韓智凡

(廣東理工學(xué)院建筑工程系，廣東肇慶 526100)

建筑CAD課程中運(yùn)用支架式教學(xué)法的效果分析

韓智凡

(廣東理工學(xué)院建筑工程系，廣東肇慶 526100)

建筑CAD課程是土建類專業(yè)學(xué)生一門重要的專業(yè)課，課程綜合性高且緊密聯(lián)系工程實(shí)際。傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難建立完整的知識框架，學(xué)生只是被動地接受知識。將支架式教學(xué)法運(yùn)用在建筑CAD課程中,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足。通過教學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證表明，采用支架式教學(xué)法的實(shí)驗(yàn)班級教學(xué)效果明顯優(yōu)于采用傳統(tǒng)教學(xué)法的對照班級。運(yùn)用支架式教學(xué)法幫助學(xué)生建立起概念框架，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)各種軟件的能力。

建筑CAD；支架式教學(xué)法；教學(xué)實(shí)驗(yàn)

建筑CAD課程是土建類專業(yè)學(xué)生的必修課，綜合性高且實(shí)踐性強(qiáng)。學(xué)習(xí)建筑CAD課程要求學(xué)生在具備建筑識圖和制圖能力的基礎(chǔ)上，運(yùn)用CAD軟件結(jié)合相應(yīng)的制圖規(guī)范，繪制出符合施工要求的建筑施工圖。本課程的教學(xué)需緊密結(jié)合相應(yīng)的專業(yè)知識，并貼近工程實(shí)際，具有綜合性高、涉及面廣和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)?；谝陨咸攸c(diǎn)，在建筑CAD課程的教學(xué)中采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式是不合適的。本課程的教學(xué)過程中應(yīng)充分激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。近年來，許多擔(dān)任建筑CAD課程教學(xué)的教師也在不斷探索和嘗試新的教學(xué)方法，如實(shí)例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法等，取得了較好的教學(xué)效果，但無法幫助學(xué)生建立有效的知識框架，致使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得不到有效提高。

筆者在從事建筑CAD課程教學(xué)和競賽輔導(dǎo)的四年中，不斷地總結(jié)和反思，認(rèn)為運(yùn)用支架式教學(xué)法，可以促使教師認(rèn)知到學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，為學(xué)生搭起學(xué)習(xí)框架，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，從而有效地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識，在已搭好的學(xué)習(xí)框架內(nèi)高效地自主學(xué)習(xí)。

1 教學(xué)實(shí)驗(yàn)

筆者以支架式教學(xué)法為理論基礎(chǔ)，以廣東理工學(xué)院建筑工程系建筑工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生為研究對象，設(shè)計建筑CAD課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，探索在建筑CAD課程中運(yùn)用支架式教學(xué)法的教學(xué)效果。

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計

把2016-2017學(xué)年第一學(xué)期的建筑CAD課程分為兩個部分,第一部分為二維與三維基本圖形的繪制與編輯；第二部分為建筑施工圖的繪制。選取建筑工程技術(shù)1班和2班分別作為實(shí)驗(yàn)班級和對照班級。實(shí)驗(yàn)班級和對照班級在課程第一部分的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容是完全一致的，第一部分課程結(jié)束后對兩個班級進(jìn)行階段考。在課程的第二部分設(shè)計了支架式教學(xué)法的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，對照班級按照教程編排的內(nèi)容按部就班地進(jìn)行教學(xué)。實(shí)驗(yàn)班級運(yùn)用支架式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)的概念框架按建筑施工圖的繪制順序分為六大模塊：圖紙目錄和圖框及建筑設(shè)計總說明繪制、建筑平面圖繪制、建筑剖面圖繪制、建筑詳圖繪制、出圖、打印。每一個模塊學(xué)習(xí)開始前通過學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”搭設(shè)該模塊的“腳手架”；通過新的繪圖技巧與繪圖方法激發(fā)學(xué)生的興趣，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入情景；通過布置相應(yīng)的任務(wù)讓學(xué)生獨(dú)立探索；在完成相應(yīng)任務(wù)過程中，學(xué)生分成若干小組進(jìn)行分組對抗，促進(jìn)各個小組間成員的協(xié)作學(xué)習(xí)；學(xué)生上交成果后及時進(jìn)行效果評價，在評價中使學(xué)生認(rèn)識到不足并改進(jìn)，同時幫助學(xué)生建立起已學(xué)知識與下一學(xué)習(xí)模塊間的“最近發(fā)展區(qū)”，為下一模塊的“腳手架”搭設(shè)作充分準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)班級在六個模塊的教學(xué)中不斷地循環(huán)使用支架式教學(xué)法五大步驟：搭“腳手架”、進(jìn)入情景、獨(dú)立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)、效果評價，如圖1所示。課程第二部分結(jié)束后，進(jìn)行期末測試，學(xué)期結(jié)束后對兩個班級進(jìn)行問卷調(diào)查和師生座談。

圖1 支架式教學(xué)法五大步驟循環(huán)使用過程

1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

1.2.1 對前測成績的統(tǒng)計分析

課程第一部分的教學(xué)目的是使學(xué)生了解CAD軟件的操作，并掌握繪制基本圖形的能力。在第一部分教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行階段考，即對實(shí)驗(yàn)班級和對照班級進(jìn)行前測，考試時長為90分鐘，以此了解并掌握兩個班級學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始前對CAD軟件的操作能力。階段考結(jié)束后對兩個班級的成績和繪圖完成時間作了統(tǒng)計分析(表1、表2、表3)。

表1 階段考成績分組統(tǒng)計量

表2 階段考成績獨(dú)立樣本檢驗(yàn)

表3 階段考完成時間統(tǒng)計

運(yùn)用SPSS軟件，分組變量為班級，檢驗(yàn)變量為階段考成績，進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(表1和表2)。由表1可知，實(shí)驗(yàn)班級和對照班級在階段考中，成績的平均分和標(biāo)準(zhǔn)差較為接近，對照班級的平均分略高于實(shí)驗(yàn)班級，實(shí)驗(yàn)班級成績標(biāo)準(zhǔn)差略高于對照班級。由表2可知，方差方程的Levene檢驗(yàn)中Sig=0.961>0.05，假設(shè)方差齊，且均值方程的t檢驗(yàn)中，Sig=0.744>0.05，說明兩個班級階段考成績差異不顯著。通過學(xué)生考試文件的提交時間，統(tǒng)計兩個班級學(xué)生完成考試內(nèi)容用時情況(表3)，可知兩個班級學(xué)生階段考完成時間集中在70～80分鐘，兩個班級學(xué)生總體的繪圖速度基本相同。以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)足以說明，通過第一部分的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)班級和對照班級在實(shí)驗(yàn)開始前對CAD軟件的操作能力基本相當(dāng)。

1.2.2 對后測成績的統(tǒng)計分析

對建筑CAD課程的第二部分進(jìn)行了教學(xué)實(shí)驗(yàn)，兩個班級采用了不同的教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)班級采用支架式教學(xué)法，對照班級采用傳統(tǒng)教學(xué)方法。第二部分教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行了期末考試，考試時長為120分鐘，即對實(shí)驗(yàn)班級和對照班級進(jìn)行后測，分析支架式教學(xué)運(yùn)用于建筑CAD的成效。期末考的綜合性和難度均大于階段考，期末考結(jié)束后對兩個班級的成績和繪圖完成時間作了統(tǒng)計分析(表4、表5、表6)。

表4 期末考成績分組統(tǒng)計量

表5 期末考成績獨(dú)立樣本檢驗(yàn)

表6 期末考完成時間統(tǒng)計

運(yùn)用SPSS軟件，分組變量為班級，檢驗(yàn)變量為期末考成績，進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示于表4和表5。由表4可知，實(shí)驗(yàn)班級的期末考平均分比對照班級高出10分，實(shí)驗(yàn)班級標(biāo)準(zhǔn)差較階段考有所減小，而對照班級標(biāo)準(zhǔn)差比階段考增大。由表5可知，方差方程的Levene檢驗(yàn)中，Sig=0.246>0.05，假設(shè)方差齊，且均值方程的t檢驗(yàn)中，Sig=0.040<0.05，說明兩個班級期末考成績差異顯著。通過學(xué)生考試文件的提交時間，統(tǒng)計兩個班級學(xué)生完成期末考試內(nèi)容用時情況(表6)，可知實(shí)驗(yàn)班級學(xué)生期末考試完成時間主要集中在90～100分鐘和100～110分鐘,而對照班級學(xué)生主要集中在110～120分鐘完成，實(shí)驗(yàn)班級學(xué)生的繪圖速度明顯快于對照班級。以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)足以說明，通過第二部分的學(xué)習(xí)后，實(shí)驗(yàn)班級和對照班級在建筑施工圖繪圖能力上存在顯著差異，實(shí)驗(yàn)班級的學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于對照班級。

1.3 課程結(jié)束后的調(diào)查分析

在課程結(jié)束后，通過調(diào)查問卷和師生座談的形式對兩個班級學(xué)生一學(xué)期來學(xué)習(xí)建筑CAD的情況進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計,以此來分析兩個班級學(xué)生課內(nèi)外自主學(xué)習(xí)的能力、課后主動練習(xí)的時間以及期末考試成績出現(xiàn)顯著差異的原因。調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果如下：

實(shí)驗(yàn)班級100%的學(xué)生在個人電腦里安裝了AutoCAD軟件和天正建筑軟件，而對照班級有5名學(xué)生未安裝AutoCAD軟件，并且這5名學(xué)生的期末成績都排名班級后15%。實(shí)驗(yàn)班級有65.2%的學(xué)生每周練習(xí)CAD制圖時間在5小時以上，而這一數(shù)據(jù)在對照班級里只有14.9%，并且對照班級里有8名學(xué)生課后完全不練習(xí)CAD制圖。實(shí)驗(yàn)班級有76.1%的學(xué)生課后主動學(xué)習(xí)制圖規(guī)范和圖集，并用于相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，而對照班級中只有12.7%的學(xué)生主動學(xué)習(xí)制圖規(guī)范和圖集。以上三組數(shù)據(jù)說明實(shí)驗(yàn)班級的課后自主學(xué)習(xí)能力明顯優(yōu)于對照班級。

通過師生座談得知，實(shí)驗(yàn)班級學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)熱情高的主要原因在于通過課上建立起的概念框架，加上課后自己的探索和同學(xué)間的相互探討就可以輕松地完成課后練習(xí)，同時能熟悉已學(xué)繪圖知識和操作技巧，避免在下一次課程中分組對抗時因繪圖時間慢而拖累整組成績。對照班級課后自主學(xué)習(xí)熱情不高的主要原因在于學(xué)生課后按書上知識點(diǎn)復(fù)習(xí)時，要花比較久的時間才能讀懂一個命令的使用過程，在課程進(jìn)入較難的章節(jié)時往往放棄了課后自主練習(xí)，完全依靠教師在課上的講解完成課堂任務(wù)，對很多制圖的方法只知其然而不知其所以然。正因如此，在期末考中，對照班級的學(xué)生在沒有教師引導(dǎo)的前提下繪制完全陌生的建筑施工圖，出現(xiàn)了大范圍的學(xué)生畫圖效率低、易出錯的情況。而實(shí)驗(yàn)班級的大部分學(xué)生在期末考中能有一個清晰的概念框架，清晰繪圖步驟和繪圖順序，能夠結(jié)合規(guī)范完成建筑施工圖的繪制。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

經(jīng)過一學(xué)期在建筑CAD課程中運(yùn)用支架式教學(xué)法的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過對學(xué)生考試成績以及平常學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)支架式教學(xué)法對建筑CAD課程中的“教”與“學(xué)”都有促進(jìn)作用，使學(xué)生成為課堂中和課堂后學(xué)習(xí)的主體，教師成為知識框架的搭建者和引導(dǎo)者，做到了教學(xué)走在發(fā)展的前面。支架式教學(xué)法給建筑CAD課程帶來的良好效果總結(jié)如下：

(1)建筑CAD課程中每個模塊循環(huán)使用支架式教學(xué)法五大步驟(搭“腳手架”、進(jìn)入情景、獨(dú)立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)、效果評價)有利于提升“教”和“學(xué)”的質(zhì)量，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，大幅度提升了學(xué)生制圖能力和制圖效率。

(2)通過依據(jù)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”搭建起的概念框架，使學(xué)生在課堂中獨(dú)立探索練習(xí)時思路清晰，并且為學(xué)生課后學(xué)習(xí)提供框架體系。實(shí)驗(yàn)班級的學(xué)生課后自主練習(xí)CAD制圖的時間明顯要多于對照班級。

(3)進(jìn)入學(xué)習(xí)情景后，由于框架體系已建立，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)明確且學(xué)習(xí)積極性高，愿意自主探索相關(guān)知識和未知知識。實(shí)驗(yàn)班級的學(xué)生更愿意去研讀規(guī)范，參照實(shí)際工程圖紙，討論圖紙表示方法。

(4)課堂實(shí)例繪圖時要求實(shí)驗(yàn)班級學(xué)生分組對抗，以競爭的方式促進(jìn)小組間的協(xié)作學(xué)習(xí)，從而擴(kuò)大到班級內(nèi)的協(xié)作。這種協(xié)作學(xué)習(xí)從課內(nèi)延伸到了課外，實(shí)驗(yàn)班級學(xué)生課后自主練習(xí)CAD制圖的能力明顯高于對照班級。良好協(xié)作學(xué)習(xí)氛圍的形成，一方面有利于提升整個班級的平均成績，另一方面對學(xué)習(xí)處于中下游的學(xué)生起到很好的帶動作用。實(shí)驗(yàn)班級期末考成績除了在平均分上高出對照班級10分，還在成績標(biāo)準(zhǔn)差上小于對照班級，說明成績沒有出現(xiàn)兩極分化，班級成績穩(wěn)步提升。

在建筑CAD這樣一門綜合性高且實(shí)踐性強(qiáng)的課程中運(yùn)用支架式教學(xué)法為學(xué)生構(gòu)建起系統(tǒng)的框架體系，激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，但在運(yùn)用支架式教學(xué)法時不應(yīng)生搬硬套，應(yīng)有充分的課前準(zhǔn)備并針對學(xué)生的情況作適當(dāng)?shù)恼n程調(diào)整。

首先，任課教師需對課程內(nèi)容和課程安排非常熟悉，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況合理地搭建課程的概念框架,形成知識體系。

其次，搭建“腳手架”的過程中，要緊密聯(lián)系工程實(shí)際和制圖規(guī)范，將制圖規(guī)范準(zhǔn)確地傳輸給學(xué)生。

最后，每一模塊教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生完成制圖成果并上交后，應(yīng)及時完成效果評價，依據(jù)效果評價準(zhǔn)確定位學(xué)生現(xiàn)階段的“最近發(fā)展區(qū)”，為下一模塊的搭設(shè)“腳手架”作充分的準(zhǔn)備。

3 結(jié)語

計算機(jī)制圖和建模技術(shù)已廣泛地運(yùn)用到土建行業(yè)的各個領(lǐng)域，學(xué)生從業(yè)后根據(jù)工作崗位的要求需要操作相應(yīng)的軟件。建筑CAD課程教學(xué)不僅要讓學(xué)生學(xué)會AutoCAD、天正建筑等制圖軟件的操作，還要幫助學(xué)生構(gòu)建學(xué)習(xí)軟件的概念框架，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探索和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力，使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)專業(yè)軟件的方法。支架式教學(xué)法在建筑CAD課程中的應(yīng)用讓學(xué)生得到了準(zhǔn)確全面的指導(dǎo)，使學(xué)生成為課堂“教”與“學(xué)”的中心，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)各種軟件的能力。

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2017-03-03

韓智凡(1989- )，男，一級建造師，從事結(jié)構(gòu)工程、建筑與環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)研究。

G642.0

A

2095-7602(2017)08-0141-04