工程教育下的建筑CAD課程教學(xué)改革

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【摘要】根據(jù)建筑專業(yè)工程人才培養(yǎng)的新要求，探索基于CDIO工程教育理念的建筑cad課程改革，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、專業(yè)教師水平和考核方式。旨在以CDIO大綱中應(yīng)用能力為導(dǎo)向，CAD技術(shù)為手段，實(shí)際項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)能力、綜合能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】CDIO；CAD技術(shù)；工程能力

1引言

當(dāng)前，“一帶一路”、國際化城市建設(shè)等重大戰(zhàn)略的實(shí)施，催生了新一輪的基礎(chǔ)設(shè)施、房地產(chǎn)、新興工業(yè)項(xiàng)目的建設(shè)，也加速了建筑生產(chǎn)的集約化、智能化、智慧化進(jìn)程。這些不僅需要增加建筑行業(yè)就業(yè)人員數(shù)量，同時(shí)對建筑專業(yè)工程人才的培養(yǎng)提出了新的要求。其中能熟練應(yīng)用建筑CAD技術(shù)是建筑專業(yè)工程人才必備的核心技能之一。眾所周知，CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)可以大大提高工作效率，縮短設(shè)計(jì)周期，熟練掌握CAD技術(shù)已成為各行業(yè)工程人員必備的職業(yè)技能?！督ㄖ﨏AD》作為土建類專業(yè)CAD技術(shù)的主要載體課程，其實(shí)踐性強(qiáng)且與國家行業(yè)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)緊密聯(lián)系，是后續(xù)課程和其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)，也是一門重要的專業(yè)技術(shù)課[1]。而當(dāng)前教育模式下，高校所培養(yǎng)的CAD人才在各項(xiàng)工程能力上都很難達(dá)到現(xiàn)代建筑工程人才需求，迫切需要新的教育理念的引入。CDIO是由美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家理工學(xué)院等4所大學(xué)組成的工程教育改革研究團(tuán)隊(duì)，針對理論知識與實(shí)踐能力并重的工科人才培養(yǎng)原則，提出的以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思（Conceiving）、設(shè)計(jì)（Designing）、實(shí)現(xiàn)（Implementing）、運(yùn)行(Operation)。其核心就是“教、學(xué)、做”三位一體，即教師變身成“大學(xué)教師”與“準(zhǔn)工程師”的結(jié)合體，使學(xué)生在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，有效做到“做中學(xué)”。

2傳統(tǒng)教育理念下建筑CAD課程面臨的問題

建筑CAD課程對建筑類專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識培養(yǎng)具有重要作用，學(xué)生熟練掌握和應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行工程圖的繪制或建模，為后續(xù)的建筑結(jié)構(gòu)、建筑施工、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等打下良好的基礎(chǔ)，也為順利畢業(yè)并快速適應(yīng)工作崗位奠定基礎(chǔ)[2]。因此，土建類院校一直非常重視建筑CAD課程的教學(xué)工作，也進(jìn)行了一系列比較有效的改革，如增加實(shí)踐環(huán)節(jié)、推動項(xiàng)目式教學(xué)、改革考核方式等。然而，受傳統(tǒng)教育理念影響，導(dǎo)致所培養(yǎng)學(xué)生仍然無法滿足社會對建筑CAD人才的需求。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際脫軌很多教師在講授建筑CAD時(shí)，單純地利用一些相關(guān)軟件進(jìn)行教學(xué)，即使加入一些項(xiàng)目進(jìn)行練習(xí)，但是仍然圍繞基本繪圖知識展開，教學(xué)內(nèi)容上沒有一套完整的工程實(shí)例，繪圖知識點(diǎn)之間缺乏系統(tǒng)性、連貫性，學(xué)生學(xué)后對工程實(shí)際案例缺乏概念[3]，仍然無法具備工程實(shí)踐能力，更談不上具有創(chuàng)新意識。2）教學(xué)模式受到客觀條件限制CAD課程雖然多采用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行授課，如利用多媒體軟件進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)，利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂，這些教學(xué)模式雖然相較以前有很多的進(jìn)步，但是由于受CAD軟件更新速度、教學(xué)硬件設(shè)施條件、教師工程能力水平、學(xué)生接受能力不同等因素影響，教學(xué)效果一直不理想。3）專業(yè)教師缺乏企業(yè)實(shí)踐鍛煉隨著近年來土建類專業(yè)招生規(guī)模的迅速擴(kuò)大，專業(yè)教師緊缺成為高校的一個(gè)普遍現(xiàn)象，因此很多學(xué)校引進(jìn)了大量剛剛畢業(yè)的碩士生和博士生作為青年教師以充實(shí)教師隊(duì)伍。由于這些教師入職前的學(xué)習(xí)經(jīng)歷都是在學(xué)校里完成，雖然理論知識扎實(shí)，但缺乏實(shí)際工程的鍛煉，工程素質(zhì)普遍不高。其很難將學(xué)生培訓(xùn)達(dá)到現(xiàn)代建筑工程人才需求水平。4）考核方式阻礙創(chuàng)新精神實(shí)現(xiàn)我院將建筑CAD課程成績評定為：總成績=平時(shí)20%+作業(yè)10%+期中10%+期末60%，從公式可以看出，期末成績?nèi)匀黄饹Q定性作用。“一考定論”和“千人一卷”的現(xiàn)象仍然存在，這就導(dǎo)致了部分學(xué)生不注重平時(shí)的學(xué)習(xí)與積累，考前臨時(shí)抱佛腳[4]。不合理的考核方式造成了學(xué)生思想懈怠、能力低下，學(xué)習(xí)上缺乏主動性、積極性，也阻礙了學(xué)生創(chuàng)新精神。因此，為切實(shí)提高土建類專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，為社會輸送合格的建筑工程人才，有必要對建筑CAD課程考核方式進(jìn)行改革。

3基于CDIO理念的建筑CAD課程改革措施

CDIO大綱將工程畢業(yè)生的能力分為基礎(chǔ)能力、綜合能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力[5]，而這些能力也是建筑工程人才必備的技能?；贑DIO理念，以工程實(shí)際項(xiàng)目為載體，達(dá)到“教、學(xué)、做”三位一體，使教師成為“大學(xué)教師”與“準(zhǔn)工程師”的結(jié)合體，使學(xué)生有效做到“做中學(xué)”。建筑CAD課程改革具體措施如下：1）教學(xué)內(nèi)容模塊化根據(jù)CDIO能力要求，將建筑CAD課程內(nèi)容劃分為4個(gè)模塊，即基礎(chǔ)模塊、綜合模塊、項(xiàng)目模塊和拓展模塊。以學(xué)生熟知的一個(gè)實(shí)際住宅項(xiàng)目為例，從該項(xiàng)目建筑小部件門窗、樓梯、沙發(fā)、衣柜等入手進(jìn)行基礎(chǔ)模塊的學(xué)習(xí)，然后再進(jìn)行綜合模塊中平面圖和施工圖等綜合圖例的繪制，接著合成一個(gè)總項(xiàng)目工程圖，最后由住宅項(xiàng)目拓展到其他辦公項(xiàng)目、商業(yè)建筑項(xiàng)目和餐飲建筑項(xiàng)目等。此過程的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，既可以使學(xué)生加深對工程項(xiàng)目實(shí)施過程的理解，培養(yǎng)學(xué)生繪圖能力，又可以將其他課程融合到本課程當(dāng)中，達(dá)到融會貫通的目的。教學(xué)內(nèi)容層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣，能不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其各項(xiàng)工程能力得到不斷提升，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。具體實(shí)施方案如圖1所示。2）教學(xué)模式多樣化基于CDIO能力要求，在課程內(nèi)容模塊化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行教學(xué)模式的改革?？紤]到各模塊內(nèi)容的特點(diǎn)不同，可打破單一固定的教學(xué)模式，采取多種教學(xué)模式。即根據(jù)課程內(nèi)容分模塊設(shè)置教學(xué)模式如下：①基礎(chǔ)模塊使用實(shí)例教學(xué)法基礎(chǔ)項(xiàng)目中精選了項(xiàng)目中一些基礎(chǔ)部件作為講解實(shí)例，這些實(shí)例針對性和啟發(fā)性都較強(qiáng)，在講解過程中，可結(jié)合建筑CAD課程的基礎(chǔ)知識和相關(guān)命令來組織教學(xué)，由淺入深、循序漸進(jìn)的逐步講解，這種實(shí)例教學(xué)法，能夠使學(xué)生初步意識到課程的重要性，從而激發(fā)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)熱情，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。②綜合模塊應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法隨著授課內(nèi)容的不斷深入，學(xué)生的繪圖能力不斷提高，在此模塊學(xué)習(xí)初期可先將整個(gè)項(xiàng)目的建筑施工圖整體呈現(xiàn)出來，由任課教師進(jìn)行總體講解，并按照同組異質(zhì)[6]的分組原則，將班級人員分成4-6組，每組成員再細(xì)分相應(yīng)的任務(wù)，最后各組成員共同努力完成整套施工圖。學(xué)生在接到任務(wù)后，通過小組討論、資料查閱、圖形繪制及設(shè)計(jì)修改等環(huán)節(jié)，可以切實(shí)體會到CAD軟件的魅力，此種教學(xué)法將CDIO的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行過程運(yùn)用其中，真正實(shí)現(xiàn)了“做中學(xué)”，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[7]。③項(xiàng)目模塊運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)生經(jīng)過前兩個(gè)模塊學(xué)習(xí)，對軟件各項(xiàng)功能已經(jīng)比較了解，對建筑施工圖的繪制要點(diǎn)也已熟悉。接下來在進(jìn)行結(jié)構(gòu)和設(shè)備施工圖的學(xué)習(xí)時(shí)，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂形式，學(xué)生通過之前學(xué)習(xí)的積累和借助于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，由主動聽課群體變成主動參與課堂的主體，培養(yǎng)了學(xué)生的工程能力[8]。教師則可將更多的時(shí)間和精力投入到引導(dǎo)學(xué)生解決問題的研究之中[9]。④拓展模塊利用慕課資源拓展模塊因受教學(xué)課時(shí)限制，教師很難再面面俱到、按部就班的將其他項(xiàng)目一一講解。近年來，受互聯(lián)網(wǎng)影響，出現(xiàn)了大量優(yōu)質(zhì)慕課資源，因此該模塊的學(xué)習(xí)可改為利用慕課資源讓學(xué)生自學(xué)，教師可以將優(yōu)質(zhì)資源推薦給學(xué)生，學(xué)生利用課下時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師根據(jù)學(xué)生反映的問題進(jìn)行集中答疑。這種模式既可解決課時(shí)不足問題，又可滿足差異化教學(xué)。各模塊教學(xué)模式安排如圖2（圖中阿拉伯?dāng)?shù)字表示該任務(wù)所含課時(shí)數(shù)）。3）專業(yè)教師實(shí)踐化教師素質(zhì)和教學(xué)能力水平?jīng)Q定教學(xué)效果。CDIO理念下教師不僅是建筑類專業(yè)理論知識領(lǐng)域?qū)＜?，更?yīng)該熟悉工程項(xiàng)目現(xiàn)場管理模式，能操控先進(jìn)工程設(shè)備和技術(shù)，在應(yīng)對實(shí)際工程問題能以有效方式解決[10]，是“大學(xué)教師”與“準(zhǔn)工程師”的結(jié)合體。CDIO專業(yè)教師可以通過外引內(nèi)培的方式，“外引”是健全“人才引聘”制度，加大優(yōu)惠政策，引進(jìn)專業(yè)理論水平過硬、工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的雙師人才，也可定期聘請建筑一線的知名專家學(xué)者舉辦學(xué)術(shù)講座；“內(nèi)培”是通過專業(yè)訓(xùn)練、企業(yè)掛職等方式鼓勵(lì)青年教師參與大中型工程項(xiàng)目實(shí)踐，促進(jìn)青年教師理論和實(shí)踐能力的全面提高。4）考核方式多元化公平公正的考核方式能督促學(xué)生擺正學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)習(xí)動力。為切實(shí)提高學(xué)生建筑工程應(yīng)用能力，在課程考核中應(yīng)注重各階段性任務(wù)完成情況[11]。在考核方式上可以采取多種方式，比如基礎(chǔ)模塊采取個(gè)人考核（占比20%），以學(xué)生當(dāng)堂實(shí)例完成的情況進(jìn)行考核，本項(xiàng)目共8課時(shí)，分4次上完，這樣每次課成績占比5%；綜合模塊采取小組考核（占比40%），該考核指標(biāo)包括組內(nèi)成員互評（10%）+組長評定（10%）+教師評定（20%）；項(xiàng)目模塊采取綜合考核（20%），因該項(xiàng)目內(nèi)容涉及建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖和設(shè)備施工圖，教師可根據(jù)該模塊綜合表現(xiàn)進(jìn)行考核；拓展模塊采取公開考核（20%），因該項(xiàng)內(nèi)容是由同學(xué)根據(jù)慕課資源拓展學(xué)習(xí)的結(jié)果，最終的成果可以采取大作業(yè)的形式，由教師（10%）和班級同學(xué)（10%）進(jìn)行公開評定。通過多種考核方式，能保證課程考核的全面性和公平性。其考核成績既能反映學(xué)生創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，也能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情[12]。

4結(jié)語

以CDIO工程教育理念為指導(dǎo)，探索了如何提高學(xué)生CAD技術(shù)能力，提出了對教學(xué)內(nèi)容模塊化、教學(xué)模式多樣化、專業(yè)教師實(shí)踐化、考核方式多元化的“四化”課程改革措施。當(dāng)然，課程改革需要在實(shí)踐中不斷摸索和改進(jìn)。今后我們將在實(shí)踐中逐步完善各個(gè)環(huán)節(jié)，以培養(yǎng)適合建筑行業(yè)需要的工程應(yīng)用人才。

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作者：胡鳳菊 吳霞 衣淑麗 安麗潔 單位：青島黃海學(xué)院