汽车与建筑工程学院

数智赋能,以学为本 ——AI赋能建筑工程制图课程的SC教学改革探索
时间:2026-04-04

建筑工程制图作为土建类专业的核心基础课程,承担着培养学生空间想象力、工程表达能力和规范意识的三重使命。于传统“以教为中心”的范式——学生被动接受、技能训练单一,难以支撑深度学习。新一轮科技革命与产业变革深度交融,智能建造、建筑工业化等新业态蓬勃发展,课程教学改革势在必行。

一.AI赋能SC教学新范式

SC(Student-Centered)教学改革以建构主义和人本主义为理论基础,核心是将教学重心从“教”转向“学”,通过创设支持性学习情境促进学生主动建构知识。针对《建筑工程制图》课程特点,构建“空间认知——数智赋能——工程思维”的理论框架,将AI技术与情境教学法、合作学习法、项目式学习法有机融合。AI的独特价值体现在四个层面:作为认知工具,通过三维可视化手段降低空间想象门槛;作为学习伙伴,提供全天候的制图规范个性化辅导;作为评价助手,实现绘图作业的即时多维反馈;作为情境创设工具,构建沉浸式工程制图学习环境。

二.以学生为中心的课程实践

在《建筑工程制图》“三面投影体系”这一关键知识点的教学中,张世玉老师通过多种方式体现学生的主体地位。课前发布“单视图迷惑大赛”任务,学生自主拍摄身边建筑构件或物品的单视图,在课堂上互相竞猜。仅凭一个视图无法确定物体形状,这一认知冲突自然引出“为什么工程制图需要三视图”的核心问题,AI智能体“建工图图”参与互动,回应学生疑问,激发主动探究的兴趣。课中利用“空间感大挑战”AI交互游戏和虚拟仿真3D动态模型,让学生在动手操作中自主感知三面投影体系的构成与“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律,通过操作游戏、观察模型,在“玩”中学、在操作中悟,将抽象理论转化为可体验的空间经验。

在协作与应用环节,课程进一步强化学生的主动建构。在“观察几何体三视图”小组任务中,各组分别观察三棱柱、四棱柱、圆锥、圆柱等几何体模型,利用AI助教辅助观察与绘制,学生通过小组讨论、手绘草图自主发现三视图规律,AI智能体参与小组汇报,从不同视角补充观察发现,形成“学生—同伴—AI”多源互动的学习过程。课后设置拓展探究任务,学生可借助AI工具进一步探索组合体三视图的绘制方法,将课堂所学延伸至更复杂的工程形体表达中。全过程构建“课前-课中-课后”全链条学习支持体系,课前AI智能体提供预习指导,课中AI工具支持自主交互探究,课后AI辅助拓展任务,满足学生个性化学习需求,学生可根据自己的节奏和需求自主安排学习,使学习不再局限于课堂。

三、展望未来:以技术赋能学习

教学改革的根本目的在于促进学生真实的发展。AI赋能《建筑工程制图》的价值,在于用技术支持学生自主建构知识,让学习更有深度、更有意义。随着人工智能技术的持续发展,课程将继续深化以学生为中心的教学改革,探索AI在个性化学习路径规划、学习分析等方面的应用,为培养适应智能建造时代需求的卓越工程人才贡献力量。