地方高校转型发展背景下基于任务驱动模式的CAD教学改革——以沈阳大学“工程制图与CAD”课程为例

钮 鹏, 王晓初, 周 乐, 张莉莉(沈阳大学 a. 建筑工程学院, b. 污染环境治理与区域生态安全重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)

地方高校转型发展背景下基于任务驱动模式的CAD教学改革
——以沈阳大学“工程制图与CAD”课程为例

钮 鹏a,b, 王晓初a,b, 周 乐a,b, 张莉莉a,b
(沈阳大学 a. 建筑工程学院, b. 污染环境治理与区域生态安全重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)

分析了“工程制图与CAD”课程的教学性质及教学中存在的问题,结合当前地方高校的转型发展对教学的新要求,提出了该课程教学的一系列改革措施。基于任务驱动模式的CAD教学方法的改进,对工业与民用建筑、道路交通及给排水等专业应用型人才的培养提供了理论基础研究。

工程制图与CAD; 转型发展; 应用型; 任务驱动

建筑CAD是土木工程专业的一门专业基础课,融合了土木工程专业知识和计算机应用的特有属性,本门课程旨在培养工科学生运用计算机表达专业工程图样的能力。目前,社会各个行业对CAD绘图技术人才的需求愈加强烈,不但要求有精湛熟练的绘图技术,还要有一定的设计理念。为了适应社会发展的需求,大多数国内高校均开设了CAD相关教学课程。在地方高校转型发展的背景下,随着CAD教学改革的逐步推进,一系列教学质量问题也随之而来。本文就“工程制图与CAD”课程,讨论在实际教授过程中所运用的授课技巧及教学方法等问题提出建议和意见。

一、“工程制图与CAD”课程的教学现状

通过教授“工程制图与CAD”课程的多年经验,结合多名学生在实践教学环节对绘图软件的应用情况追踪观察,总结和归纳,研究和分析得出该课程目前教学的现状。

1. 内容多,课时缺,实践少

由于教学计划的限制,沈阳大学建筑工程学院土木工程系和铁路与渡河工程系的“工程制图与CAD”授课学时由原来的40学时均削减为36学时,相对讲授学时减少,其中16学时的上机实践课保持不变,授课内容也保持不变。由于授课对象为低年级学生,在没有多少专业知识支撑情况下,学生画完却不知其意,构件认识不全,谈工程制图标准就更不尽人意,融入难记不住不说,教学效果也不是很理想[1]。

同样教师在课堂上讲授的内容和介绍相关专业知识的信息量就有所增加。没有专业知识的辅助,只会画图技术,这仅仅达到了描图员的水平,而不是我们本科院校所要达到的培养目标。

2. 课堂互动性不积极

将教学中以教师为中心的模式转换到以学生自主学习为中心的模式,虽形式新颖,但学生课程繁多,学生习惯了传统式的填鸭教学方式,课上理解命令的时间有限,且内容掌握程度不一。绝大多数学生不能及时学习和讨论课后布置的作业,团队协作交流差,造成课上课下不积极状态。

3. 教材良莠不齐

市面上的教材多种多样,大多CAD相关教材是以计算机操作类形式或偏向于机械类出版。针对建筑类的CAD教材,在内容上也良莠不齐,相差悬殊。只为了出书而出书的教材,在内容上没有针对性,因此在教材的选择上,应挑选侧重于理论与实际工程相结合的教材。

4. 软件版本更新换代升级快

目前各个高校大多采用美国Autodesk公司开发的Auto CAD软件作为授课用软件,该软件自发布以来,每几年就发布新的版本。新版本在既有软件的基础上不断完善特有功能,并强化其他功能且工作界面改动较大。对于课程教学来说,选择一个较为成熟,功能相对完善的版本是有必要的。沈阳大学建筑工程学院目前采用的是2008版本和2010版本,这两个版本所呈现的界面完全不同。但是对于初学者来说,这两种界面均容易识别和接受,适合教学和练习使用。

5. 出图打印效果不好

在学生中普遍存在“会画图,不会打印”的现象。校内的私人打印社在打印纸张的质量和尺寸上不过关,导致打印效果不佳。学生在打印时,借助打印社工作人员的帮助,未能真正的实现自己动手操作,实际领会打印的目的。

6. 课程设计时间周期短

学院开设相关课程设计共计两周时间,绘图设计内容是在以往毕业生的设计图中选取两张给每位学生,其中包括一张建筑图和一张结构图。由于毕业生的图纸质量高低不一,且尺寸标注不详,给学生的CAD课程设计带来不小的障碍。且设计周期短而集中,课程设计结束后未过半年,学生对CAD的操作命令就会忘记大半。

二、教学改革措施

在地方高校转型发展、校企合作办学的新模式下,积极有效的推进教学改革是盘活一门课程,上好一门课程的必经之路。针对教学上存在的一系列问题,应从以下几个方面入手进行教学改革。

1. 增加实践环节

通过跟踪和调研很多即将毕业和已经毕业的学生,反馈最多的就是“课上听懂,课下会练,考试会考,课设能画,毕业设计后才学会”。这是因为在几年的专业课学习中,真正的理解了所绘制图纸中各种线条,索引的含义,对CAD的基本命令怎么用,用什么技巧,遇见问题如何换个思路来表达有了更为深刻的理解和认识。而不是将目光仅局限在几条上课工具栏上,且对实际工程的设计方法和理念增加了好奇感、挑战欲和创新意识。

在毕业设计中,由于必须反复使用CAD的各种基本命令,学生们对CAD的理解程度也加深了印象。一套设计图纸做完后,一些基本命令可脱口而出,对快捷键的技法使用也会有所提高和熟练。因此有必要增加上机时间环节,让学生在不同的课程设计中充分的利用CAD软件,反复使用。实践环节分阶段邀请企业技术人员来校指导。在学生的识图阶段初期,企业人员进行辅导,抛砖引玉,扩展视野;在课程设计过程中,企业人员进行讲图,理论联系实际,传授制图技巧;在课程设计结束后企业人员进行审图、评图、打分,展现真实工程的制图标准的重要性。

2. 分学年教学

进行CAD课程改革旨在提高学生对CAD教学的兴趣,增强学生应用CAD软件的实践能力。为了保证学生将CAD真正作为一种工具来运用,而不是从心里去抗拒。教师应打破低学年授课传统模式,若分学年教学,将一门课程按照学年分学时分级别来教学,会使学生对CAD的学习重新认识并重视起来。随着专业课的介入,对CAD的运用也会更加熟练。与企业人员商讨制定适合于企业发展所求人才应掌握技术技能的教学大纲。

3. 结合实际典型工程案例自编教材

围绕培养创新型和应用型人才的目标,学校与企业之间的合作越来越紧密,利用校企合作的契机,从企业引入真实的生产项目来进行项目教学。为转型发展的需要,沈阳大学建筑工程学院土木工程系与中辰钢结构工程有限公司成立了“中辰钢构班”。这家企业已成为沈阳大学建筑工程学院的生产实习和参观实习的基地,使学生毕业设计实习单位固定下来,校企之间建立了良好的关系,将企业的产品引入CAD实践教学环节,可以加强学校与企业的互动,使得学生对实际产品从设计到生产整个过程都有深入的认识,参与到该类案例的学习,同样可以增加学生的就业渠道。工程实例教学法能使学生在CAD教学中主动去思考,深刻地掌握各个知识点,保证学生有足够的上机时间,切实地提高学生在CAD操作中的实践技能[2]。因此,也应抓住有利的大好时机编写适合少学时土木相关绘图书籍,引入当前企业所涉猎的典型工程实例,广泛有效地打开教师和学生的思路和眼界。除了工程实例,教材还需要融合相关专业知识和计算机知识两方面的内容。

4. 任务驱动教学

CAD课程的最终目的是完成图形的绘制,再简单不过的图形,也需要综合运用绘图、编辑、修改、图层管理、尺寸标注等最基本的绘图命令。因此CAD教学不能像其他基础课一样照本宣科,知识点相对独立。CAD绘图需要把之前学过的命令穿成串,只用一两个命令是画不完全图的,很多辅助命令用的次数比较频繁。所以需要教师在布置每次任务的时候,要有机地把这些知识进行重新组织,再通过生动有趣的任务进行展示,不仅让学生们每次频繁的运用之前学过的命令,又能激发学生的学习兴趣和成就感,形成一个良性循环。可见,CAD作为一门学习操作类知识与技能的课程,非常适合采用“任务驱动式”的教学方式[3]。

在理论教学阶段结合工程案例进行讲解,使学生除了掌握一些基本概念之外,对于工程项目的实际设计流程有一定的认识和理解,并且给学生分组布置不同层次的项目任务[4]。

5. 定期举办校企合作制图大赛

在校企合作办学的新形势下,有效的利用企业资源,定期邀请经验丰富的企业人员前来授课指导,讲述实际工程案例。教师与企业设计人员相互交流,相互学习,共同探讨。逐步有序地建立一套完备的校企制图大赛题目以及评分标准。定期举办校企合作CAD绘图大赛,从企业指导赞助模式跨越成为联合企业人员与在校学生共同进行制图比赛模式,激发学生学习CAD的热情,增加见识,在比赛中学习,在学习中竞争。从比赛中还可挑选学生加入到企业的实例项目中,既可为企业提供后备人才,又可为学生提供一次次真枪实弹学习的机会。

三、考评机制

以项目为指引,以任务为驱动的教学方法,对学生综合能力和学习兴趣的提高起着重要的作用[5]。新的教学方式以学生为主体,强调学生在CAD课中的主导作用,突出学生在教与学中的重要性。转变教学方式,进行引导式的教学,把学生被动接受转变为主动完成,以往的考核是以上机考试为主,新的教学方式要求有新的考核方式。

1. 分数构成形式

教学过程中只提出学生完成项目时应达到的要求,让每组学生代表在讲台前汇报演示项目进展情况,教师对其进行点评总结,提出不足与改进意见。考核方式的改变,除了上机考试外,平时的练习和作业以及项目的完成情况都要按照百分比进行组合给分。若表现突出,或者获得相关课程的比赛获奖,可以给予额外的加分鼓励。若有学生参与企业实际工程图纸的绘制,可按成果进行适当加分。

2. 提高课程设计及毕业设计难度

土木工程系学生的课程设计有很多,比如房屋建筑学设计、钢结构设计等,这些设计普遍是以二维设计为主,今后可以将部分题目采用CAD三维设计为主,使学生在完成课程设计的过程中掌握CAD设计流程,引导学生自主深入学习三维设计软件,便于更好地与企业接轨[6]。根据目前流行且市场大环境要求所需产品模式,以CAD为主的软件教学还应辅以其他软件教学进行扩展,例如天正、BIM软件等,使平面的产品变成更为丰富的立体模式。

3. 课程考核过程化、分层化、考评化

课程的过程化就是采用过程考核与结果考核相加。过程考核包括30%的平时考勤成绩、课上表现。课程结束后,采用结果考核,即70%的上机考试成绩、每个任务的考核成绩。按照分学年教学情况,可将最终成绩平均,即得最终成绩[5]。

针对布置的任务内容,难易程度进行分类分层,掌握程度不同的学生获得的任务不尽相同。每个任务均有基础题和拔高题。任务按照难度给分,学生可根据自身接受能力自行选择任务。每个任务的评价兼顾到绘图的质量和速度,有效激发学生的竞争意识。

4. 建立设施完备的打印制度

充分利用实验室的条件,在每次出图时保证学生有2次以上的打印机会,使他们切身体会打印方法。当图面出现不同打印比例时,不至于打废、打错情况的出现。出图正确且一次性独立完成者,在期末考评中可获得附加分数。对于刚出校门,进入设计院的学生来讲,学会打印才是真正掌握了CAD制图软件。

四、结 语

传统的CAD教学中,学生学习的最终目的就是考试,缺乏动力和后续支持。

在地方高校转型发展的契机下,新兴的校企合作办学模式,有利于我们尝试新的方法,新的手段。利用任务驱动教学法,打破传统教学模式,以学生为主体,教师为引导,把学习的主动权还给学生,让学生在做任务的过程中,获得知识点的学习,提高学习兴趣和教学质量,通过大量的实例操作来全面提高学生的专业绘图素养,使学生毕业后能在实践中熟练使用CAD进行专业绘图操作。

[1] 钮鹏,王晓初,杨春峰. “工程制图与CAD”课程教学改革与实践[J]. 沈阳大学学报(社会科学版), 2014,16(1):77-79.

[2] 王立峰,刘龙,苏余昌. 工程实例教学法在CAD教学中的应用[J]. 黑龙江交通科技, 2013(10):194-196.

[3] 吴天凤. 基于“任务驱动”的CAD教学方法探讨[J]. 安徽理工大学学报(社会科学版), 2013,15(3):105-108.

[4] 康瑜. 基于工程案例的CAD/CAM项目教学研究[J]. 中国教育技术装备, 2015(22):163-164.

[5] 卢彬,黄晓萍. 任务驱动教学法在高职高专CAD课程中的研究与实践[J]. 江苏科技信息, 2016(5):51-52.

[6] 王晓初,杨金永,李慧翔. 建筑结构CAD技术应用问题探讨[J]. 沈阳大学学报, 2000,12(4):80-82.

【责任编辑 李 威】

CAD Teaching Reform Based on Task Driven Mode in Transformation and Development of Local Colleges and Universities: Taking “Engineering Drawing and CAD” Course in Shenyang University as an Example

NiuPenga,b,WangXiaochua,b,ZhouLea,b,ZhangLilia,b

(a. School of Architecture and Civil Engineering, b. Pollution Environmental Governance and Key Laboratory of Regional Ecological Security, Shenyang 110044, China)

In view of the present situation of “Engineering Drawing and CAD” course, a series of reform measures in the course are put forward, combined with the new requirement on teaching by the transformation and development of local colleges and universities. It has a very important practical significance for the task driven mode to improve the teaching effect of CAD, and it provides a theoretical basis of the study for cultivation of civil engineering, bridge and other professional applied talents.

Engineering Drawing and CAD; transition and development; application-oriented; task-driven

2016-10-01

沈阳大学校级重点教学改革项目(20141208); 辽宁省高等学校本科教育教学改革研究项目(LPRP20140670)。

钮 鹏(1979-),女,辽宁抚顺人,沈阳大学副教授,博士,硕士研究生导师; 王晓初(1967-),男,山东诸城人,沈阳大学教授,博士,博士研究生导师; 周 乐(1978-),女,辽宁营口人,沈阳大学教授,博士,硕士研究生导师。

2095-5464(2017)01-0005-04

TP 391.7

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