試探CDIO工程教育模式的AutoCAD課程教學改革

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摘要:以CDIO工程教育理念為基礎,以激發學生課程學習興趣為起點,以工程繪圖能力培養為導向,對AutoCAD課程教學進行了一整套的改革實踐。通過對土木工程專業AutoCAD課程多年教學改革實踐,使學生的計算機繪圖能力得到了極大的提升,取得了良好的教學效果,達到了現代工程教育改革的目標。

試探CDIO工程教育模式的AutoCAD課程教學改革

關鍵詞:教學改革;AutoCAD;CDIO

AutoCAD是美國Autodesk公司開發的計算機輔助設計軟體,用於二維繪圖、詳細繪製、設計文件和基本三維設計等¨ 。AutoCAD具有良好的使用者介面,通過互動選單或命令列方式可以進行各種操作,現已成為國際上廣為流行的繪圖工具,廣泛應用於土木建築等諸多領域。我院在上世紀90年代初就在土木工程(原工業與民用建築,建築工程)專業中開設了AutoCAD課程,為社會培養了大批的計算機輔助設計人員,取得了良好的社會效益和經濟效益。AutoCAD課程的教學改革與實踐也是隨著社會的發展而不斷深入和提高,把近年來國際工程教育改革的最新成果——cD10工程教育理念引入課程教學,深受學生歡迎,取得了良好的教學效果。

一、CDIO工程教育模式介紹

為了應對經濟全球化形勢下的產業發展對創新工程人才的大量需求,麻省理工學院和瑞典皇家工學院等4所大學從2000年起組成跨國研究組,經過4年的探索研究創立了CDIO工程教育理念,成立了CDIO國際合作組織,並制定了CDIO能力大綱 。CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(ent)和運作(Operate),它以產品研發到產品執行的生命週期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯絡的方式學習工程。CDIO工程教育理念就是要以此全過程為載體培養學生的工程能力,此能力不僅包括個人的學術知識,而且包括學生的終生學習能力、團隊交流能力和大系統掌控能力。CDIO理念不僅繼承和發展了歐美2O多年來工程教育改革的理念,更重要的是系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的12條標準。

我國高等工科教育的迫切任務是儘快培養與國際接軌的中國工程師,然而我國工科的教育實踐中還存在不少問題,如重理論輕實踐,強調個人學術能力而忽視團隊協作精神,重視知識學習而輕視開拓創新的培養等問題。2005年,汕頭大學開始學習研討CDIO工程教育模式並加以實施,現在已經取得明顯的效果。我國現已有39個學校加入了CDIO國際合作組織。

 二、AutoCAD教學現狀及存在的問題

AutoCAD軟體是一個通用的繪圖平臺,不僅可以繪製建築結構圖形,還廣泛的應用於機械、電子、服裝和航空等領域。由於大多數教師都是都是高學歷出身,從校門到校門,缺乏工程繪圖經驗和教學經驗,並且AutoCAD教材基本按照功能模組進行組織,使得教師在講授內容時也按功能模組進行講解。另外,學生第一次接觸計算機繪圖,這種系統的、模組式的講解容易讓學生感到枯燥乏味,產生厭學情緒,教學效果較差。早期由於計算機等硬體裝置投入不足,教師講授一般在課堂上,學生上機實踐安排在機房空閒的時間進行,教學效果不夠理想。學生人數多,教師上機輔導也較困難。

 三、基於CDIO工程教育模式的AutoCAD課程教學改革

(一)AutoCAD版本的選擇

AutoCAD版本的選用並不是越新越好,應當選擇經典的和通用的版本。早期的DOS平臺上,主要選用R12版本;在Windows平臺上,主要選用 R14和2004版本。選擇這些通用的版本一方面便於交流,另一方面使學生走上工作崗位後能很容易地使用所學版本的軟體,培養“零適應期”的本科生。

(二)教學內容的組織

打破原功能模組的系統講解,以激發學生課程學習興趣為起點進行課程內容的重新組織。學生剛接觸計算機繪圖時,對概念的理解較差,容易產生枯燥和乏味的感覺,我們則以簡單的繪圖(包含繪圖命令、編輯命令和顯示命令的使用)來貫穿前幾次講課,讓學生親手繪製一些簡單的專業圖形,把那些概念分佈在以後不同階段去講解,從而可以提高學生的學習興趣。由於課程學時較少,一般只有30學時左右,我們主要講解二維作圖,因為三維作圖土木工程專業應用較少,不作為課堂講解內容。

(三)教學硬體的完善

早期由於多媒體教學硬體較差,AutoCAD課程的講授一般是在普通教室完成的,考生的上機練習集中安排在機房。由於AutoCAD課程的實踐性較強,學生理論課上所學的內容到上機時則忘記絕大部分,教學效果較差。隨著教學軟硬體的改善,如多媒體機房的建設和多媒體廣播教學系統應用 使得AutoCAD課程教學任務(理論課和上機操作)得以同時在多媒體機房完成,學:生學習效率較高,從而也彌補了課時較少的矛盾。

(四)教學方法

AutoCAD命令較多,可選項亦較多,講授時不可能面面俱到。這就要求我們採用課堂精講結合學生多上機實踐,以及課下自己練習的教學方法。即課堂利用三分之一時間對一些理論進行精講,使學生能夠掌握一定的理論基礎,然後再進行三分之二時間的學生上機實踐,通過教師輔導和學生實際操作,使學生逐步掌握繪畫技能和技巧。

在課程講授時,靈活運用多種教學方法,如對比教學法和啟發式教學法等。如圖層使用前應首先設定圖層,在後面學習文字和尺寸標註時就應當和前面所學的圖層作對比,同樣應先設定文字和尺寸樣式;圖層、文字和尺寸樣式在什麼情況下不能被刪除,可以作對比講解,便於學生記憶。另外,在講解一些 下通用的理論和操作時,可以和已學的Windows和Ofice等軟體作對比講解,便於學生理解。學生掌握基本繪圖命令較容易,但靈活運用命令繪圖還要經過一定的訓練,這就要求採用啟發式教學法引導學生多思考,增強學生分析問題和解決問題的能力,進而增加學生主動學習和動手實踐的能力。

(五)多層次輔導

教師輔導和學生相互學習相相合。對於學生普遍遇到的問題,教師可統一輔導;對於個別學生問題,由於學生人數多輔導教師少,不可能逐個輔導,我們推薦採用學生之間相互學習的辦法,不會的同學向會的同學學習。通過相互學習加強了學生之問的`團隊合作精神,提高了口頭表達和人際交流能力。考慮到學生的畢業去向較廣,針對部分需要提高和感興趣的學生,我們還會有對性的進行相應的輔導。如對學生進行AutoCAD特殊功能的指導,這也促進了教師個人能力的提升,在指導學生的過程中,我們發表了相應的科研論文 。。