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土木工程计算机绘图教学改革研究与实践聂影

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：聂影

[导读] 摘要：近年来，我国的土木工程建设有了很大进展，对人才的需求也在不断增加。

        中国建筑第二工程局有限公司北京通州 101100
        摘要：近年来，我国的土木工程建设有了很大进展，对人才的需求也在不断增加。对计算机绘图CAD技术的含义、土木工程专业计算机教学内容设置，提出土木工程CAD教学改革研究，提高学生利用计算机解决专业问题的能力。
        关键词：土木工程制图；CAD；教学改革；微视频
        引言
        经济社会的发展，有效地推动了建筑行业的发展，而土木工程又是建筑工程中比较关键的组成部分，因此需要对土木工程的设计工作予以重视。计算机绘图CAD技术属于比较常见的设计技术，将其应用到土木工程设计之中，不仅可以有效提高土木工程设计的合理性，而且还可以为土木工程的后续施工奠定良好的基础，进而有效提升土木工程施工进度和质量。
        1计算机绘图CAD技术的含义
        计算机绘图CAD技术，其中，CAD是computeraideddesign计算机辅助设计的缩写，CAD其实是一种为人和计算机提供交互的绘图软件，这个软件最早是由美国的autodesk公司开发的。在CAD这一技术软件中，不仅仅包括二维设计工具，还包括三维的设计绘图工具，在这一软件中，设计师们可以对图层进行创建、管理、输出等操作，为建筑设计师们们带来了方便，CAD这一技术是计算机的应用中的一个重要内容，为人们的生活带来了极大的影响。首先，计算机绘图CAD技术，顾名思义，具有强大的图形绘制功能，因此，可以对图形进行编辑，或者在图形的基础上再次进行创作，还可以将图形的格式随意转换。其次，这一技术并不只是只限制于某一操作平台，而是可以在多种操作平台中使用这一技术，技术的应用在这些平台中都是通用的，软件也可以在电脑、平板、手机等多种硬件设备中使用，操作较为简单，得到了广泛的应用。再次，在相关的CAD设计软件中，设计师可以将复杂的设计图纸搬到相关的计算机操作界面中，在计算机上进行图形的绘制、编辑、更改、缩放等，不仅仅为设计师节省了时间，还免去了传统的纸质图形绘制的麻烦，提高了设计效率。最后，随着科学技术的不断进步，CAD技术也逐渐向功能更强大、性能更稳定、应用更广泛的方向发展，不断的完善自身，并在建筑、机械、电子、造船等各方面取得了较大的成就，发挥了不可忽视的重要作用。
        2土木工程专业计算机教学内容设置
        以某大学土木工程专业计算机相关课程教学为例，计算机课程共分为三个层次：第一层次为计算机文化基础，主要向学生了介绍计算机的基本知识和计算机操作系统，使学生能够使用应用软件进行基本的文档处理和网络操作等；第二层次为计算机技术基础，学生需要学习一门计算机程序设计语言，能够进行简单的程序设计，目前，学生学习程序设计语言为Visu⁃alC++；第三层次为计算机应用基础，分为两个部分，一部分为计算机辅助设计基础教学，要求学生掌握AutoCAD软件基本的绘图功能和编辑功能，一部分为计算机辅助设计专业教学，使学生掌握PKPM软件的基本绘图功能和计算功能。三个层次的计算机教学安排遵循循序渐进，由基础到专业的规律，有利于学生的不断提高计算机应用水平。
        3土木工程CAD教学改革研究
        3.1教学手段改革
        当代本科生成长在信息时代，已经养成了通过手机、平板、计算机等电子产品获取知识的习惯。2019年是5G元年，信息技术推动社会发生翻天覆地变化的同时，也将会极大推动教学手段、教育技术的信息化。为适应本科生获取知识手段的变化和信息技术的发展，将CAD课程中二维绘图、三维建模教学内容按照知识点录制为121个微视频，并上传至超星学习通(简称“学习通”)云平台制作成《计算机绘图微课程》。该课程特点如下：(1)微视频所包含的知识点相对独立，大部分时长仅为3~5min，便于学生利用课后碎片化时间(如排队、乘车或某个间隙)灵活机动的观看视频学习。

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(2)该视频可在个人移动设备(如手机、平板、个人电脑)上播放。(3)学生可以按照课本章节顺序播放视频进行系统的学习，也可以灵活播放某个知识点的视频。此外，学习通能够统计班级学生对每个知识点(任务点)的完成情况，提供学生自主学习的总体情况；也能记录每个学生对每个知识点的学习情况，可帮助任课教师掌握个别学生自主学习视频的情况，加强学习过程管理，并将其作为期末总评成绩的一部分。学习通平台还具有作业布置、网上互动答疑、课堂点名、课堂互动等功能，利于教师将有限的时间集中到教学内容上，提高授课效率。
        3.2对CAD技术软件进行优化
        其一，提升CAD技术软件的通用化与标准化，使得不同的软件之间的图形格式、尺寸标注、轴线画法等进行统一，使得不同软件的设计成果可以交互使用，协同设计也逐渐成为CAD技术发展的方向。其二，提高CAD技术的智能化，完善其在设计中的合理性与适用性，防止出现设计问题导致建筑的进度、质量、成本控制受影响。其三，对于设计软件的更新换代方面，尽量不频繁对软件进行更新，除非遇到重大问题或者重大技术改进。
        3.3多举措提高计算机操作熟练程度
        计算机课程教学过程中，应采取各种措施提高学生的操作熟练程度。除改变教学方式和适当增加上机学时外，在教学方法上应注重案例教学，通过一些具有代表性和具有一定操作技巧的教学实例加强对相关操作的掌握，同时注意对上机课堂的监督，一方面让学生把握好上机机会，按时完成各种练习题，另一方面及时解决学生练习过程中遇到的各种问题，促进教学相长。
        3.4自动检测系统
        自动检测的任务主要有两个，一是直接测量被测参数并显示出来，以告诉人们或其他系统有关被测对象的变化情况，即通常而言的自动检测或自动测试；二是用作自动控制系统的前端系统，以便根据参数的变化情况作出相应的控制决策，实施自动控制。土工工程建筑材料质量检测推广计算机应用技术，对提高建筑产品的环境、经济、质量效益起到了极其关键的作用。目前，土木工程建筑材料的检测中已大范围运用计算机，研发出了一批报表打印和试验管理的计算机软件。
        3.5拓展计算机应用教学范围
        计算机与土木工程各门专业课程都有一定的联系，课堂授课时，适当说明某些问题的计算机解决方法，可以增强学生的计算机应用意识。在合理设置计算机必修课程的前提下，适当设置一些计算机应用的选修课程，可以拓展计算机应用范围，提高学生的计算机应用能力。在一些课程设计和毕业设计过程中，可以尝试改变常规的建筑设计或结构设计内容，利用计算机解决土木工程中常见的一些问题，如通过编程解决混凝土配合比设计问题，利用数值模拟软件解决工程结构受力分析问题等等。鼓励学生利用计算机网络获取学习资源也是拓展计算机应用的一种有效方式。
        结语
        综上所述，在土木工程中，计算机绘图CAD技术得到了广泛的应用，该技术需要依托于计算机技术，并逐渐成为土木工程设计人员日常工作中比较关键的技术手段，因此就需要土木工程设计人员准确把握该技术的使用范围及优缺点，这样一来不仅可以更好地发挥CAD技术操作方便、精确度高、设计效率高等优势，而且还可以有效规避其不利之处，进而提高土木工程设计、施工效果。
        参考文献
        [1]王强.土木工程CAD实例法教学模式改革[J].教育教学论坛,2017(1):68-69.
        [2]曹兵.土木工程专业CAD课程教学改革方法研究[J].教育教学论坛,2016(37):138-139.
        [3]王珉,张宗波,牛文杰,等.融合云课堂的“机械CAD基础”课程教学改革研究[J].图学学报,2018,39(2):367-372.