1、    基于cdio理念的建筑類工程圖學課程實驗教學改革探索    劉克非嚴永林易文摘要：為提高土木建筑類學生的工程意識和協(xié)作創(chuàng)新精神，工程圖學課程教學應更加注重學生圖形表達、團隊協(xié)作和工程設(shè)計能力的培養(yǎng)。文章結(jié)合傳統(tǒng)的建筑類制圖與設(shè)計課程教學現(xiàn)狀，構(gòu)建了基于cdio理念的建筑類工程圖學課程實驗教學模式，并在不同階段的教學中采用不同的教學方法。結(jié)果表明，基于cdio理念的建筑類工程圖學課程教學新體系，在加強學生空間思維能力、設(shè)計創(chuàng)新能力和實踐動手能力的培養(yǎng)方面取得了明顯效果，對深化工程圖學課程教學改革起到了良好的示范作用。關(guān)鍵詞：工程圖學課程；建筑制圖；

2、cdio；工程意識；教學改革：g642423；tu204文獻標志碼：a：10052909（2017）01015704如何有效培養(yǎng)工程技術(shù)人才的創(chuàng)新設(shè)計能力，提高工科畢業(yè)生的圖形表達、團隊協(xié)作和工程設(shè)計能力，是當前工程圖學課程教研人員面臨的重要課題。中南林業(yè)科技大學建筑制圖教研室結(jié)合該校特點，從傳統(tǒng)建筑制圖基礎(chǔ)課程與專業(yè)設(shè)計課程的結(jié)合入手，基于cdio理念嘗試對建筑類工程圖學課程教學內(nèi)容與方法、教學效果的考核與評價進行改革，旨在增強學生的工程意識、創(chuàng)新思維與團隊協(xié)作能力，從而達到提高工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的1-3。一、傳統(tǒng)的建筑類制圖與設(shè)計課程教學現(xiàn)狀中南林業(yè)科技大學開設(shè)建筑制圖類課程的專業(yè)較

3、多，除了傳統(tǒng)的土木工程、工程管理、工程力學、建筑學、城市規(guī)劃等專業(yè)外，給排水、藝術(shù)設(shè)計、園林、道鐵等專業(yè)學生也需要學習大量的建筑制圖知識。從專業(yè)設(shè)置的情況來看，學校多個學科主要培養(yǎng)建筑、土木和景觀的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品設(shè)計方面的人才，對學生在構(gòu)型設(shè)計和創(chuàng)新能力方面有較高的要求。當前學校土木類和建筑類專業(yè)工程制圖和設(shè)計課程教學體系如圖1所示。從整個建筑圖學課程教學層次和課程安排來看，在圖學課程體系中安排了大量三維cad課程內(nèi)容，各軟件中的設(shè)計與建模操作都是對學生創(chuàng)新思維與設(shè)計表達能力的強化培訓。但在教學方案的實施過程中，各專業(yè)和課程大多出現(xiàn)了圖學課程前后脫節(jié)、難以體現(xiàn)課程間的交叉性和綜合性的問題。其后果是

4、：圖學體系中的各門課程仍為單科性質(zhì)，學習過程中仍以理論分析為主，缺少培養(yǎng)學生直觀判斷力、工程創(chuàng)新意識和設(shè)計理念的教學環(huán)節(jié)，難以培養(yǎng)學生的工程綜合能力。三、基于cdio理念的建筑類工程圖學課程教學改革（一）基于cdio理念的建筑類工程圖學課程教學模式cdio工程教育理念的精髓主要體現(xiàn)在實驗與實踐環(huán)節(jié)，對圖學課程而言，則更多地體現(xiàn)在大二、大三的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課當中。已有的研究表明，在工程圖學和三維cad技術(shù)融合式課程體系建設(shè)和改革過程中，教師往往將工程應用軟件的操作性指導和訓練當作圖學和專業(yè)課程的教學內(nèi)容，以為使用軟件就是教會學生操作方法，而忽略了大學本科層次工程圖學課程教學應達到對學生進行思維

5、及過程訓練的目的6-8。有鑒于此，為真正培養(yǎng)與鍛煉學生的創(chuàng)新性思維和團隊協(xié)作精神，建筑制圖教研室將圖學基礎(chǔ)課程（部分內(nèi)容）與設(shè)計類專業(yè)課程有效整合，構(gòu)建了基于cdio理念的建筑類圖學課程教學體系與指導模式（圖2），以強化學生的工程意識與工程素養(yǎng)。（二） cdio理念在建筑類工程圖學課程中的實際應用開展基于cdio理念的建筑類工程圖學與設(shè)計課程實踐項目，旨在大一的建筑制圖基礎(chǔ)知識學習階段，夯實學生的專業(yè)基礎(chǔ)知識和繪圖基本技能，除加強徒手繪圖、制圖標準規(guī)范和形體表達方法（視圖、剖切、斷面）的訓練外，在專業(yè)圖部分引入三維模型和形體設(shè)計基礎(chǔ)內(nèi)容，將原有的建筑（或結(jié)構(gòu)）施工圖的簡單抄繪轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂性O(shè)計和創(chuàng)

6、新意識的思考訓練。除在cai課件中加強“結(jié)構(gòu)”和“形體”概念外，在設(shè)計過程中融入簡單的工程材料常識，并鼓勵學生用三維草圖快速表達其基本的設(shè)計思想。此為構(gòu)想階段。在后期的專業(yè)繪圖與分析課程教學中，尤其是設(shè)計與計算軟件的學習中，任課教師可將課程涉及的具體實踐科目設(shè)計成各個獨立的工程項目，并相應地將學生劃入各項目小組。這些實訓項目大多與工程實踐或現(xiàn)實生活相關(guān)，要求學生從圖學（或力學）基礎(chǔ)理論知識入手，結(jié)合設(shè)計項目所處的環(huán)境及相應的使用功能要求，設(shè)計出符合實用性、美觀性和經(jīng)濟性要求的工程結(jié)構(gòu)，在突出創(chuàng)造性設(shè)計理念的同時保持作品的工程應用性。在指導學生設(shè)計的過程中既要特別強調(diào)作品的功能性，不能僅為創(chuàng)新而

7、創(chuàng)新，又要鼓勵和激發(fā)學生的創(chuàng)新設(shè)計熱情，培養(yǎng)學生善于觀察和思考問題的能力，避免學生作品設(shè)計華而不實。此為設(shè)計階段。圖3和圖4分別為不同專業(yè)學生在此階段設(shè)計或計算的工程結(jié)構(gòu)實例。cdio理念中的實施與操作階段旨在培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和交流溝通能力，也是學生接觸工程實際問題并進行有效實踐訓練的階段，即所謂邊學邊做、邊做邊學的過程，也稱為“干中學”。在這一過程中針對設(shè)計階段教師所給出的工程結(jié)構(gòu)項目，利用不同的專業(yè)軟件實現(xiàn)其實體造型，并對構(gòu)件進行模擬。在有條件的情況下，教師應鼓勵和帶領(lǐng)學生將設(shè)計和構(gòu)造出的工程實體按一定比例制作成模型，供學生相互學習或作為參加科技創(chuàng)新活動的作品。圖5所示為土木工程專業(yè)

8、學生用竹片制作的工程結(jié)構(gòu)物模型。道路cad課程為道路與橋梁工程專業(yè)最重要的專業(yè)課之一。該課程有24個學時的上機實踐課，主要培養(yǎng)學生對路線及道路相關(guān)設(shè)施進行優(yōu)化設(shè)計的能力。為真正培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神，任課教師可將實踐教學部分的成績考核采用分組完成工程項目的形式進行（表1）。在道路設(shè)計中為體現(xiàn)公路這一帶狀三維空間構(gòu)造體的實體造型，提高學生對三維cad軟件的應用能力，應要求學生對道路的重要路段和重要構(gòu)筑物采用透視圖的形式表達，并檢驗設(shè)計質(zhì)量，引導學生將圖學知識與專業(yè)知識有效結(jié)合，真正做到學以致用。這種“干中學”的教學方式可使學生在學習專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)學生的工程意識、工程能力和協(xié)作創(chuàng)新精神

9、，增強學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。 （三）建筑類工程圖學與設(shè)計課程教學改革成果學校建筑類工程圖學課程體系改革自2010年開始至今，已初步完成了實驗班的cdio教學方法設(shè)計，將建筑制圖課程與專業(yè)課程中的繪圖或設(shè)計軟件等有關(guān)內(nèi)容，融入設(shè)計型、綜合型的創(chuàng)新實踐項目中，在教師的指導下由學生完成結(jié)構(gòu)設(shè)計或計算，以培養(yǎng)學生綜合應用圖學、力學、數(shù)學和計算機科學知識的能力。教學改革結(jié)出了豐碩的成果，截至2014年底，學校共有38項大學生創(chuàng)新性實驗項目獲批立項，其中省級項目12項；獲得包括“高教杯”全國大學生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽建筑類比賽、湖南省力學競賽和湖南省大學生結(jié)構(gòu)模型設(shè)計競賽等

10、在內(nèi)的國家級、省級競賽項目獎30余項，其中一等獎6項，二等獎9項，三等獎15項，優(yōu)勝獎/團體獎5項；共完成11項相關(guān)的教研教改項目，完成了12門專業(yè)基礎(chǔ)課/專業(yè)課的創(chuàng)新性實驗項目的設(shè)計與教學；相關(guān)專業(yè)學生的就業(yè)率連年保持在90%以上。已畢業(yè)的學生普遍認為，基于cdio理念的工程圖學與設(shè)計課程教學改革，對學生的理論學習、實驗技能訓練、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及實際應用系統(tǒng)的設(shè)計和制作能力的提高都有積極的促進作用。四、結(jié)語對建筑類工程圖學與設(shè)計課程教學的改革，主要是按照cdio教育理念與模式調(diào)整課程教學內(nèi)容與方法，在此過程中積累了相關(guān)課程項目設(shè)計與教學方法的經(jīng)驗。這些經(jīng)驗可進一步應用于建筑類相關(guān)專業(yè)的其他

11、主干課程教學中，形成建筑類工程專業(yè)學生工程素質(zhì)培養(yǎng)的整體教學體系。基于cdio模式的實驗課程設(shè)計與實踐方法，對其他理工類學科專業(yè)的教學改革也具有重要的參考和借鑒價值。參考文獻：1王偉冰，張東梅，李玉菊，等. 基于cdio 理念的新機械制圖教學模式研究j. 長春理工大學學報：社會科學版，2010，23（1）：171-172.2陳霞. 計算機繪圖與工程制圖課程階段式融合教學模式探討j.職業(yè)技術(shù)教育：教學版，2006，27（20）：14-15.3劉克非，湯小紅，吳慶定. 建筑類工程圖學實踐創(chuàng)新型教學內(nèi)容與方法的研究與實踐j.圖學學報，2013，34（6）：123-129.4鐘金明，李苑玲. 基于cd

12、io理念的工程教育實踐教學改革初探j(luò). 實驗科學與技術(shù)，2009，7（6）：67-69.5張準，鐘麗云. 基于cdio 理念的光電技術(shù)實驗課程設(shè)計與實踐j. 實驗室研究與探索，2012，31（8）：367-370.6魏屏，李金偉. 基于目標分解法解析“土木工程制圖”的研究j.工程圖學學報，2010（5）：132-137.7王國順，張旭，李寶良.引導與創(chuàng)新理念在“制圖實踐”課程建設(shè)中的應用研究j. 工程圖學學報，2010（5）：123-127.8李冬梅，張持重，張耀娟，等.以創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標的設(shè)計圖學課程改革的研究與實踐j. 工程圖學學報，2010（3）：161-164.abstract：in

13、order to improve the engineering consciousness and collaborative innovation spirit of civil construction students， engineering graphical teaching staff should pay more attention to cultivating the graphics expression， team collaboration and engineering design ability of students. combined with the t

14、eaching situation of traditional architectural drawing and design courses， based on the cdio education concept and its characteristics， a new teaching mode was built and different teaching methods were used at different stages. the results showed that the new system can enhance the ability of space thinking， design innovation and practice