建筑CAD精品微课开发实践

    刘文

    

    

    

    摘要：传统建筑CAD的教学以教师为中心，教学中学生积极性得不到充分调动，而微课是解决此问题的一种有效方案。通过对某中职教师、学生群体的调研，确立了微课开发的必要性和主体思路，继而梳理现有研究，结合团队实际确立流程，完成课程开发。本开发实践形成了完备的数字化资源包，满足信息化教学需要，同时探索了精品微课开发的流程，具有较好的实践意义。

    关键词：微课? 建筑CAD? 课程开发

    一、引言

    建筑CAD传统教学模式为：在计算机实训室应用多媒体教学，教师边讲学生边练，学生练习过程中教师巡视，对学生加以指导。此模式存在如下问题：课程强调以老师为中心，学生主观能动性不能得到充分调动;中职生学业水平差异较大，为完成统一教学任务，存在优秀学生“等待”的情况，这增大了教学难度，也挫伤了学生的学习积极性。

    团队试以应用项目教学法的理念，在现有微课研究基础上，将建筑CAD课程重构，以适应当下教学环境的需要。

    二、开发背景

    （一）课程调研

    以涉及建筑CAD课程的25名教师与523名学生为调研对象，对课程开发中的关键问题分别做问卷调查和访谈。

    两类调查问卷均由19个封闭式问题和1个开放式问题构成。

    调查结果显示73.8%的学生愿意自主学习，并将其作为课前预习、新课学习及课后复习的有效手段（见图1和图2）。

    96%的教师认为微课可作为课程教学的有效补充，以激发学生的学习兴趣，丰富教学内容。微课采用动画或者录屏形式，更能吸引学生注意力，课程核心以教学大纲或课程标准、教学重难点或考点为依据更合理。

    （二）现有部分教材的不足分析

    考虑到后续教材开发，结合调研结果，团队梳理出近几年使用的教材中两点共性问题。

    1.教材理论性强，案例支撑不足

    如绘图命令章节，涉及直线类、曲线类、多段线类及其他类命令14个。而某电力出版社案例为3例;某科技出版社案例为5例;某大学出版社配套案例为8例。

    作为实践性课程，由教师大量补充案例，这就很依赖教师对课程的理解深度，也让参考教材失去了指导意义。

    2.教材与课程目的脱节

    建筑CAD课程是土木工程识图的技术延伸，在上述教材中，关于建筑制图标准的内容恰恰是缺失的。仅以尺寸标注为例，某电力出版社以文字形式展现，某科技出版社仅给出设置界面，某大学出版社以列表方式呈现，均未解释设置依据。而在《房屋建筑制图统一标准》中，要求是非常明确的。

    寻根溯源，不断引用和强调标准规范，这样才能加深学生对制图标准的认识，进而主动学习和应用规范，养成良好的职业素养。这也是本课程有异于软件课程的地方之一。

    （三）调研小结

    依据调查问卷和教材分析报告，结合重点访谈结果，初步确定项目是必要且可行的，能够解决目前教学中痛点问题。

    总体思路是突出建筑CAD的实训特点，以“微课为载体，项目教学为主线”，从实际项目出发，将知识点按照任务进行分解，以达到课堂教学与实践运用的有机结合，体现中职“做中学，学中做”的特点。

    三、建筑CAD精品微课开发的过程

    （一）课程的开发思路

    按照总体思路，团队就课程开发拟定如下目标。

    1.课程目标

    依据教育部中等职业学校专业教学标准中对建筑CAD课程的教学要求，围绕“培养学生利用绘图软件绘制工程图样的能力，能依据制图标准运用绘图软件绘制建筑施工图”组织课程内容。

    设定总体目标为完成某四层建筑的平面图、立面图、剖面图、大样图，以及建筑物的三维建模。将总体目标分解为工作任务，通过任务引领，在課程实践教学中融入建筑规范，以帮助学生掌握并熟练应用CAD软件绘制工程图。

    2.课程内容

    课程分为四个主要模块，分别是认识软件、绘制二维图纸、打印出图、绘制三维模型等。

    其中第四模块现有教材较少涉及，其必要性有两点：一是作为识图的补充。建筑图内容复杂，要素众多，图纸抄绘时易漏绘且不易察觉，三维建模所见即所得，学生可以自检绘图成果，提高识图能力。二是作为BIM软件的过渡，BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，也是被广泛认为21世纪建筑产业创新发展的关键技术。而CAD与BIM建模在原理上相通，这将为学生后续的职业成长做好铺垫。

    3.课程实施

    模块分为主线和拓展任务。主线任务侧重于基础，即与工作任务直接相关的操作或命令等;而拓展任务，则是在主线基础上对内容作补充和深入探讨。

    比如坐标章节（见图3），足以完成二维平面图绘制应用直角坐标的学习;经由拓展环节对绘图技巧及完整的坐标知识体系进行拓展。

    在实际使用中，由教师根据具体学情选择主线和拓展任务同步进行，或只组织主线任务学习，拓展部分供学有余力的同学自主探究。

    模块化课程设计考虑到CAD软件逐年更新，教师经验水平也是逐步提升的，同时课程的模块化形式易于拓展，微课形式易于替换，这使课程的深度和广度以动态循环的方式逐步螺旋上升。

    （二）开发制作流程

    1.一般设计制作流程

    目前微课的设计与开发，国内已有较多理论研究和实践探索，通常制作主要环节如下：

    分析，分析学生学习基础、习惯等;分析教学目标、重难点，对知识分解等。

    设计，教学内容的先后次序表达，时间分配;表达语言、语速等。

    制作，确定主要技术表达形式，录制方式。

    应用，考虑微课应用的场所和时间。

    评价，对制作效果和教学效果进行评价，以便后续更新。

    2.团队开发流程确立

    建筑CAD课程实践性、操作性强，适合采用录屏的形式展现绘图过程;在开头和收尾处，采用教师真人入镜的方式引入和总结课程内容，拉近与学生距离。

    对于课程资源构成，每个知识点除微课视频外，还包含了PPT课件、教学设计、配套图纸、任务书等资料。另外课堂实录作为微课在课堂中应用的参考。

    在以上分析的基础上，初步拟定小组开发流程图如下（见图4）。

    （三）案例展示

    以課程第四模块任务1墙体建模为例，简要介绍课程。

    任务1包含主线任务11墙体建模，拓展12布尔运算。

    11任务目标为完成一层平面图墙体的三维建模，建模从赋予二维平面图形高度的方式入手，这是充分利用模块二中学生练习已知相应位置的长度与宽度。

    高度需要对比剖面、立面图等，而门窗洞口则需查门窗表和详图，这迫使学生思考与已学建筑平立剖、大样图等之间的关联，从而深刻理解规范中图样形成原理。

    墙体的合并需用布尔运算，11仅涉及必要的并集命令。而拓展任务12中，则详细分析布尔运算常用的差集、并集和交集，并挖掘与制图课程中组合体构型（叠加、切割和综合）中的内在联系。

    四、不足与展望

    1.建筑CAD精品微课的开发实践，科研方法贯穿调查分析、思路确立、流程调整和成果发布，具有较好的借鉴意义;课程项目引领的理念，在实践意义上具有独创性，但团队在此方面理论储备不足，这也将是项目着手研究的方向。

    2.课程开发的数字化课程资源包，在日常教学中引用或学生课后的探究巩固，又或疫情期间线上教学（项目成果已在安徽省内公开），均是有用有效的参考资料。

    3.《国家职业教育改革实施方案》倡导活页手册式教材，目前国内探索和研究较少，后续在本项目基础上开发的配套教材，也将成为先行探索。

    参考文献：

    [1]马丽华.建筑制图与建筑CAD相结合教学[J].中国培训，2016（24）：194.

    [2]王敏，宋生阳，梁奥.BIM技术在项目管理中价值挖掘[J].智能建筑与智慧城市，2019（08）：63-64+67.

    [3]张一春.精品微课设计与开发[M].北京：高等教育出版社，2016：72.