畫法幾何與建筑制圖模塊化教學(xué)改革研究

姚軍

摘 要：畫法幾何與建筑制圖是土木工程、工程管理專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)過(guò)程中成為典型的“老師難教，學(xué)生難學(xué)”課程。根據(jù)德國(guó)應(yīng)用型本科教育模式特點(diǎn)，從本課程本身特點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行模塊化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生學(xué)以致用。

關(guān)鍵詞：畫法幾何；建筑制圖；模塊化教學(xué)改革；應(yīng)用型本科教育

中圖分類號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.29.130

《畫法幾何與建筑制圖》是土建類專業(yè)學(xué)生大一第一門專業(yè)基礎(chǔ)課。畫法幾何部分內(nèi)容主要是空間幾何問題投影在平面上，通過(guò)作圖進(jìn)行解決并為平面圖例提供理論依據(jù)和方法。其本身具有較強(qiáng)的嚴(yán)密性和邏輯性，對(duì)學(xué)生的空間想象能力和幾何基礎(chǔ)知識(shí)有較高的要求，學(xué)習(xí)難度大常被學(xué)生們稱為“頭痛幾何”。建筑制圖部分主要是把畫法幾何部分知識(shí)融入到土建類專業(yè)知識(shí)中來(lái)，將三維立體構(gòu)件轉(zhuǎn)化成平面圖形。所以該課程是把大學(xué)生引入到專業(yè)學(xué)習(xí)的門檻，提高學(xué)生空間想象能力和思維能力，同時(shí)提高學(xué)生解決分析空間結(jié)構(gòu)的能力。在長(zhǎng)期教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在課堂教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單，但是問題簡(jiǎn)單，步驟難講，學(xué)生在課堂上能聽懂，課下能看懂例題，但是做不好題目的現(xiàn)象，學(xué)生掛科率較高。

1 教學(xué)內(nèi)容改革

目前我校正在積極推進(jìn)借鑒德國(guó)應(yīng)用型本科教育模式，引導(dǎo)教師培養(yǎng)應(yīng)用型人才，讓學(xué)生學(xué)以致用。為更好地配合我校應(yīng)用型本科辦學(xué)定位的目標(biāo)，我校對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化教學(xué)改革。關(guān)于制圖部分所有內(nèi)容整合為工程圖學(xué)模塊，此模塊包含三個(gè)子模塊：畫法幾何與建筑制圖理論模塊、畫法幾何與建筑制圖實(shí)訓(xùn)模塊、AUTOCAD模塊。

1.1 畫法幾何與建筑制圖模塊

畫法幾何與建筑制圖理論模塊共32學(xué)時(shí)，其中畫法幾何理論部分20學(xué)時(shí)，建筑制圖12學(xué)時(shí)。畫法幾何部分主要學(xué)習(xí)正投影理論，把空間物體轉(zhuǎn)化成平面圖形，在平面中表達(dá)其形體特點(diǎn)也為土木工程中用平面圖形描述空間構(gòu)件特征和相關(guān)圖解提供理論基礎(chǔ)和基本思路。一直以來(lái)正投影部分內(nèi)容都是土木工程專業(yè)中一門重要課程，過(guò)多強(qiáng)調(diào)投影理論課時(shí)較多，教師授課難度大，學(xué)生學(xué)習(xí)效果差，應(yīng)經(jīng)不再適應(yīng)應(yīng)用型本科教育的基本辦學(xué)思路，而且與后續(xù)建筑制圖部分內(nèi)容存在教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)，對(duì)于以上問題，我校借鑒德國(guó)模塊化教學(xué)理念進(jìn)行模塊化教學(xué)改革理念，可以加強(qiáng)課程之間的銜接，減少課程知識(shí)點(diǎn)重疊，提高學(xué)生多綜合能力的掌握，以改善教學(xué)質(zhì)量。

在畫法幾何模塊化教學(xué)改革中，適度刪減部分其內(nèi)容并調(diào)整一定深度。重點(diǎn)突出正投影的基本理論：精講點(diǎn)、線、面的基本組成要素、基本投影特征、相對(duì)位置關(guān)系以及作圖方法，淡化作圖技巧。如圖1所示為點(diǎn)線相對(duì)位置關(guān)系，就是我們課堂上需要詳細(xì)講授的內(nèi)容，不僅讓每位學(xué)生把握其知識(shí)要點(diǎn)，還要掌握對(duì)待不同的問題如何去分析，改變以往學(xué)生只能聽懂、看懂、做不好的狀態(tài)。丟棄曾經(jīng)的題海戰(zhàn)術(shù)，精講經(jīng)典例題并由此為出發(fā)點(diǎn)深入學(xué)習(xí)空間點(diǎn)、線、面的定位問題，培養(yǎng)學(xué)生解決綜合問題的能力。教師授課目標(biāo)不僅僅是學(xué)生課堂聽懂老師的講解，更重要的是學(xué)會(huì)確定解題思路，這樣在遇到新問題的時(shí)候，能夠迅速確定解題思路，然后題目自然迎刃而解。

關(guān)于體的內(nèi)容主要包括體的基本投影特征、相對(duì)位置關(guān)系、體與體相貫、體與面相交以及其可見性判斷，這都是畫法幾何教學(xué)中最大難點(diǎn)。要求學(xué)生具有深厚的理論基礎(chǔ)和很強(qiáng)的空間想象能力，學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)往往喪失學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心，而且學(xué)生在今后若不繼續(xù)深入學(xué)習(xí)則對(duì)體的相關(guān)知識(shí)運(yùn)用較少，所以在教改中這部分調(diào)整較大，教學(xué)中點(diǎn)到為止，以夠用為度，縮減大量學(xué)時(shí)。

1.2 畫法幾何與建筑制圖實(shí)訓(xùn)模塊

畫法幾何與建筑制圖實(shí)訓(xùn)模塊是一門實(shí)踐課共24學(xué)時(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生繪圖能力、識(shí)圖能力、動(dòng)手能力的重要課程。在此模塊中要求學(xué)生采用尺規(guī)徒手抄圖的方式，抄繪建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖，通過(guò)抄繪過(guò)程讓學(xué)生學(xué)習(xí)尺規(guī)作圖的要點(diǎn)、建筑制圖規(guī)范，每個(gè)建筑構(gòu)件的表示方法，同時(shí)也回顧前面畫法幾何中投影理論在土木工程中的基本應(yīng)用，突出理論知識(shí)的學(xué)以致用，也體現(xiàn)了整個(gè)模塊之間的相互銜接聯(lián)系。通過(guò)整個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，為后續(xù)專業(yè)模塊學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.3 AUTOCAD模塊

AUTOCAD模塊共24學(xué)時(shí)，采用理論授課和機(jī)房實(shí)踐教學(xué)相互交替的授課模式。此模塊安排在畫法幾何與建筑制圖模塊和畫法幾何與建筑制圖實(shí)訓(xùn)模塊結(jié)束之后。學(xué)生在完成上述兩個(gè)子模塊學(xué)習(xí)之后已經(jīng)具備畫法幾何理論、建筑制圖知識(shí)，熟悉施工圖的結(jié)構(gòu)之后，在這樣一個(gè)前提下，通關(guān)相關(guān)命令學(xué)習(xí)可以快速進(jìn)入繪制各種專業(yè)圖形的能力。授課中采用一節(jié)課講述軟件基本操作，一節(jié)課學(xué)生上機(jī)獨(dú)立練習(xí)軟件操作，授課教師隨時(shí)指導(dǎo)解答的模式，這樣的教學(xué)模式特別有助于軟件學(xué)習(xí)的質(zhì)量，也突出了應(yīng)用型教育的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)了知識(shí)就具備了相應(yīng)的能力。

2 教學(xué)方法改革

2.1 借助課堂實(shí)物，幫助學(xué)生建立投影模型

對(duì)于一名大一學(xué)生而言，對(duì)投影知識(shí)是完全陌生的，讓學(xué)生從一個(gè)完全陌生的知識(shí)領(lǐng)域迅速進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，這是很難做到的，需要一個(gè)緩沖過(guò)程，所以這也是畫法幾何課程難教難學(xué)的原因之一?，F(xiàn)在的學(xué)生在高中階段空間幾何學(xué)習(xí)過(guò)程中，由于大量使用向量解題方法，通過(guò)計(jì)算方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)證明過(guò)程，弱化了大家的空間想象能力。若想改變這種困境，必須在畫法幾何授課過(guò)程中重新幫助大家培養(yǎng)空間思維，授課教師可以借助教室中實(shí)物通過(guò)演示展示投影的基本過(guò)程，展示空間和平面的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系，雖然簡(jiǎn)單但卻是一個(gè)高效的教學(xué)手段。

例如把教室墻角視為三個(gè)投影面，把粉筆盒、課桌、教師的胳膊、三角板等當(dāng)作工具給學(xué)生們演示點(diǎn)、線、面、體的投影規(guī)律和相對(duì)位置關(guān)系，讓學(xué)生意識(shí)到投影不是憑空而來(lái)更不是虛幻的，投影就存在于我們生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，提高大家對(duì)畫法幾何的認(rèn)同感。通過(guò)由空間到平面，由平面到空間的反復(fù)分析，可以提高大家的感性認(rèn)識(shí)，加深平面圖形和實(shí)際物體的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系。

通過(guò)實(shí)物展示的教學(xué)模式，由淺入深逐漸鍛煉學(xué)生空間思維，讓學(xué)生在思考過(guò)程中有物可依。也讓學(xué)生形成一種自我學(xué)習(xí)的好方法，學(xué)生們?cè)谡n下可以借助更豐富的物體幫助自己學(xué)習(xí)，在遇到較難平面圖形時(shí)可以借助實(shí)物來(lái)解決問題，引導(dǎo)空間思維能力。

2.2 精講、細(xì)批

畫法幾何是土木工程專業(yè)工程圖學(xué)模塊中培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的主干課程，需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。很多老師認(rèn)為扎實(shí)的基礎(chǔ)來(lái)自于大量的做題，讓學(xué)生搞題海戰(zhàn)術(shù)。在應(yīng)用型教學(xué)模式中，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)是用來(lái)解決實(shí)際問題的，而不是會(huì)做大量的習(xí)題，因此在教學(xué)中需要把一些經(jīng)典題目精講、細(xì)講，不僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)理論，更重要的是學(xué)會(huì)分析問題的思路，鍛煉思維能力。讓學(xué)生在遇到問題時(shí)能知道如何去分析問題、解決問題，掌握理論的本質(zhì)。如圖2所述線面夾角問題就是一類經(jīng)典問題需要精講，讓學(xué)生拿到題目就知道如何分析。當(dāng)然相應(yīng)的習(xí)題練習(xí)也是不可或缺的，不同結(jié)構(gòu)、形狀的空間圖形或?qū)嵨镄误w布置相應(yīng)的作業(yè)，但老師需要對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行細(xì)批，從學(xué)生解題線條的選型、解題思路、文字描述詳細(xì)批改，老師通過(guò)批改作業(yè)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，然后在課堂上針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的講解，同時(shí)通過(guò)作業(yè)批注讓學(xué)生了解自己的錯(cuò)誤所在，而不是僅僅一個(gè)對(duì)和錯(cuò)，而是老師和學(xué)生之間一次深入交流，同時(shí)也讓學(xué)生在平時(shí)的練習(xí)中，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦L圖習(xí)慣，習(xí)慣用線條和圖形來(lái)準(zhǔn)確、清晰表達(dá)自己的思路。

2.3 多媒體教學(xué)手段的運(yùn)用，幫助學(xué)生提高分析解決問題

傳統(tǒng)的畫法幾何授課是教師在黑板上以尺規(guī)繪圖表達(dá)三維圖形和二維圖形的相互轉(zhuǎn)換，由于圖形相對(duì)復(fù)雜，繪圖占用較多時(shí)間且對(duì)教師的繪圖能力有較高要求。隨著目前本科階段課程大量壓縮，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不再適應(yīng)新的教學(xué)要求。多媒體教學(xué)是集圖形、音效、動(dòng)畫、文字為一體的教學(xué)手段，在畫法幾何課堂上可通過(guò)動(dòng)畫方式把繪圖過(guò)程表達(dá)出來(lái)，畫面生動(dòng)直觀，它能將“正投影”投影原理和三視圖的“看圖方法”及“展開”過(guò)程也生動(dòng)直觀地展示出來(lái)，幫助學(xué)生們理解三維和二維的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系提高空間想象能力。如圖3所示，教師可以在PPT中把空間兩垂直相交直線投影問題形象表達(dá)出來(lái)，空間位置、投影關(guān)系學(xué)生一目了然。用語(yǔ)言描述空間位置關(guān)系是相對(duì)比較復(fù)雜的，也給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)了一定困難，所以與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比體現(xiàn)了極高的優(yōu)越性。同時(shí)改變以往課堂沉悶的狀態(tài)，使得枯燥的線條變得生動(dòng)活潑、效果逼真，可以充分調(diào)動(dòng)廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足新的學(xué)時(shí)要求，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定，是為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求，模塊化教學(xué)改革是為了實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。教學(xué)改革的目的在于要求教學(xué)過(guò)程中不僅讓學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)更要具備實(shí)際動(dòng)手解決問題的能力，滿足社會(huì)新的用人要求。畫法幾何及建筑制圖正是一門理論與實(shí)踐結(jié)合比較密切的一門課，學(xué)生在這門課中既要學(xué)習(xí)扎實(shí)的投影理論，也要能后動(dòng)手繪制各種圖形、熟讀各種圖紙，在以后的工作中可以很充分的體現(xiàn)。所以模塊化教改成果可以立竿見影變現(xiàn)出來(lái)。新的畫法幾何與建筑制圖模塊，充分體現(xiàn)實(shí)踐與應(yīng)用；素質(zhì)與能力的內(nèi)涵，同時(shí)適當(dāng)體現(xiàn)教學(xué)文化，充分反映學(xué)校模塊化教學(xué)改革的特點(diǎn)。

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