土木工程制圖課程中“主動學習”教學模式實踐

何 蕊，高 岱，欒英艷

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土木工程制圖課程中“主動學習”教學模式實踐

何 蕊，高 岱，欒英艷

(哈爾濱工業大學工程圖學部，黑龍江 哈爾濱 150001)

根據土木工程制圖的內容及教學要求，修訂教學計劃，調整教學內容。在課程體系中增加構型設計和行業先進技術建筑信息模型(BIM)技術，嘗試以學生為中心的教學方法，以項目學習為驅動，在實際教學中培養學生學習主動性并提高學習效率。普通班與試驗班教學效果評估及評教結果顯示，新的教學模式較有效的調動學生學習主動性有一定積極作用。

土木工程制圖；主動學習；建筑信息模型；項目學習

近年來，高等教育正在積極推進以教為主轉為以學為主，即以學生為中心。學生成為學習活動的主體。如何在講授中引導學生提高學習興趣，培養自主學習能力，使被動學習轉變為主動學習，是現階段高校教師應積極思考并付諸實踐的。

自從美國心理學家Rogers提出了以學生為中心的教育思想后，美國等國家已經實施了幾十年，證實了方法的有效性并獲得了寶貴的經驗[1-3]。與此同時，中國高校也在積極推動從教為主向以學為主的轉變，并在教學活動中作出了很多有益嘗試。文獻[4]設計了6個環節組成的教學模式，并進行了嘗試與探討；文獻[5]研究了主動學習在《臨床檢驗基礎》課程實驗教學中的運用，給出了有意義的結果及展望。

1 教學內容的改革

土木工程制圖課程是針對土木類大一學生開設的專業基礎課，內容包括土木畫法幾何、專業制圖及計算機輔助設計部分。本課程在土木類專業中起到先修課的作用，學習結果直接關系到其他專業課的學習。在教學過程中引入主動學習教學方法，如課堂互動、小組討論、項目作業等，并在班級中隨機選取教學班實施新教學方法。

以教學為中心的方式易出現不及時更新教學內容的情況，使得有些教學內容陳舊、與實際相脫節，學生認為所學內容與自身的職業發展無關，易對學習失去興趣。教師在開課初始，應讓學生了解本課程體系與未來職業發展的關系，并及時更新教學設計及教學內容。科技前沿技術與課程相關的內容如能及時補充，不但對學生的職業發展有幫助，也會使學生產生學習興趣。

近年來在美英等國家興起的建筑信息模型(building information modeling, BIM)技術是建筑行業的領先技術，該技術將原始的二維設計轉為三維設計，并將建筑生命周期中的相關參數數據賦予模型，使建筑模型在設計、施工、運維等各個階段達到數據共享，實現全專業數據共享，可降低成本、縮短工期、避免或減少現場變更。目前，中國也在積極推動該項技術在國內建筑領域的發展，由于是新技術引進時間不長，在用人市場上BIM方向人才呈現短缺現象[6-9]。在這一契機下，本課程體系將建筑行業近年來興起的BIM技術增加至原有的課程體系中的計算機輔助繪圖部分，使計算機輔設計部分變為集二維設計與三維設計于一體的新體系。

同時增加了構型設計內容，旨在培養學生空間思維能力和創新能力，新技術核心內容的引入可引起學生對本專業前沿技術的興趣，調動其學習熱情和積極性。

2 教學方法的改革

2.1 課堂互動

以學生為中心，培養學生由被動學習轉為主動學習，教師的作用至關重要。教師在教學過程中要體現出學術性及專業性，但課堂教學不應僅僅是單純的講授，而是要設計出有學生互動參與的課堂。明確提出對學生的參與要求，比如鼓勵學生積極參與互動，積極提出問題，用批判性思維學習課程內容，同時教師與同學之間要積極互動。

在授課過程中比較常用的互動方式是Think-Pair-Share，即教師提出問題，學生先自己思考90 s，然后兩人一組討論互相補充得出結果，再分享給全班同學。在講授土木工程制圖課程的過程中，教師在每周設計一個小問題在授課過程中提出，并用Think-Pair-Share的方式得出答案。由于是大一開設的課程，學生們之間還不很熟悉，不是很適應。所以在初期，學生并不能很快進入角色，這時就需要授課教師加以引導，幫忙分配搭檔。幾周后，學生慢慢適應后可比較快地進入討論。除了授課內容的討論，教師還布置針對所學內容的題目設計及解題，以小組為單位，討論出與所學內容相關的題目并給出答案，同學們積極參與，設計出富有創造力和新思路的習題。

在組合體部分結束后，增加了構型設計內容，是對學生們8周課程學習的檢驗，同時也是學生們對所學知識的運用。兩周的時間，學生們自由設計、自行發揮，通過對所學的簡單形體之間的堆積、切割，組合在一起，設計出形狀各異的房屋模型。同時要求學生們用海報的形式將自己的作品展示出來并加以介紹。同時學生們從創新性、準確性、合理性等環節評選出優秀作品，海報環節鍛煉了學生的創新能力和表達能力，受到學生的歡迎。圖1為部分構型作業作品。

2.2 課外支持

教學過程不僅限于課堂教學，教師應給予一定的課外支持，學生有疑問及時提出并及時解決，也是主動學習提高學生積極性的重要方式。每學期在每個開課班級均建立QQ群，可以相對及時地收到學生有關學習方面的返饋并對所提問題進行答疑，此形式已堅持了4年。

線上線下有益結合，對于學生課堂上沒有解決的問題得以有效地解決。由于學生水平存在差異，有些學生在課堂上不能完全理解，在線答疑有效地解決了這一點，在學習新知識前解決現有的問題，學生壓力減小，學習積極性也得到提高。

在信息時代下，MOOCs，SPOCs都是對于教學環節的有益補充，相關MOOC課程已在中國大學慕課網站同時以MOOCs和SPOCs形式運行。

2.3 項目學習

本課程在計算機輔助設計環節中引入建筑行業近年來興起的新技術——BIM技術，將原有的AutoCAD二維設計變為集AutoCAD二維設計與Revit三維設計于一體，通過完成項目作業，使同學們在項目學習中體會團隊合作與創新精神。2周的項目學習任務中，同學們自由分組，利用課下時間查閱資料，分工合作，完成項目并以小組答辯的形式進行作業展示。各不相同的項目任務與組內匿名互評制度最大程度避免了抄襲和個別組員逃避工作現象。圖2為部分學生BIM項目作業。

圖1 大一學生構型設計作業

圖2 學生BIM項目作業

學生在結課后仍可以根據興趣跟隨授課教師進行BIM方向的學習，目前，仍有研究生繼續參加學習及QQ群內的答疑，以提升自身的能力，形成了良性循環。

授課教師為結課學生仍繼續提供專業知識的支持，已有4組同學以土木工程制圖課程及BIM技術為背景參加大一創新訓練計劃及創新、創業訓練計劃，其中2組拿到國家級經費資助。目前，4組均已結題并獲得校級創新創業項目評選一等獎一項，二等獎兩項。

3 教學評估

連續兩年隨機挑選實驗班與普通班各一個班進行同一張考卷的測試，表1顯示實驗班通過率及優秀率都稍高于普通班，新的教學形式可激發學生的學習興趣并可提高學習效果。

4 結束語

教師在教學過程中如何以學生作為學習主體，拒絕一味地灌輸知識，而是從學習目標、學習方法、教學方法上培養學生主動學習欲望及在獲取知識的過程中，培養學生獨立思考、團隊合作及創新精神，是每一個教師在從教過程中需認真思考并付諸實踐的。

[1] 朱欣. 以學生為中心教育理念的歷史審視與價值定向[J]. 現代教育管理. 2012(4): 6-9.

[2] FREEMANA S, EDDYA S L, MCDONOUGH M, et al. Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematic [J]. Psychological and Cognitive Sciences, 2014, 111(23): 8410-8415.

[3] PRINC M. Does active learning work? A review of the research [J]. Journal of Engineering Education, 2004, 93(3): 223-231.

[4] 陳長飛. “主動學習”教學模式的實踐與思考[J]. 教育探索, 2012(1): 45-47.

[5] 楊曉芳, 楊麗, 胡黎婭, 等. 主動學習在《臨床檢驗基礎》實驗教學中的運用[J]. 教師教育學報, 2015, 36(10): 1463-1465.

[6] 姜曦. 企業BIM人才培養模式初探[J]. 山西建筑, 2013, 39(21): 246-248.

[7] 袁媛. 淺析基于企業崗位設置的高職BIM人才培養[J]. 人才資源開發, 2016(24): 99-100.

[8] 胡曉娟. BIM人才需求狀況及培養途徑探討[J]. 科教文匯(下旬刊), 2016(5): 61-64.

[9] 李倩, 王雪鋒. 基于BIM的獨立院校土木工程專業多課程聯合教育研究[J]. 高等建筑教育, 2016, 25(6): 85-90.

“Active Learning” Teaching Practice in Civil Engineering Graphics Course

HE Rui, GAO Dai, LUAN Yingyan

(Department of Engineering Graphics, Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001, China)

According to the content and requirement of civil engineering graphics course, syllabus and teaching content are updated and modified. Configuration design and cut-edge technique-building information modeling (BIM) are added in the teaching system, learning-center teaching methods are used combine project-learning, students’ learning initiative are cultivated and learning efficiency is improved. Test results and teacher evaluation results of regular classes and test classes show that the new teaching model play a role of inspiring students’ initiative of learning.

civil engineering graphics; active learning; building information modeling; project learning

TU 204

10.11996/JG.j.2095-302X.2018040782

A

2095-302X(2018)04-0782-04

2017-04-14；

2017-05-11

黑龍江省教育科學“十三五”規劃2016年度重點課題(GJB1316023）

何 蕊(1978-)，女，黑龍江哈爾濱人，講師，博士。主要研究方向為圖學教育、建筑信息模型。E-mail：herui@hit.edu.cn

高 岱(1974-)，男，黑龍江哈爾濱人，講師，博士。主要研究方向為圖學教育。E-mail：d.gao@hit.edu.cn