“计算机辅助设计”课程教学改革探讨

引言

“计算机辅助设计”课程为我校建筑工程专升本专业的专业选修课，主要讲解 PKPM 软件的基本操作及应用。本课程涉及多门课程，具有较强实践性与综合性，教学模式采取理论 ^⋅+ 实践模式。开设本课程的主要目的一方面是培养学生综合解决工程问题的能力，为学生毕业后从事相关工作做准备，另一方面是为学生后续毕业设计打下基础[1][4]。

1 教学现状[2-3]

本课程为专升本学生第一学期课程，共 32 个课时，课程内容主要包括结构建模、SATWE 有限元分析、基础设计、结构施工图绘制等，教师需对相关内容进行操作演示及讲解，学生根据教师讲解在机房进行实操练习，独立完成简单的工程建模、计算分析及施工图绘制。针对本课程，在教学过程中发现以下问题：

图 1 PKPM 界面

1.1 学生基础参差不齐

建筑工程专升本学生中，一部分是建筑工程专业背景（本专业学生），另一部分则是非建筑工程专业背景（跨专业学生），这种差异性导致学生在计算机操作能力、结构力学基础以及对软件学习的兴趣上存在较大差异，对相关知识接受程度不一致，导致教学难度增大。

1.2 教学内容缺乏实践

受学时学情影响，在教学过程中教学内容更偏重 PKPM 操作演示，如结构建模流程、SATWE 分析流程、基础设计流程等，对相关参数选取、构件尺寸选取、计算原理、结构分析等内容都是简单讲解。因此学生只会根据图纸进行简单建模，不会根据工程实际情况选取合适构件尺寸，设置计算参数，相关学习只停留在表面，学生毕业后从事设计工作难以快速上手。

2 教学改革探讨

2.1 举办 PKPM 结构设计比赛[3]

以学院为主体，每年举办 PKPM 结构设计比赛并设立奖项，通过比赛激发学生对PKPM 软件的学习兴趣。促使学生主动学习，通过查阅相关资料、规范、实操视频等，查漏补缺，更好的掌握 PKPM 软件的操作及应用，提高学生动手能力及独立思考能力。

2.2 专业课与实践课融合[2]

“计算机辅助设计”为建筑工程专升本专业选修课，毕业设计为建筑工程专升本专业实践课，具有理论联系实践的作用，因此在“计算机辅助设计”课程教学中，教师可以毕业设计为依托，引入实际工程案例，提高学生工程实践能力。

在教学过程中，结合毕业设计--结构设计内容对学生进行教学。学生以组为单位接收任务书，根据任务书，指导学生正确选择结构类型，查阅相关规范，确定荷载参数、地震参数等相关内容，进行结构建模并分析计算，根据计算结果适当调整结构构件尺寸及布置方式，使其满足规范要求，并符合经济性要求。计算完成后，结合CAD 软件进行结构施工图绘制，包括结构平面图、构件配筋图、基础平面图等，保证图纸规范性，提高绘图效率，为后续毕业设计及从事相关工作打下基础。

2.3 因材施教

建筑工程专升本学生具有不同专业背景，本专业学生具备一定的基础知识，如结构力学、混凝土结构设计等。对 PKPM 软件的应用有一定了解，但可能缺乏系统性操作经验，甚至部分学生接触过此软件或类似软件，有一定的理论（实操）基础。而跨专业学生缺乏建筑工程基础知识，对 PKPM 软件的应用场景和操作流程较为陌生。学习过程中需要补充更多的基础知识和操作指导。

因此在教学过程中，教师要根据学生情况制订不同的教学方案，因材施教。首先分层教学，满足不同学生的学习需求：本专业学生重点讲解 PKPM 软件的高级功能和应用技巧，如复杂结构的建模与分析，安排其参与复杂任务。跨专业学生提供基础知识补充，如建筑结构的基本组成、荷载类型等。从简单任务入手，如简单框架结构的建模与分析。其次采取任务驱动法，通过实际任务提升综合能力：将课程内容分解为多个任务，如简单结构建模、结构分析、结果查看和施工图绘制等。每个任务都包含操作步骤和理论解释，确保学生全面掌握知识。根据学生特点分配任务，确保每位学生都能发挥自身优势。

图 3 PKPM 案例练习