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【摘要】基于CDIO工程教育模式，针对应用型本科建筑工程专业，从联系密切的相关课程交叉融合教学出发，对新课程体系的培养目标、教学内容、教材建设、教学方法、考核方式以及任课教师要求等方面进行分析研究和试点对比，提出一系列具体的改革措施。实践证明，该教学模式对于启发与培养大学生实际动手能力、创新思维能力、综合分析问题的能力、工程技术能力以及协作精神都是十分有效的，同时也为后续专业的学习和工作奠定了良好的基础。
【关键词】CDIO；课程整合；教学研究；教学实践
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号
“CDIO工程教育模式”是近年来国际工程教育改革的最新成果，代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。南京工程学院作为应用型本科，是国家首批“CDIO工程教育模式改革研究与实践”试点高校之一。在建筑工程专业的教学中，我们也致力于探索适合学校特色的CDIO工程教育模式，着手点是将联系密切的相关课程有机整合，交叉化、系列化教学。
《建筑制图》、《计算机辅助制图》和《房屋建筑学》作为主要的专业基础课，是建筑工程专业学习的入门课程，几乎贯穿专业学习的整个过程。其中《建筑制图》是以画法几何为理论基础，研究图解空间几何问题的基本原理以及绘制、阅读建筑工程图样的基本方法，培养学生的空间想象力、思维能力，使学生具有画图、读图的基本能力，掌握手工绘图的基本技能。《计算机辅助制图》主要教授计算机辅助绘图软件的基本操作以及在建筑图中的应用，培养学生计算机绘图的基本能力.《房屋建筑学》主要培养学生熟悉和掌握房屋的构造原理，能选择合理的构造方案进行建筑设计，并绘制相应的施工图。三门课程所涉及的内容关联性强，且相辅相成。传统的教学方法是将三门课程放在不同学期依次进行，自成体系。在十余年的教学实践和教学研究中发现，这种情况下学习者的学习连贯性差，学习效果和综合使用能力不足，往往是学习后面课程时还要重新加强前面课程所学，效率低进度慢，也失去了其專业基础课的功能。近年来很多教师将《建筑制图》和《AutoCAD》两门课程整合起来进行教学，取得了一定的成果。而如何将上述三门相关课程进行合理又有效的教学安排，使三者内容相互渗透，紧密结合，获取最优的教学效果，是教学改革和教学实践中一项仍需探究的课题。
一、课程教学体系的创新研究
对《建筑制图》、《计算机辅助制图》和《房屋建筑学》三门课程进行系列化、交叉性的教学，开发设置新的课程教学体系应以学生能进行建筑方案设计，并能熟练绘制和阅读建筑施工图为培养目标，在课程的教学内容、教材建设、教学手段和教学方法等不同方面进行研究和改革。
（一）课程内容优化与调整
教学内容改革是新课程体系建设的核心部分，所以首先要对教学内容进行优化，重组知识体系，避免知识重复脱节，着重体现易学实用性。试点教学过程中根据新的教学目标，以设计为主体，制图为辅助手段来实现建筑设计的全过程。从建筑设计开始，以建筑设计结束，中间讲述各种设计方法，并实时穿插相关的制图知识和计算机绘图方法。对教学内容进行了
较大的取舍和调整，具体如下：
1．从《房屋建筑学》开始，介绍建筑概述：建筑的基本概念、建筑的构成要素、建筑的分类与等级；建筑设计的内容和程序、要求和依据等。基于此引出建筑设计成果的表达方法—图样。
2．制图的基本知识与技能：主要介绍建筑制图标准（如图纸图幅、线型、字体等）、制图方法和步骤，同时介绍利用AutoCAD软件绘制图框、标题栏等基本命令。弱化手工尺规绘图内容（涉及尺规仪器、几何作图）。
3．空间建筑形体的二维表示理论与方法（即画法几何部分）：主要介绍投影基本知识、点、直线、平面的投影、平面体的投影、曲面体的投影、组合体的投影、图样画法等，并实时穿插介绍各种几何元素及平面图形的AutoCAD绘制方法。削减立体表面交线和轴测图内容，去除那些不适合计算机绘图的简化画法，如对称图形、相同结构要素的简化画法等。
4．建筑施工图概述：介绍建筑施工图的形成，表达的内容，专业制图规定，同时介绍使用AutoCAD绘制建筑单体符号的方法（如轴线编号、标高符号等）。
5．建筑平面设计：介绍平面设计内容及方法，并结合建筑制图标准介绍TArch天正建筑软件绘制建筑平面图的方法。
6．建筑立面设计：介绍立面设计内容及方法，并结合制图标准介绍利用TArch和AutoCAD软件，生成并细化立面图。
7．建筑剖面设计：介绍剖面设计内容及方法，并结合制图标准介绍利用TArch和AutoCAD软件，生成并细化剖面图。
8．建筑构造设计：介绍细部构造设计内容及方法，并结合制图标准介绍利用TArch和AutoCAD软件，完善平、立、剖及详图。
9．课程综合练习：中小型民用建筑方案设计及出图，系列施工图识读。
（二）立体化教材建设
基于课程内容的调整，考虑到仍然使用原有的独立教材已经不合时宜，必须进行新的综合性教材开发。又由于教学研究和改革是一个循序渐进、继承精华同时调整舍弃不足的过程，教材建设应顺应这个规律，在兼顾到市场效应的同时，分几个阶段逐步进行和完善。
第一阶段：针对专业特点和行业适用性，改革传统的计算机辅助制图类教材通常只介绍AutoCAD或只介绍天正建筑TArch软件，过于突出单个软件的全面性和独立性，而忽视专业性和关联性。建设内容涉及建筑制图标准、各种建筑施工图的绘制等，重点突出软件使用方法、规范标准和实际应用相结合的综合类计算机辅助绘图教材[1]。此阶段已完成并用于试点班级的教学实践（东南大学出版社《土木工程CAD+天正建筑基础实例教程》），受到师生的一致好评。
第二阶段：添加画法几何部分，建设综合设计制图类教材。此阶段正在筹备阶段，计划综合合理使用各种媒体（纸质文本、多媒体教学系统等），使教材图文并茂、动静结合、学练有序，也将借助校级高等教育研究与改革课题进行教学实践。 第三阶段：结合房屋建筑学中建筑设计内容，建设符合教学目标和教学内容的立体化综合设计类教材。
进行各阶段教材建设的目的，是致力于改变目前教材及教学现状的不足，让教材更具专业性和实用性，为教学双方提供一种综合性的教学资源聚合与交流平台，以最大限度地满足教学需要，满足教育市场的需要，增强教学能力，培养工程实用人才。
（三）教学手段多样化
为了将教师讲授与学生实践更好的结合起来,可根据教学内容适时将教学地点安排在多媒体教室、计算机房或认识实习现场。纯理论内容安排在多媒体教室，利用图片、动画、模型加板书教学；计算机绘图软件介绍部分安排在计算机房，使听课的学生人手一台电脑。采用新兴的多媒体教学软件，使教师操作的内容能同步显示在学生机上，实现教师一人对学生多人的手把手教授。达到听、看、练同步。为了防止教师在演示过程中，学生急于动手操作而不认真听讲的现象，可通过相关的软件控制学生机操作，在教师讲解阶段学生机只能观看而不能操作，使学生真正看懂后再解控学生机进行练习，真正做到当堂的内容当堂消化，效果明显[2]。涉及建筑设计部分，为联系工程实际，可安排室外建筑物认识实习。结合真实建筑物讲解设计内容，构造组成，考虑因素，多样性、合理性等， 从实际出发，逐步引导学生在了解建筑物每个部分设计方法后，能创新思维、变换思路，设计同类型而不雷同的建筑物布局和细部构造。在整个教学过程要合理安排和使用各种现代化的教学工具和手段，改变以讲课为主的传统授课方式，努力使“教学”变为“导学”，强调课堂教学效果的突破与创新。
（四）教学方法工程化
以“CDIO工程教育模式”为前提的教学方法需要跟工程实际密切结合，在教学过程中可以采用一个实际的工程项目为线索来展开相关的教学内容。这个实际的工程项目，可以是综合的，比如一个小型住宅区的建设项目；也可以是单项的，如一栋住宅楼或办公楼的建设项目[3]。但该工程项目必须是符合课程特点、有代表性，且应便于搜集设计资料和现场观摩教学的。
基于所涉及三门课程融合后的工程项目化教学，可以分三个方面进行。
1.分解式教学。将教学所选择的工程建筑物进行分解,然后再将分解后的各个部分结合理论知识进行讲授。主要用于空间建筑形体的二维表示理论与方法（即画法几何部分）、建筑细部构造等部分的教学。
2.整体式教学。经过分解式教学后，结合工程项目的图纸及实物进行建筑物整体方案设计、读图识图、整套施工图绘制等内容的讲授,将所学的分体知识组合起来。
3.竞赛机制：选择实际的新建或在建工程前期招投标资料，开展建筑方案设计竞赛，评选优秀作品，锻炼学生解决工程问题的能力，体验工程招投标制度，为后续专业学习和发展奠定基础。
二、建立合理的评估考核体系
实践证明，在CD10工程教育模式下，课程的融合教学和系列化学习都是可以比较顺利实现的，而对教学和学习效果，如何给出一个既相对客观公正又有简洁参考建议的评估结果也是一项重要的研究课题。
随着教学内容、教学方法和手段的改革，传统的考核方法必然显现出很多弊端，不能很好的评价学生的学习状况，也偏离了注重综合能力的培养目标。为了对学习过程进行有效的监控，考核评价可以多方面、分阶段进行。通过阶段性考核诊断，总结问题并改进提升。每一阶段根据具体的教学过程分析，收集学生在理论知识、操作技能、设计能力、创新能力、小组协作能力、人际交往能力等方面所掌握熟练程度的证据，包括：笔试、机试、学习积极性、工作严谨性、设计成果审查、表现评分、学习日志及学生互评意见等，将各种判断要素定量化，分层次、多指标综合评估[4]。
也可以通过记录整个教学过程中学生的学习情况，收集和分析原始数据，建立相应的学习曲线。学习曲线(Learning curve) 又称练习曲线（practice curves），是表示单位产品生产时间与所生产的产品总数量之间的关系的一条曲線。人们为了知道学习进程中的现象和进步快慢的详情，作为以后努力的指针，应用统计图的方法作一条线，把它表示出来。对学习效果进行评定的学习曲线通常将学习效果数量化绘制于坐标纸上，横轴代表练习次数或学习时间，纵轴代表学习的效果，这样绘制出的一条曲线，就是学习曲线。针对所绘制的学习曲线特点，判断学生各阶段的学习效果以及变化趋势，指导教师更好地制定教学方案，减少教学和学习时间，提高教学和学习效率。
三、任课教师新要求
教师是课程的研究者、计划者、实践者和建设者，是课程建设的关键要素[5]。针对内容交叉融合化、手段多样化、方法工程化后的新课程教学，对任课教师的要求也有了大幅度的提高，教师队伍必须向结构合理、专业综合化发展。不仅要求理论知识扎实，专业技能过硬，更要有丰富的工程设计和实践经验，要做到面面俱到。所以必然要求任课教师要随着行业新技术、新理论、新方法的不断进步加强自身学习，巩固理论知识，加强实践和工程经验，理论与实践相结合，能把专业理论与实践技能同时传授给学生，有的放矢地开展教学工作。
四、试点教学实践效果
对试点本科班级的期末学习效果，以及后续专业学习情况进行比较后发现：采用新教学模式班级的学生，学习兴趣和主动性较高，所学知识运用灵活性有所提升，建筑设计创新思维较好，绘图能力和速度快，且图样较规范。这也证明了前期研究和实践是具有一定实际意义和参考价值的。
参考文献
[1] 赵冰华，喻骁．土木工程CAD+天正建筑基础实例教程[M]．南京：东南大学出版社，2010．
[2] 赵冰华. 高校建筑专业CAD课程教学研究与改革[J].高等建筑教育，2009，18（6）:95-97.
[3] 罗晓良. 建筑制图与AutoCAD课程教学改革探讨[J].科技信息，2008，21:581-582.
[4] 丁光彬，张红光，于佐东，李彦军．CDIO工程教育模式下学生学习评估方法探索[J]．中国电力教育，2010，183(32)：52-53．
[5] 段远源，杨蕾．以提高人才培养质量为核心深入推进精品课程建设[J]．中国高等教育，2008，15：6-8,14．
【关键词】CDIO；课程整合；教学研究；教学实践
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号
“CDIO工程教育模式”是近年来国际工程教育改革的最新成果，代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。南京工程学院作为应用型本科，是国家首批“CDIO工程教育模式改革研究与实践”试点高校之一。在建筑工程专业的教学中，我们也致力于探索适合学校特色的CDIO工程教育模式，着手点是将联系密切的相关课程有机整合，交叉化、系列化教学。
《建筑制图》、《计算机辅助制图》和《房屋建筑学》作为主要的专业基础课，是建筑工程专业学习的入门课程，几乎贯穿专业学习的整个过程。其中《建筑制图》是以画法几何为理论基础，研究图解空间几何问题的基本原理以及绘制、阅读建筑工程图样的基本方法，培养学生的空间想象力、思维能力，使学生具有画图、读图的基本能力，掌握手工绘图的基本技能。《计算机辅助制图》主要教授计算机辅助绘图软件的基本操作以及在建筑图中的应用，培养学生计算机绘图的基本能力.《房屋建筑学》主要培养学生熟悉和掌握房屋的构造原理，能选择合理的构造方案进行建筑设计，并绘制相应的施工图。三门课程所涉及的内容关联性强，且相辅相成。传统的教学方法是将三门课程放在不同学期依次进行，自成体系。在十余年的教学实践和教学研究中发现，这种情况下学习者的学习连贯性差，学习效果和综合使用能力不足，往往是学习后面课程时还要重新加强前面课程所学，效率低进度慢，也失去了其專业基础课的功能。近年来很多教师将《建筑制图》和《AutoCAD》两门课程整合起来进行教学，取得了一定的成果。而如何将上述三门相关课程进行合理又有效的教学安排，使三者内容相互渗透，紧密结合，获取最优的教学效果，是教学改革和教学实践中一项仍需探究的课题。
一、课程教学体系的创新研究
对《建筑制图》、《计算机辅助制图》和《房屋建筑学》三门课程进行系列化、交叉性的教学，开发设置新的课程教学体系应以学生能进行建筑方案设计，并能熟练绘制和阅读建筑施工图为培养目标，在课程的教学内容、教材建设、教学手段和教学方法等不同方面进行研究和改革。
（一）课程内容优化与调整
教学内容改革是新课程体系建设的核心部分，所以首先要对教学内容进行优化，重组知识体系，避免知识重复脱节，着重体现易学实用性。试点教学过程中根据新的教学目标，以设计为主体，制图为辅助手段来实现建筑设计的全过程。从建筑设计开始，以建筑设计结束，中间讲述各种设计方法，并实时穿插相关的制图知识和计算机绘图方法。对教学内容进行了
较大的取舍和调整，具体如下：
1．从《房屋建筑学》开始，介绍建筑概述：建筑的基本概念、建筑的构成要素、建筑的分类与等级；建筑设计的内容和程序、要求和依据等。基于此引出建筑设计成果的表达方法—图样。
2．制图的基本知识与技能：主要介绍建筑制图标准（如图纸图幅、线型、字体等）、制图方法和步骤，同时介绍利用AutoCAD软件绘制图框、标题栏等基本命令。弱化手工尺规绘图内容（涉及尺规仪器、几何作图）。
3．空间建筑形体的二维表示理论与方法（即画法几何部分）：主要介绍投影基本知识、点、直线、平面的投影、平面体的投影、曲面体的投影、组合体的投影、图样画法等，并实时穿插介绍各种几何元素及平面图形的AutoCAD绘制方法。削减立体表面交线和轴测图内容，去除那些不适合计算机绘图的简化画法，如对称图形、相同结构要素的简化画法等。
4．建筑施工图概述：介绍建筑施工图的形成，表达的内容，专业制图规定，同时介绍使用AutoCAD绘制建筑单体符号的方法（如轴线编号、标高符号等）。
5．建筑平面设计：介绍平面设计内容及方法，并结合建筑制图标准介绍TArch天正建筑软件绘制建筑平面图的方法。
6．建筑立面设计：介绍立面设计内容及方法，并结合制图标准介绍利用TArch和AutoCAD软件，生成并细化立面图。
7．建筑剖面设计：介绍剖面设计内容及方法，并结合制图标准介绍利用TArch和AutoCAD软件，生成并细化剖面图。
8．建筑构造设计：介绍细部构造设计内容及方法，并结合制图标准介绍利用TArch和AutoCAD软件，完善平、立、剖及详图。
9．课程综合练习：中小型民用建筑方案设计及出图，系列施工图识读。
（二）立体化教材建设
基于课程内容的调整，考虑到仍然使用原有的独立教材已经不合时宜，必须进行新的综合性教材开发。又由于教学研究和改革是一个循序渐进、继承精华同时调整舍弃不足的过程，教材建设应顺应这个规律，在兼顾到市场效应的同时，分几个阶段逐步进行和完善。
第一阶段：针对专业特点和行业适用性，改革传统的计算机辅助制图类教材通常只介绍AutoCAD或只介绍天正建筑TArch软件，过于突出单个软件的全面性和独立性，而忽视专业性和关联性。建设内容涉及建筑制图标准、各种建筑施工图的绘制等，重点突出软件使用方法、规范标准和实际应用相结合的综合类计算机辅助绘图教材[1]。此阶段已完成并用于试点班级的教学实践（东南大学出版社《土木工程CAD+天正建筑基础实例教程》），受到师生的一致好评。
第二阶段：添加画法几何部分，建设综合设计制图类教材。此阶段正在筹备阶段，计划综合合理使用各种媒体（纸质文本、多媒体教学系统等），使教材图文并茂、动静结合、学练有序，也将借助校级高等教育研究与改革课题进行教学实践。 第三阶段：结合房屋建筑学中建筑设计内容，建设符合教学目标和教学内容的立体化综合设计类教材。
进行各阶段教材建设的目的，是致力于改变目前教材及教学现状的不足，让教材更具专业性和实用性，为教学双方提供一种综合性的教学资源聚合与交流平台，以最大限度地满足教学需要，满足教育市场的需要，增强教学能力，培养工程实用人才。
（三）教学手段多样化
为了将教师讲授与学生实践更好的结合起来,可根据教学内容适时将教学地点安排在多媒体教室、计算机房或认识实习现场。纯理论内容安排在多媒体教室，利用图片、动画、模型加板书教学；计算机绘图软件介绍部分安排在计算机房，使听课的学生人手一台电脑。采用新兴的多媒体教学软件，使教师操作的内容能同步显示在学生机上，实现教师一人对学生多人的手把手教授。达到听、看、练同步。为了防止教师在演示过程中，学生急于动手操作而不认真听讲的现象，可通过相关的软件控制学生机操作，在教师讲解阶段学生机只能观看而不能操作，使学生真正看懂后再解控学生机进行练习，真正做到当堂的内容当堂消化，效果明显[2]。涉及建筑设计部分，为联系工程实际，可安排室外建筑物认识实习。结合真实建筑物讲解设计内容，构造组成，考虑因素，多样性、合理性等， 从实际出发，逐步引导学生在了解建筑物每个部分设计方法后，能创新思维、变换思路，设计同类型而不雷同的建筑物布局和细部构造。在整个教学过程要合理安排和使用各种现代化的教学工具和手段，改变以讲课为主的传统授课方式，努力使“教学”变为“导学”，强调课堂教学效果的突破与创新。
（四）教学方法工程化
以“CDIO工程教育模式”为前提的教学方法需要跟工程实际密切结合，在教学过程中可以采用一个实际的工程项目为线索来展开相关的教学内容。这个实际的工程项目，可以是综合的，比如一个小型住宅区的建设项目；也可以是单项的，如一栋住宅楼或办公楼的建设项目[3]。但该工程项目必须是符合课程特点、有代表性，且应便于搜集设计资料和现场观摩教学的。
基于所涉及三门课程融合后的工程项目化教学，可以分三个方面进行。
1.分解式教学。将教学所选择的工程建筑物进行分解,然后再将分解后的各个部分结合理论知识进行讲授。主要用于空间建筑形体的二维表示理论与方法（即画法几何部分）、建筑细部构造等部分的教学。
2.整体式教学。经过分解式教学后，结合工程项目的图纸及实物进行建筑物整体方案设计、读图识图、整套施工图绘制等内容的讲授,将所学的分体知识组合起来。
3.竞赛机制：选择实际的新建或在建工程前期招投标资料，开展建筑方案设计竞赛，评选优秀作品，锻炼学生解决工程问题的能力，体验工程招投标制度，为后续专业学习和发展奠定基础。
二、建立合理的评估考核体系
实践证明，在CD10工程教育模式下，课程的融合教学和系列化学习都是可以比较顺利实现的，而对教学和学习效果，如何给出一个既相对客观公正又有简洁参考建议的评估结果也是一项重要的研究课题。
随着教学内容、教学方法和手段的改革，传统的考核方法必然显现出很多弊端，不能很好的评价学生的学习状况，也偏离了注重综合能力的培养目标。为了对学习过程进行有效的监控，考核评价可以多方面、分阶段进行。通过阶段性考核诊断，总结问题并改进提升。每一阶段根据具体的教学过程分析，收集学生在理论知识、操作技能、设计能力、创新能力、小组协作能力、人际交往能力等方面所掌握熟练程度的证据，包括：笔试、机试、学习积极性、工作严谨性、设计成果审查、表现评分、学习日志及学生互评意见等，将各种判断要素定量化，分层次、多指标综合评估[4]。
也可以通过记录整个教学过程中学生的学习情况，收集和分析原始数据，建立相应的学习曲线。学习曲线(Learning curve) 又称练习曲线（practice curves），是表示单位产品生产时间与所生产的产品总数量之间的关系的一条曲線。人们为了知道学习进程中的现象和进步快慢的详情，作为以后努力的指针，应用统计图的方法作一条线，把它表示出来。对学习效果进行评定的学习曲线通常将学习效果数量化绘制于坐标纸上，横轴代表练习次数或学习时间，纵轴代表学习的效果，这样绘制出的一条曲线，就是学习曲线。针对所绘制的学习曲线特点，判断学生各阶段的学习效果以及变化趋势，指导教师更好地制定教学方案，减少教学和学习时间，提高教学和学习效率。
三、任课教师新要求
教师是课程的研究者、计划者、实践者和建设者，是课程建设的关键要素[5]。针对内容交叉融合化、手段多样化、方法工程化后的新课程教学，对任课教师的要求也有了大幅度的提高，教师队伍必须向结构合理、专业综合化发展。不仅要求理论知识扎实，专业技能过硬，更要有丰富的工程设计和实践经验，要做到面面俱到。所以必然要求任课教师要随着行业新技术、新理论、新方法的不断进步加强自身学习，巩固理论知识，加强实践和工程经验，理论与实践相结合，能把专业理论与实践技能同时传授给学生，有的放矢地开展教学工作。
四、试点教学实践效果
对试点本科班级的期末学习效果，以及后续专业学习情况进行比较后发现：采用新教学模式班级的学生，学习兴趣和主动性较高，所学知识运用灵活性有所提升，建筑设计创新思维较好，绘图能力和速度快，且图样较规范。这也证明了前期研究和实践是具有一定实际意义和参考价值的。
参考文献
[1] 赵冰华，喻骁．土木工程CAD+天正建筑基础实例教程[M]．南京：东南大学出版社，2010．
[2] 赵冰华. 高校建筑专业CAD课程教学研究与改革[J].高等建筑教育，2009，18（6）:95-97.
[3] 罗晓良. 建筑制图与AutoCAD课程教学改革探讨[J].科技信息，2008，21:581-582.
[4] 丁光彬，张红光，于佐东，李彦军．CDIO工程教育模式下学生学习评估方法探索[J]．中国电力教育，2010，183(32)：52-53．
[5] 段远源，杨蕾．以提高人才培养质量为核心深入推进精品课程建设[J]．中国高等教育，2008，15：6-8,14．