《土木工程CAD》课程教学模式初探

1、 PAGE 13土木工程CAD课程教学模式初探 胡敬佩摘要：土木工工程CAD是是一门实践性性很强的课程程，笔者在教教学中改变了了传统的先上上理论课，然然后上机练习习的方法，而而构建了一种种以学生为主主体，以教师师为主导，以以学生自主学学习为主线的的基于多种媒媒体组合和网网球环境下的的自主学习教教学模式：辅辅导教学（激激发学习兴趣趣一一创设三三维动画激发学生学学习积极性提出问题题）自主学习习网上协作作学习，以探探索适合在职职业余学生学学习土木工工程CAD课课程的教学模模式，培养学学生的创新能能力和应用AAutoCAAD绘图软件件绘制土木工工程图的能力力。一、教学目的和和要求AutoCADD是非常

2、先进进的计算机工工程绘图软件件，利用它使使得技术制图图工作简单易易行。如今计计算机绘图已已广泛应用于于建筑行业及及工业领域和和科学研究及及人们社会生生活中，成为为计算机辅助助设计CADD（Compuuter AAided Desiggn）、可视视化计算机仿仿真、虚拟现现实等现代信信息技术的重重要组成部分分。目前计算算机绘图正在在逐渐取代绘绘图板、丁字字尺和绘图仪仪器的传统绘绘图方法，把把设计人员从从繁重的绘图图工作中解放放出来，投入入创造性的设设计工作中。同同时把三维设设计引入制图图课堂内，用用AutoCCAD绘制三三维模型、效效果图和动画画等，使投影影图和空间形形体之间的关关系直观、生生动地

3、表现出出来，从而提提高学生的学学习兴趣和教教学效果本课课程的目的与与任务是使学学生通过学习习和示例的分分析，掌握使使用AutooCAD计算算机绘图软件件，开发土木木工程CADD一般方法和和特点，掌握握计算机绘图图的主要功能能和利用AuutoCADD绘制土木工工程图。还能能够根据实际际需要自行二二次开发简单单的绘图软件件包，并为今今后进一步使使用AutooCAD绘图图软件或其他他计算机绘图图软件应用程程序打下基础础。AutoCADD本身的特点点是基本绘图图命令多，实实践性强，涉涉及面广。它它既像其他的的绘图软件一一样，有自身身的语言，技技术制图思维维，最特别的的在于它绘图图功能强大，可可以说是无

4、所所不能。故在在教学过程中中一方面要加加强学生动手手能力的培养养，另一方面面对于关键性性绘图命令及及图形的形成成要讲解清晰晰，要通俗易易懂，让学生生在较短的时时间内尽可能能地理解和掌掌握利用AuutoCADD设计土木工工程图的方法法和技巧，弄弄懂形与数的的结合。二、模式运行背背景：课程特特点和学生特特点1教学背景分分析在传统教育中，向向来重视理论论教学而忽视视实践教学和和动手能力的的培养，人们们关注的焦点点是如何进行行教学，而对对于“应教什么内内容”，“为什么教这这些内容”，“教学内容的的性质、价值值、结构、功功能如何”等问题，却却较少涉及与与工作实践相相结合。因此此，而土木木工程CADD教材

5、却不不易授理论课课，适合上机机学习和多媒媒体教学，主主要原因是教教材专业术语语太多，理论论性太强，不不直观、不能能所见所得。要要学习好该门门课程，学生生必须要有工工程制图基础础和计算机应应用基础知识识才能看懂教教材。2课程特点和和学生特点AutoCADD难教。一是是难在无多媒媒体教学条件件下。由于AAutoCAAD绘图与应应用是一门实实践性很强的的课程，对于于学生来说，需需要一定的上上机条件，但但现在一些教教学单位缺少少相应的上机机和多媒体教教学条件（足足够数量和质质量的计算机机和投影仪等等）。教师上上课只能采用用传统的教学学方法，在黑黑板上画AuutoCADD所能绘制的的图形和绘图图命令。教

6、师师讲得很辛苦苦，很费力，但但学生还是很很难理解。二二是难在学生生基础较差。绝绝大多数电大大学生都是在在职业余学生生，他们的基基础知识参差差不齐，有部部分学生过去去学的是经济济、理科或其其它专业的。这这无形中给教教师增加了教教学难度。三三是难在工学学矛盾突出。很很多学生不能能保证有足够够的时间来学学习，一旦缺缺课，影响后后面的内容的的学习。这就就给教师增加加了教学难度度。四是难在在学生英语程程度参差不齐齐。3学习难度分分析调查表明，一般般学生认学AAutoCAAD绘图较难难，即便是基基础较好的学学生。主要原原因一是有些些学生没有技技术制图基础础，即便是有有一点计算机机绘图的知识识，也是一知知半

7、解。如有有的学生会一一点AutooCAD的二二次开发软件件：天正建筑筑、结构制图图等，对一些些教学过程要要求的图形基基本形成原理理不清楚。二二是AutooCAD绘图图软件是在英英语、工程制制图基础和计计算机应用的的基础的融合合。由于先行行课程没有学学好或没有学学过技术制图图，对为什么么要这样画？为什么要这这样操作计算算机绘图命令令不理解。因因此，有一部部分学生需要要花很多的时时间才能从手手工制图转换换为计算机绘绘图。4教学中教师师角色的转换换教师在教学中最最重要的挑战战之一就是教教师与学生的的角色转换，即即教师应从传传统信息提供供者、转变角角色，成为学学生的“学习伙伴”，即教师自自己也应该是是

8、一个学习者者。例如：应应激励学生在在探究问题时时，去认识自自己的所存在在问题和所需需解决的难点点。为激励和和支持学生自自主学习，教教师不应该仅仅仅遵照预先先制定的课堂堂教学设计。此此外，教师应应该和学生一一起做一个学学习参与者，做做到教学相长长。实践表明，这一一角色的转换换对很多教师师来说是十分分困难的，尤尤其是处于学学生习惯于把把教师视作“专家”，而不是“指导者”和“学习者”角色的传统统的课堂文化化背景中。在AutoCAAD绘图软件件教学中，要要注重转变教教师与学生的的角色互换，让让学生认识到到自己是教学学的主体，是是学习的主人人。教师在教教学中，应变变学生的“要我学”为“我要学”，因人而异

9、异进行双语教教学，讲求方方法，用灵活活多变的方式式，激发学生生的学习动机机，结合专业业绘图，二维维三维教学并并重，接合高高等数学中的的空间解析几几何知识，激激发学生掌握握AutoCCAD绘图软软件及原理的的积极性。为把教学过程的的重心由教转转到学中来，由由单纯传授知知识转移到重重视培养能力力上来，教师师应对学生思思考问题的方方法适时给以以指导，以帮帮助学生开启启思路。在教教学过程中，教教师应想方设设法凋动学生生的各种感官官，激发学生生的思维，为为学生创设一一个有利于积积极主动、创创造性地进行行学习的情境境，并引导和和组织他们进进人这个境界界。三、模式基本框框架以学生为主体，以以教师为主导导，以

10、学生自自主学习为主主线的基于多多种媒体组合合和网球环境境下的自主学学习教学模式式基本框架：激发学习兴兴趣一一创设三维维动画激发学生生学习积极性性提出问题题自主学习习网上协作作学习，以探探索适合在职职业余学生学学习土木工工程CAD课课程的教学模模式，培养学学生的创新能能力和应用AAutoCAAD绘图软件件绘制土木工工程图的能力力。四、课程教学模模式运行设计计如下：用mouse点点击模式运行行中方框，可可得所需内容容。并配有图形、动动画和语音达达到多媒体教教学效果。土木工程CAD土木工程CAD学习辅导在线测试热线答疑练习集要助学资源知识总要重难点讲解术语集锦实作演示背景资料辅导内容知识点检索1激发

11、学生的的学习兴趣要让学生学好土土木工程CAAD这门课程程，最重要的的是要激发学学生对本课程程的兴趣，使使学生有学好好本课程的要要求。在进行行教学设计时时，第一次课课首先介绍AAutoCAAD的主要功功能和基本特特点，并选择择一些示例来来说明AuttoCAD在在土木工程中中的应用。这这样可以让学学生知道，学学习土木工程程CAD这门门课程在今后后自己的工作作中是必不可可少的。为了了进一步激发发学生对本课课程的兴趣，多多媒体授课后后，一定让学学生进行上机机练习并加以以指导。例：用mousse单击模式式运行中重难难点讲解方框框图，单击第第八章单击三维实体体造形单击例题2 可得以下图所示示的带孔板件件模

12、型为例说说明创建拉伸伸实体的方法法。：指定高高度，拉伸二二维图形生成成三维实体。（a） (bb) (c)绘制二维图形形(见图(aa)。进入入三维绘图状状态。对图中（a)所示的二维维图形使用下下拉菜单：DDrawSoolidsEExtrudde启动拉伸命令令带圆角的矩矩形和五个圆圆为拉伸对象象给定拉伸高高度20，倾倾斜角度0。即即得板件的实实体模型和五五个圆柱的实实体模型作体的布尔尔“差”运算从所拉伸带带圆角的矩形形中减去5个个圆柱(如图图(b)所示示简单渲染后后如图(c)所示。实践证明，学生生看完二维及及三维绘图效效果的实例后后，学生一般般都会感兴趣趣，他们认为为用AutooCAD绘图图软件来

13、绘制制工程图很方方便，产生一一种强烈的学学好这门课程程的愿望。2创设学习情情境学习环境中的情情境必须有利利于学习者对对所学内容的的意义建构。在在教学没计中中，它有利于于学习者建构构意义的情境境是最重要的的环节，使学学习和工程制制图基本一致致或与其它软软件互动使用用。为了让学生能够够很快理解和和弄懂该课程程的内容，在在编写多媒体体教案时，设设计了绘图的的例子。例如如，在讲解“三维实体”绘制方法时时：首先讲解解“基本形体的的组合”技术制图方方法、用途、再再进行软件绘绘制基本形体体和布尔运算算，解释体与与体的交线符符合空间解析析几何的联立立求解。然后后调入3dssmax.软软件。用一个个综合示例来来

14、说明“三维实体”在AutooCAD中的的绘图方法及及与其它图形形软件的相互互转换。例：没计一个三三维动化的组组合实体。首先由教师在计计算机上讲解解演示例子绘绘制，然后要要求学员上机机练习绘制实体作色渲染。使使学生产生浓浓厚的学习兴兴趣。通过这个例子，把把一个看起来来比较复杂的的问题简单化化了，学生理理解起来非常常直观，易于于掌握，这样样就更加激发发了学生学好好土木工程CCAD的兴趣趣。其次根据学生的的英语程度，尽尽量进行双语语（英、汉）教教学。3提出问题在教学过程中除除了要创设情情景，激发学学生的学习兴兴趣外，最重重要的是要培培养学生的分分析问题和解解决问题的能能力，利用各各种方法选择择出与当

15、前学学习主题密切切相关的真实实性事件或问问题作为学习习的中心内容容(让学生面面临一个需要要立即去解决决的现实问题题)。大量的的实践和发现现活动都与学学习者问题解解决有关，学学习者问题解解决的过程包包括五个步骤骤：绘图功能和和计算功能；输入功能、存存储功能及输出功能(3)与其它它图形软件及及程序软件的的交互功能；如何绘制一一张完整的土土木工程图；开始意识到到难题的存在在形成和评价价结论。笔者在教学过程程中经常故意意设置一些绘绘图漏洞，然然后给学生一一些提示，让让学生进行讨讨论，尽量想想办法去解决决这些问题。学学生会发现绘绘不出图形。并并演示错误绘绘图绘学生观观看。做完上上述演示后，给给学生确定错

16、错误的关键所所在，并给出出一些提示，让让学生思考解解决。在教学学中应根据问问题的难易程程度，采用不不同的教学方方法，如果给给出的问题比比较简单，就就要求学生在在课堂上马上上解决，然后后进行点评；如果给出的的问题有一定定的难度，就就要求学生回回家完成，并并通过电子邮邮件或者在线线讨论与老师师、同学进行行交流，下次次上课时再对对学生解决的的问题进行点点评。（二）自主学习习模块利用网上教学答答疑公开讨论区区、课程讨论论区及答疑区区、BBS、电电子邮件（HH）、电电话以等方式式解决个体学学习和小组协协作学习中的的疑难问题以以及做作业和和课后习题中中的疑难问题题。自主学习不是由由教师直接告告诉学生应当当

17、如何去解决决面临的问题题，而是由教教师向学生提提供解决该问问题的有关线线索(例如需需要搜集哪一一类资料、从从何处获取有有关的信息资资料以及现实实中专家解决决类似问题的的探索过程等等)，并要特特别注意发展展学生的“自主学习”能力。自主主学习能力包包括：确定学习内内容表的能力力(指为完成成与给定问题题有关的学习习任务所需要要的知识点清清单)；获取有关信信息与资料的的能力(知道道从何处获取取以及如何去去获取所需的的信息与资料料)；利用、评价价有关信息与与资料的能力力。由于学生生的最大困难难是：工学矛矛盾突出，很很多学生不能能保证有足够够的时间来上上课，一旦学学生缺了一次次课，后面的的内容就无法法学懂

18、了，这这给教师增加加了教学难度度。笔者在教教学过程中，尽尽力培养学生生的自主学习习能力。针对对电大学生的的实际情况，在在第一次上课课时，首先要要给学生介绍绍学好的土土木工程CAAD的一些些基本方法，如如果学生缺了了课，就教会会他如何到重重庆电大网页页上收看视频频点播，补上上缺课内容；如果学生在在学习过程中中遇到问题，教教会学生如何何通过电话、电电子邮件，网网上BBS和和在线讨论等等方式与同学学、老师进行行探讨。特别别要教会学生生如何到Innterneet网络中去去搜索，查询询自己需要的的资料，不断断提高自己的的计算机绘图图能力。具体做法如下：1利用重庆电电大已建成的的连接市校和和试点分校具具有

19、信息浏览览、查询、文文件下载、在在线交流、邮邮件服务、BBBS讨论、实实时交互教学学、视频点播播、课件点播播、网上图书书馆等功能的的城域网进行行学习。2利用电大在在线课程教学学平台，学习习本课程的教教学大纲、课课程说明、课课程实施方案案、IP课件件、重难点辅辅导、电子教教案、平时作作业、自检自自测等丰富的的网上教学媒媒体资源的相相关内容。3利用重难点点辅导、电子子教案、平时时作业、自检检自测等丰富富的网上教学学媒体资源需需掌握的具体体内容有：图图形信息的计计算机处理、计计算机图形学学的应用、图图形程序设计计。掌握各种种常用图形输输入设备的主主要技术参数数。AutooCAD20000基本绘绘图命

20、令、基基本编辑命令令的使用，图图形信息的组组织与管理、建建筑平、立、剖剖施工图的绘绘制。4利用文字媒媒体资源，通通过上机练习习掌握本门课课程的有关填填空和问答、单单项选择、是是非判断题。具具体内容主要要分布在教材材第1章、第第2章、第55章、第6章章、第7章、第第8章、第110章。5利用网上教教学答疑公开讨论区区、课程讨论论区及答疑区区、BBS、电电子邮件（HH）、电电话以等方式式解决个体学学习和小组协协作学习中的的疑难问题以以及做作业和和课后习题中中的疑难问题题。（三）网上协作作学习模块“教学论坛”BBS、电电子邮件、电电话、教学答答疑等方式小组成员之之间、与辅导导教师之间通通过讨论、交交流

21、加以解决决。通过不同观点的的交流、补充充、修正，加加深每个学生生对当前问题题的理解，激激发学生的学学习兴趣。通通过创设符合合教学内容要要求的情景和和提示新旧知知识之间联系系的线索，帮帮助学生建构构当前所学知知识的意义。为为使学生的意意义建构更为为有效，教师师应尽可能组组织协作学习习，展开讨论论和交流，并并对协作学习习过程进行引引导，使之朝朝有利于学懂懂的方向发展展。这些引导导的方法主要要有：提出适适当的问题以以引导学生的的思考和讨论论；在讨论中中没法把问题题逐步引向深深入，以加深深学生对所学学内容的理解解；启发和诱诱导学生自己己去发现规律律，自己去纠纠正和补充错错误和片面的的认识，逐步步培养学

22、生自自主学习的能能力和习惯。针对电大学生的的特点，笔者者主要采用两两种方式指导导学生进行协协作学习。一一是在多媒体体网络教室指指导学习；二二是在重庆电电大网页上通通过电子邮件件、在线讨论论和BBS等等指导学生进进行网上协作作学习。在教教学过程中，笔笔者主要采用用“网上协作学学习”方式指导学学生进行协作作学习。同学们在学习过过程中，有土土木工程CAAD作业中的的难题、文字字教材中的学学习困难等，也也可通过“教学论坛”BBS、电电子邮件、电电话、教学答答疑等方式小组成员之间间、与辅导教教师之间通过过讨论、交流流加以解决。在土木工程CAAD的教学设设计中，一般般组织两次小小组协作学习习(每个小组组8

23、人左右)，前半期进进行一次，后后半期进行一一次。第一次次小组协作学学习(安排在在前半期)，要要求每个小组组完成中央电电大要求的平平时作业和上上机实习报告告。在进行每次小组组协作学习之之前，先在多多媒体网络教教室进行集中中讲解，并给给学生讲解平平时作业绘图图的基本思路路和方法。提提出一些要求求和问题，布布置完成方式式和时间，然然后要求学生生在家或办公公室进行设计计，老师和学学生通过电子子邮件、在线线讨论和BBBS等进行网网上协作学习习和指导，最最后进行集中中点评。从本本次小组协作作学习情况分分析，很受学学生欢迎，最最后使每个小小组学生绘制制出图形的方方法达到最优优。第二次小组协作作学习(安排排在

24、后半期)，其协作学学习的组织方方式与第一次次小组协作学学习组织方式式相同，第二二次小组协作作学习的题目目绘制土木工工程专业图，学学生的完成情情况比第一次次好，但大多多数学生都积积极参与，最最后通过集中中点评后，学学生认为收获获很大。小组协作学习是是在个人自主主学习的基础础上进行小组组协商、交流流、讨论、互互帮、互助等等协作学习，并并通过不同观观点的交流，补补充、修正、加加深每个学生生对学习重难难点的的理解解。通过这种种学习和沟通通，学生可以以得到提高，加加深对重难点点的理解。教教师在指导学学生进行“协作学习”时，必须注注意处理与“自主学习”的关系，把把学生的“自主学习”放在第一位位，“协作学习”在“自主学习”基础的之上上在教师指导导下进行。四、效果评价教学的目的就是是要求学生解解决面临的现现实问题，学学习过程就是是解决问题的的过程，即由由该过程可以以直接反映出出学生的学习习效果。因此此对这种教学学效果的评价价往往不需要要进行独立于于教学过程的的专门测验，只只需在学习过过程中随时观观察并记录学学生的表现即即可。效果评评价强调学习习过程的评价价、自我评