Autocad在土木工程畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用改革研究

摘要：針對土木工程畢業(yè)設(shè)計存在的問題，結(jié)合Autocad課程的特點，提出通過引進(jìn)精選案例、培養(yǎng)良好繪圖習(xí)慣、加強與相關(guān)專業(yè)課程之間的緊密結(jié)合、改革考核方式等措施對Autocad課程進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以提高學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量與效率。

關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計；教學(xué)改革；Autocad；土木工程

作者簡介：黃海生（1983-），男，福建莆田人，莆田學(xué)院土木工程學(xué)院，講師；吳丹丹（1982-），女，福建莆田人，莆田學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，實驗師。（福建 莆田 351100）

基金項目：本文系莆田學(xué)院教學(xué)改革基金項目（項目編號：JG201110）的研究成果。

中圖分類號：G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0157-02

土木工程專業(yè)是一個注重理論能力和實踐能力相結(jié)合的專業(yè)，不但要求學(xué)生具有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)，而且要懂得怎樣把理論的知識應(yīng)用到實踐上，即動手能力。而畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生運用專業(yè)知識解決工程問題的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)專業(yè)知識與工程實踐相融合的重要平臺，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要手段，也是衡量本科教育質(zhì)量的重要標(biāo)志，具有很強的實踐性。[1]畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量直接反映了學(xué)生的專業(yè)水平，影響學(xué)生畢業(yè)后的工作能力和發(fā)展?jié)摿?，也是高等院校教學(xué)質(zhì)量的直接反映。然而，目前許多普通高等院校土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)存在諸多不足，畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量不容樂觀。[2-4]

一、引進(jìn)Autocad技術(shù)，提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量和效率

土木工程畢業(yè)設(shè)計一般安排在大四最后一個學(xué)期，設(shè)計的安排時間基本上都在10～18周左右[5]，畢業(yè)生有的要忙于找工作，有的要忙于考研、考公務(wù)員，無法全身心投入到畢業(yè)設(shè)計。[6，7]鑒于土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計周期短、設(shè)計復(fù)雜的情況，如果所有的設(shè)計都要求學(xué)生采取手算或者手繪的形式，學(xué)生將花費他們大部分的時間和精力用在數(shù)據(jù)處理與手繪上，而對于建筑的創(chuàng)新設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性考慮較少，這不僅影響了學(xué)生掌握專業(yè)知識，同時也限制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。將計算機輔助設(shè)計（CAD）應(yīng)用于土木工程畢業(yè)設(shè)計中可大大減少學(xué)生計算的工作量和工程繪圖的時間，提高設(shè)計的效率，同時培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新能力。

CAD 即計算機輔助設(shè)計（ Computer Aided Design），指利用計算機硬件及軟件系統(tǒng)幫助設(shè)計人員進(jìn)行工程設(shè)計的方法和技術(shù)。土木工程畢業(yè)設(shè)計常用的CAD 軟件包括Autocad、天正建筑CAD、建筑結(jié)構(gòu)PKPM、探索者CAD等。Autocad軟件課程是工科土木工程專業(yè)本科的一門必修課，也是學(xué)習(xí)其他土木工程CAD軟件的基礎(chǔ)課程。本課程的目的是使學(xué)生了解有關(guān)CAD的基本知識和發(fā)展動態(tài)，熟悉Autocad軟件的常用工具，掌握使用該軟件進(jìn)行專業(yè)繪圖的基本方法，培養(yǎng)建筑工程專業(yè)學(xué)生利用計算機輔助設(shè)計軟件繪制專業(yè)圖形的能力。Autocad軟件課程是一門實踐性很強、內(nèi)容涉及面廣的課程，主要講授計算機繪圖基本知識、基本操作以及常用計算機繪圖基本命令。

二、畢業(yè)設(shè)計存在的一些問題

土木工程畢業(yè)設(shè)計制圖部分一般由建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖和計算書里的插圖等組成。學(xué)生雖然經(jīng)過了Autocad課程的學(xué)習(xí)，但由于理論基礎(chǔ)掌握不扎實，且缺乏實際工程經(jīng)驗，存在對繪圖軟件掌握不牢，繪圖效率低下，圖紙表達(dá)不科學(xué)甚至出現(xiàn)較大的錯誤等質(zhì)量問題。如：

（1）繪圖效率低下，畢業(yè)設(shè)計本身時間較緊，學(xué)生對軟件的不熟悉，對軟件命令掌握不牢固，造成花在計算機繪圖上的時間較多，不能夠充分利用計算機繪圖速度快的優(yōu)勢，影響了整個的設(shè)計進(jìn)度。

（2）層次不分明，缺乏對圖層的有效管理和使用，圖層建立不科學(xué)，圖層劃分較少，有的甚至把整張建筑圖全放在一個圖層上，這給之后對圖紙的修改和管理帶來了很大的隱患。

（3）制圖標(biāo)準(zhǔn)掌握不清，制圖不規(guī)范，特別是建筑制圖上有很多關(guān)于符號類對象（如：文字、標(biāo)注、圖框、標(biāo)高符號、定位軸線編號、詳圖索引符號、詳圖符號、剖面符號、斷面符號和指北針等）。符號類對象有它特定的大小的規(guī)定，學(xué)生對相關(guān)的規(guī)定不熟悉，造成整張圖紙表達(dá)不規(guī)范。

（4）缺乏對標(biāo)注、文字樣式的有效管理造成圖紙標(biāo)注混亂、字體不一，大小不符合規(guī)定，甚至出現(xiàn)很多亂碼等。

三、以土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量提高為導(dǎo)向的Autocad課程改革

畢業(yè)設(shè)計是檢驗學(xué)生對大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識的最后一次大考，而Autocad軟件作為這次大考的一個重要工具，對這個工具技能的掌握是否牢固將對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量起著較大的作用。因此，針對畢業(yè)設(shè)計中存在的一些質(zhì)量問題，有必要對Autocad課程的教學(xué)理念和教學(xué)方法進(jìn)行改革。

1.培養(yǎng)良好的繪圖習(xí)慣，提高圖紙質(zhì)量

良好的繪圖習(xí)慣能夠使整張圖紙整潔有序，提高繪圖的效率和質(zhì)量。在授課過程中應(yīng)注重良好的繪圖習(xí)慣的培養(yǎng)。

（1）層次分明，規(guī)范作圖。圖層就像是透明的重疊圖，運用它可以很好地對圖形信息進(jìn)行管理。在建筑制圖中經(jīng)常會碰到較為復(fù)雜的圖形，如果只是在一個圖層上進(jìn)行繪制，顯然會給經(jīng)后圖紙的管理帶來麻煩，且容易出錯。這時候就可以利用圖層的功能，在不同的圖層上繪制屬性相同或相近的圖形，然后將需要的圖層相疊加，不需要的輔助圖層關(guān)閉，這樣就會出現(xiàn)所需要的圖形較果。把圖形按照不同屬性分別放到這些圖層上，圖層根據(jù)繪圖的需要可以實現(xiàn)對進(jìn)行鎖定、關(guān)閉和凍結(jié)，還可以在圖層上設(shè)置統(tǒng)一的顏色、線型和線寬。若要對某個對象進(jìn)行編輯，則只需選中相應(yīng)圖層上的對象即可，從而提高作圖效率。

（2）加強樣式管理。Autocad常用的樣式包括文字樣式、標(biāo)注樣式等。通過對圖紙樣式的設(shè)置和管理可以很方便地對字體和標(biāo)注的格式進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置與更改，使得字體和標(biāo)注的管理更加有序，確保格式編排的一致性，從而減少許多重復(fù)的工作，提高效率。

（3）圖塊的使用。圖塊是一個或多個實體的圖形組合成的一個整體，各圖層單元實體可以有自己的圖層、線型和顏色等特征，把它作為一個整體在圖形中編輯和調(diào)用。修改或更新圖中定義的塊，AutoCAD將自動更新圖中插入的所有的塊，這給用戶的工作帶來了極大的方便。特別是使用頻率較高的圖形，通過圖塊的使用能夠大大提高繪圖的效率和質(zhì)量。

良好的繪圖習(xí)慣需要平時在實踐繪圖中不斷積累，特別是對于一個初學(xué)者來說尤其重要。只有良好的繪圖習(xí)慣，繪圖技能才能更加“清晰”、“準(zhǔn)確”、“高效”。

2.精選課程案例，引進(jìn)項目導(dǎo)向教學(xué)法

Autocad軟件本身的命令并不多，也不算太難，但是要把軟件靈活運用到建筑制圖里卻是不那么容易的。Autocad軟件的學(xué)習(xí)一般安排在大一，這時學(xué)生對專業(yè)的知識還不大了解，如果單單只是學(xué)習(xí)軟件本身，學(xué)生們肯定提不起興趣，效率低下。

通過引進(jìn)實際工程的建筑全套圖紙作為學(xué)生學(xué)習(xí)的例子，緊密結(jié)合相關(guān)的專業(yè)課程（如畫法幾何與制圖和房屋建筑學(xué)等）。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)軟件的過程不僅要學(xué)會軟件的命令，而且要懂得相關(guān)的一些專業(yè)制圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。如圖幅圖框的的規(guī)定、線條線型的規(guī)定、符號類圖形尺寸的規(guī)定、字體樣式以及高度的規(guī)定等。

實踐證明，這種引進(jìn)實際工程的項目導(dǎo)向教學(xué)法在實際運用中優(yōu)勢明顯，使學(xué)生理解和把握課程要求的知識和技能，能夠同時鞏固和學(xué)習(xí)相關(guān)課程的能力，培養(yǎng)學(xué)生的讀圖、識圖、繪圖的能力，培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力，從而大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。這種引進(jìn)實際工程的項目導(dǎo)向教學(xué)的方法，通過激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓他們明確學(xué)習(xí)目的，為今后其他CAD課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)。

3.加強與相關(guān)專業(yè)課程之間的緊密結(jié)合

本課程具有很強的實踐性，學(xué)生僅通過理論學(xué)習(xí)很難對知識融會貫通、全面掌握。課程建立了多層次的實踐環(huán)節(jié)，除了引進(jìn)精選案例之外還與其他的一些專業(yè)課程建立了緊密的聯(lián)系。

課程設(shè)計是學(xué)生在完成一門專業(yè)課程之后集中一段時間進(jìn)行設(shè)計。通過設(shè)計來鞏固和提高課堂教學(xué)的內(nèi)容是培養(yǎng)學(xué)生將理論知識與實踐能力的主要途徑。目前，Autocad軟件已廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域。而計算機繪圖作為課程設(shè)計的內(nèi)容，是提高課程設(shè)計質(zhì)量與學(xué)生的計算機應(yīng)用能力素質(zhì)的重要途徑。因此在教學(xué)中做到啟發(fā)式教學(xué)，在進(jìn)行房屋建筑、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等的課程設(shè)計時改變傳統(tǒng)采取手畫的單一方式，要求學(xué)生增加計算機繪圖的實踐環(huán)節(jié)。從學(xué)生的實際出發(fā)，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，為學(xué)生掌握Autocad技術(shù)培養(yǎng)綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力提供了多層次、多方面的訓(xùn)練環(huán)境。

4.改革考核方式，提高繪圖質(zhì)量

以培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力和設(shè)計表達(dá)能力為工程實際培養(yǎng)應(yīng)用人才為目標(biāo)，改變傳統(tǒng)單一的個人繪圖考試模式，采用“小組協(xié)作繪圖+個人繪圖考試”的上機考試的模式。一套完整的建筑施工圖項目往往是由各層平面圖、立面圖、剖面圖和詳圖等組成，圖紙較多，所涉及到的專業(yè)知識較多，如果由單一的學(xué)生在較短時間內(nèi)獨立完成顯然不現(xiàn)實。小組協(xié)作繪圖模式是一個項目由四到五個的小組成員組成，小組選舉出一名組長，組長負(fù)責(zé)各小組成員的分工。各小組成員共同完成同一項目，需要分工清晰，相互協(xié)調(diào)。需建立統(tǒng)一的圖層、文字、標(biāo)注樣式等，且在各小組成員完成自己分工的同時須相互校對，最后組成一套完整的建筑施工圖。通過不斷相互交流和思想碰撞，依靠小組成員之間的合作、鼓勵、監(jiān)督來促使學(xué)習(xí)，更高效地學(xué)習(xí)Autocad軟件。小組協(xié)作繪圖主要考核繪圖的綜合能力和協(xié)作精神，屬于過程的評價，占考核比重的40%，而個人繪圖考試是屬于軟件技能總結(jié)性評價，可占60%。

評分標(biāo)準(zhǔn)需關(guān)注過程、兼顧結(jié)果。故評分標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)對一些繪圖習(xí)慣的評定，如是否合理應(yīng)用圖層的知識、是否靈活應(yīng)用圖塊的知識及對文字樣式、標(biāo)注樣式的管理如何等。同時評分標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該注重學(xué)生繪圖是否符合相關(guān)建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)的評定。通過這樣一套完整的考核方式引導(dǎo)學(xué)生在掌握Autocad軟件的同時，更加注重相關(guān)良好的繪圖習(xí)慣和繪圖標(biāo)準(zhǔn)的掌握，使學(xué)生對建筑圖的繪制有更全面的認(rèn)識和更清晰的了解，大大提高繪圖的效率和繪圖的質(zhì)量。

四、結(jié)束語

通過多屆畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和Autocad課程建設(shè)經(jīng)驗，提出了一套行之有效的Autocad課程改革方法，使學(xué)生能快速掌握軟件操作技術(shù)和設(shè)計精髓，大大提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量和效率，為日后的學(xué)習(xí)工作打下了堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]童樂為，羅烈，劉沈如，等.土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)創(chuàng)新體系建設(shè)探討[J].高等建筑教育，2010，（2）：111-114.

[2]郝哲.對提高土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的思考[J].理工高教研究，2008，（1）：100-104.

[3]谷倩，彭少民，鐘立漢，等.高校土木工程本科專業(yè)畢業(yè)設(shè)計實施[J].理工高教研究，2005，（1）：75-77.

[4]羅臻，鄧敏，葉雁冰.提高地方院校土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的措施與實踐[J].高等建筑教育，2010，（3）：123-126.

[5]蔣瑋，肖晶晶.土木工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計的現(xiàn)狀與思考[J].陜西教育（高教版），2013，（Z1）：122-124.

[6]高笑娟，李躍輝.土木工程畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的全過程控制方法探索[J].高等建筑教育，2011，（1）：127-130.

[7]孟慶峰，尚艷亮，王國安.土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在的問題及其對策[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，（1）：144-145.

（責(zé)任編輯：王祝萍）