概念，根本完成不了实际工程图的绘制。

2.教学手段单一

CAD 課程多在多媒体软件实训室授课，教师边演示边讲解、学生边看边思考。这样的教学方法相比以前进步很大，但仍有弊端。一是学生无法进行同步练习，容易丢失学习节奏；教师对学生掌握程度也难以掌控；二是教师需要低头专注于电脑屏幕的演示操作，对学生听课情况和课堂纪律容易忽视；三是教师演示什么学生就练习什么，照葫芦画瓢，教学手段依然带有“填鸭式”色彩，不利于学生进行主动学习和探索学习。

3.无法培养团队精神

CAD课程的学生练习环节往往都是由学生独立完成，学生之间很少讨论，遇到问题就会不假思索的询问老师，学生操作中个体意识强烈，缺乏团队协作精神。

二、CDIO理念的内涵

CDIO是2001年由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等教育机构创立的一种新型工程教育理念和教学应用模式[1]。CDIO 代表“构思”（Conceive）、“设计”（Design）、“实施”（Implement）、“运行”（Operate）。

CDIO 理念内涵是尽可能采接近工程实际的综合性设计项目进行教学，使学生从内容各不相同的工程实践项目中学到的方法和能力是一致的，在教学中把理论与实践有机结合，培养学生创造能力和解决实际问题的综合能力。

三、基于CDIO理念的教学改革

由于传统的教学模式存在诸多弊端，难以满足企业对实践型人才的要求，因此基于对CDIO 理念的理解，教学改革的探索重点是培养学生的工程基础知识、个人绘图能力、人际团队能力和工程应用能力。

1.改革教学方法

（1）实例教学法。在 CDIO理念的启发下，课程初期（约1-2月）不再以“点、直线、圆”等基本指令为纲，而是精选针对性和代表性较强的绘图实例，寓“指令”于“实例”，由浅入深、循序渐进地逐步讲解。然后在实例演示中针对具体的指令操作再进行重点讲解，最后学生结合实例进行上机练习。

值得注意的是，课程初期是围绕“学生能熟练掌握CAD基本指令”的目标开展教学活动，此时学生基础知识薄弱，不宜一步到位采用工程项目教学法。通过实例教学，能够使学生对软件操作有直观感受，激发学习积极性，培养基本的识图、制图的能力和一丝不苟的工作作风，既满足了学以致用的需求，也为下一步的工程项目图绘制打下坚实基础。

（2）工程项目教学法。CDIO 教育模式要求学生基于工程项目的全生命周期进行学习与实践，以项目作为基础知识传授与基本技能掌握的载体[2]。结合“建筑电气CAD”课程目标和特点、以及学生的实际情况，在工学一体化课改中我们提炼出了10个典型项目，它们均来源于工程实际，能将建筑和电气制图相关知识有机的结合起来，具体项目如表1 所示。

10个典型项目均为团队合作项目，置学生于实际的工作环境中，使其能切身体会项目图从构思、设计到绘制、修改的完整过程，学生在项目进行过程中学习探索、综合应用知识，锻炼团队精神、学习基本项目组织、管理，培养CDIO能力[3]。

需要注意的是，实际工程项目必然是“大而全”，包含了全部知识点，如果直接拿来就用于课程教学，教学目标极容易“跑焦”，学生也会一头雾水，无从下手。因此，教师必须结合课程要求和学生实际对项目图进行提炼加工，围绕教学目标和课程重点对项目图进行改造，比如项目5“绘制独立别墅电气照明工程图”，教师授课前就需要对项目图的建筑平面图部分进行淡化处理，突出照明设备、开关、配电箱和接线，这样教学目标就一目了然。

2.改革教学模式

为了推行CDIO教学模式，课程的整个实施过程都在多媒体软件实训室进行，保证学生人手一台电脑，课程4 节连排，软硬件环境的具备为真正实现了CDIO教学提供了有力支撑。

将班级学生进行分组（3～4 人为一组），每组学生的电脑围成一圈，每组一个小组长，由小组长统筹安排成员具体工作任务。教师要求学生在规定的时间段内合作完成相应的项目，其具体实施过程如图1所示[4]。

任务描述阶段（C）：任务描述阶段是项目开始的第一步，教师首先讲解基本知识，将项目的任务、问题与知识导入，让学生明确本项目要完成的任务。

任务讨论阶段（D）：学生接到项目任务书后，自学完成该项目任务需要的知识和技能。在小组长的带领下，独立分析或小组研讨项目的构思、设计和实施路径。

任务实施阶段（I）：学生按照设计方案、工程规范完成项目任务。学生在实践中必然遇到很多问题，此时教师再分组对学生进行辅导，完成知识的深化和拓展。

总结评价阶段（O）：项目基本完成后组内先对图纸进行总结评价，发现错误或不足，进一步完善，最后由教师评价项目成绩。

教学过程中，教师要做好“工程监理”角色，小组长做好“项目负责人”角色，小组成员做好“工程技术人员”角色。通过职责分配，使学生熟悉并深入到工程环境中，培养其解决实际问题的能力。同时让学生在不断地碰撞和沟通中学会相互支持，共同进步。真正实现“在实践中学习、在学习中实践”。

3.改革考核模式

建筑电气CAD课程以过程化考核取代期末考试，成绩采用百分制。每个工程项目设计具体量化评价指标，所得总分按10%折算计入期末成绩。项目二“绘制建筑平面图”成绩构成如表2 所示。

表2 项目二“绘制建筑平面图”成绩构成一览表

内容 要求 单项分数 实际成绩

设置绘图环境 设置绘图界限、图幅等 5

设置图层 准确设置、使用图层 10

绘制水平和垂直轴线 直线、偏移、阵列等指令使用正确 15

绘制墙体 两层多线使用正确，可使用多种方法打开墙体 20

绘制门窗 墙体开口正确，熟练使用多线、圆弧等指令绘制门窗 15

绘制楼梯 樓梯台阶和扶手绘正确 10

文字标注 文字字体、大小、颜色等设置正确 10

尺寸标注 尺寸数字设置正确，尺寸标注大小合适 15

学习态度 学习的积极性、主动性、团队意识、创新意识 10

考核模式以10个工程项目成绩为抓手，能促使学生重视每个教学环节，有效的调动了学生在整个课程学习中的积极性，避免了突击应付考试的现象，从而显著提升了教学效果。

四、教学改革的实施效果

建筑电气CAD课程改革我们实施了2年，在摸索中不断完善，得到学生的普遍欢迎，取得了良好的教学效果，主要体现在以下几方面。

1.课堂活跃度大大增加。课堂不再是传统的“你教我学”、枯燥的临摹绘图，开放性的课堂使学生成为主角。学生主动参与的热情非常高，当其设计思路得到认可、工程项目图通过验收后，学生会对自己的成果感到非常自豪。

2.通过真实的工程项目练习，缩短了学生与实际工程的距离，提高了学生分析和解决实际问题的能力。

3.增强了学生的就业自信心。许多学生不再觉得工程项目高不可攀，发现“所学即所用”后内心产生了强烈的自信心，为日后应聘较高层次的工作岗位打下坚实基础。

五、结语

本文以CDIO理念为指导，探索了建筑电气CAD一体化课程改革，旨在提升学生解决实际问题和团队协作能力，提升教学效果，从而满足企业工作现场对高技能人才的需求。实践证明这种教学改革仍然面临不少问题，例如典型项目的提取、工程项目图的加工绝非一朝一夕之功，亟待深化完善。同时，开放性课堂使得教师对教学进度的掌握也变得困难，需要教师和学生的不断磨合调整。这些问题的存在也是下一步深化课程改革的动力所在。

参考文献：

[1]王硕旺，洪成文.CDIO：美国麻省理工学院工程教育的经典模式——基于对课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

[2]顾佩华，沈奋民，李升平.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，（1）.

[3]唐绍华.基于CDIO理念的“建筑CAD与工程制图”教学模式研究[J].吉林广播电视大学学报，2013，（6）.

[4]孟杰，何高法，吴睿.基于CDIO模式的机械CAD/CAM课程教学改革[J].兰州教育学院学报，2014，（7）.

（责任编辑：刘丽娜）