畫法幾何與陰影透視專業(yè)基礎(chǔ)課與數(shù)字時代的對接

袁萍 樊輝 張冠增

【摘要】文章以數(shù)字時代為背景，即慕課、VR技術(shù)不斷成熟，對畫法幾何與陰影透視課程的內(nèi)容、教學(xué)方法、后續(xù)課程的相互滲透銜接、理論聯(lián)系實際等方面的改革進行了研究，提出了一些針對現(xiàn)實問題的解決方案，最終達到提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量和授課效果的目的。

【關(guān)鍵詞】畫法幾何與陰影透視;數(shù)字時代;理論結(jié)合實踐

【基金項目】2018年新疆維吾爾自治區(qū)創(chuàng)新環(huán)境（人才、基地）建設(shè)專項（自然科學(xué)基金）聯(lián)合基金項目“基于協(xié)同效應(yīng)的新疆巴扎綜合體文化藝術(shù)功能價值創(chuàng)造”，編號2018D01C080。

畫法幾何與陰影透視是建筑學(xué)專業(yè)、規(guī)劃專業(yè)以及其他工程類學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是學(xué)生最早接觸到的專業(yè)課程，對其素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要的意義。學(xué)生步入社會以后所從事的工作都是與圖紙打交道的，而圖面表達就是工程專業(yè)的語言，這個語言的語法就是畫法幾何與陰影透視課程所教授的內(nèi)容。

為了讓學(xué)生掌握這門語言，畫法幾何與陰影透視著重培養(yǎng)的就是學(xué)生對圖形及空間的分析能力、幾何抽象能力、邏輯思維能力以及圖面表達能力。本課程有很強的理論性、專業(yè)性和實踐性，所以本課程的教學(xué)目的就是要通過一系列科學(xué)的、系統(tǒng)的、完善的訓(xùn)練，調(diào)動起學(xué)生豐富的形象思維能力，樹立空間概念，促進空間分析能力的提升。什么是空間思維能力呢？比如畫法幾何部分，如何將空間幾何元素轉(zhuǎn)化到二維的形態(tài)，或者看到三視圖的時候，怎樣在腦海中或者圖紙上展示三維形態(tài)，這個就是對學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

隨著社會的不斷發(fā)展和進步，高等院校的教育工作者都對制圖課程進行不斷的改革，由于這是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，所以必須慎重對待。但是由于各個院校的培養(yǎng)目標、教育環(huán)境以及學(xué)生水平各不相同，所以對畫法幾何與陰影透視課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及課程體系等方面的改革都有不同的側(cè)重點，并沒有形成統(tǒng)一的方案[1]。目前，我院對該課程的教學(xué)課時數(shù)進行了削減，同時受計算機制圖的影響，虛擬現(xiàn)實等計算機技術(shù)發(fā)達，原來書本上的部分內(nèi)容不再適合繼續(xù)做詳細講解，而有些內(nèi)容需要配合現(xiàn)在計算機技術(shù)的發(fā)展加以強調(diào)，這就需要對畫法幾何在建筑教育中的任務(wù)以及目的進行重新定位和調(diào)整。

本文就目前畫法幾何與陰影透視的教學(xué)提出個人的一些看法和觀點。

一、課程的教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

（一）現(xiàn)狀

1.課時安排。原本的課時安排總共有96學(xué)時，其中，畫法幾何64學(xué)時，在大一第一學(xué)期授課;陰影透視32學(xué)時，在大一第二學(xué)期授課。

新計劃中，課時由96壓縮到64，并要求在一個學(xué)期內(nèi)上完，同時結(jié)合當(dāng)下設(shè)計院的出圖方式已經(jīng)完全由電腦出圖替代了手工繪圖，因而必須對授課內(nèi)容進行篩選、調(diào)整，以突出本課程應(yīng)用的目的性和方向性。

2.教學(xué)手段。本系一直采用的是板書授課，重要的是讓學(xué)生了解繪圖的過程，板書的手繪過程能夠更具體、詳細地演示整個繪圖過程。

在授課過程中為了提高學(xué)生的興趣以及促進其對知識點的理解，教師會拿一些簡易模型輔助教學(xué)，但由于模型有限，所以教學(xué)效果不太明顯。

3.實踐性教育環(huán)節(jié)的缺失。由于本課程所講的內(nèi)容本身知識點比較繁多，所以沒有設(shè)置專門的實踐性環(huán)節(jié)，對知識點的應(yīng)用和檢驗停留在作業(yè)和期末考試上。

（二）問題

1.知識點零散，不能領(lǐng)會課程的主要目的。由于授課計劃是按照教材的章節(jié)進行，教材的內(nèi)容是針對某一類問題進行的分析講解，更偏重該問題的基本原理、知識點和作圖方法，所以學(xué)生對單一的問題能夠很快找到解法，但當(dāng)幾個章節(jié)的問題在一個題目中出現(xiàn)時，很多學(xué)生無從下手。由此可見，學(xué)生對于各知識點的融會貫通、空間幾何綜合問題的解決能力還有欠缺。

2.教學(xué)手段落后，整體教學(xué)進度慢。由于本課程有些內(nèi)容比較復(fù)雜，如陰影、透視、軸側(cè)等，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)時感覺困難。為了讓學(xué)生明白制圖原理，教師講課比較細致，占用課時多，使得學(xué)生課上訓(xùn)練時間少，很難保證學(xué)生熟練掌握技巧進行效果圖的創(chuàng)作。如何讓學(xué)生從枯燥抽象的理論學(xué)習(xí)中解放出來，能夠更輕松、明了地接受知識點，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，是本課程教學(xué)手段改革的關(guān)鍵。

3.實踐課不能及時配合，理論和實踐脫節(jié)。本課程沒有安排實踐環(huán)節(jié)，而其他應(yīng)用性課程大多是在半年以后，殘留的知識點記憶對后續(xù)課程的應(yīng)用來說幫助有限，甚至有些學(xué)生已經(jīng)完全遺忘。這就是為什么有些學(xué)生大一“畫法幾何與陰影透視”考試得高分，而高年級畫圖時還會漏洞百出。

另外，在教學(xué)中，授課的內(nèi)容理論性更強一些，所以整個授課和實際工程結(jié)合不緊密，使學(xué)生誤認為畫法幾何的學(xué)習(xí)只是為了應(yīng)付考試;學(xué)生拿到考題會解抽象后的純畫法幾何問題，但在后期的設(shè)計類課程中，遇到實際工程的畫圖和讀圖問題時，不會用畫法幾何的方法去分析解決。例如在本課程中給學(xué)生講透視圖，會給出站點、h-h、g-g、p-p線等已知條件，大部分學(xué)生都能順利完成準確的透視圖，但到了高年級畫自己設(shè)計的建筑透視圖時，卻無從下手，因為找不到已知條件。這是由于在學(xué)習(xí)本課程時沒有搭建好的平臺，沒有把書上的知識點和實踐聯(lián)系起來，學(xué)生只會做習(xí)題，不會靈活應(yīng)用。

二、課程的改革意見

（一）豐富教學(xué)手段和精簡教學(xué)內(nèi)容

加入PPT和虛擬現(xiàn)實的仿真技術(shù)授課，這樣既可以節(jié)省教師在課堂上的板書時間，又能讓例題的演示與教師口頭的講解同步進行，同時還可以借助虛擬模型解決原有實體模型成本高、種類少、靈活性差的缺點或者用電腦模型的動畫進行演示，不僅能直觀地反映教學(xué)內(nèi)容，而且可增強授課的趣味性，調(diào)動學(xué)生的積極性。

根據(jù)總課時的調(diào)整，對原有安排進行取舍，具體來講，64學(xué)時中畫法幾何部分40學(xué)時，陰影透視部分24學(xué)時。點、線、面投影的側(cè)重點是圖示法，降低圖解法的要求。最大斜度線、直角的投影，直線和平面垂直，兩平面垂直，投影變換，曲面立體的切平面，相交，表面展開，輻射光線下的陰影，復(fù)雜曲面形體的陰影，量點法，距點法，曲面的透視，倒影和鏡像，這些部分的內(nèi)容在工作中應(yīng)用比較少，對專業(yè)幫助有限，所以只做介紹，或講解特殊情況下的簡化畫法;而對于組合體的構(gòu)成及圖面表達要進行詳細深入的介紹和練習(xí)，這是設(shè)計師表達思路的基本要求。軸測圖的內(nèi)容也應(yīng)加強。陰影和透視部分主要是幫助設(shè)計師直觀地表達自己的設(shè)計意圖，而不是精確地設(shè)計圖紙，所以雖然要詳細講解，但重點在于制圖的原理及合理性。

（二）積極推進自學(xué)與知識擴展

課堂教學(xué)和課外自學(xué)相結(jié)合?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的方法有很多，慕課等多種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段不斷充實。由于受到課時和大綱的限定，本課程很多內(nèi)容并不能得到充分發(fā)揮和延伸，這時就要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，不僅能拓寬學(xué)生的知識面，而且對學(xué)生獨立學(xué)習(xí)、獨立工作的能力也是一種考驗。為了督促學(xué)生自學(xué)，通過讓他們寫教案、制作PPT甚至上臺講課等多種方法，檢驗他們的自學(xué)成果，能增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與工程意識，拓展學(xué)習(xí)思路。

（三）緊跟設(shè)計與創(chuàng)新

本課程主要是為建筑的設(shè)計方案和施工圖服務(wù)的，所以應(yīng)該讓建筑制圖扎根于建筑設(shè)計，可以考慮和其他課程結(jié)合，讓制圖和設(shè)計同步。這里的設(shè)計并不是深入到施工圖的層面，而是能夠通過圖紙表達設(shè)計師的思路，對方案進行批評指正，類似于初步設(shè)計階段，所以工程的規(guī)模是否符合規(guī)范都不作要求，僅為表達思路，練習(xí)三維和二維的轉(zhuǎn)化而用。

（四）密切結(jié)合實踐和工程

建筑制圖指導(dǎo)建造的實踐，建筑的實踐過程完善了建筑制圖。所以，將制圖和實際工程結(jié)合，能讓學(xué)生深入理解空間形體，訓(xùn)練學(xué)生的空間邏輯思維能力，對學(xué)生研究熱情、工作毅力的培養(yǎng)也很有幫助。在教學(xué)中，在PPT里加入實際工程的圖片，并對工程的背景資料進行簡介，樹立學(xué)生的建筑設(shè)計意識，讓學(xué)生直觀地了解建筑設(shè)計和建筑制圖之間密切的關(guān)系，提高學(xué)生對建筑制圖的準確認知，幫助學(xué)生理解建筑制圖的目的和對應(yīng)關(guān)系。

另外，建筑學(xué)、城市規(guī)劃專業(yè)有建筑設(shè)計基礎(chǔ)課程，這門課主要是幫助學(xué)生練習(xí)線型、繪圖的，被默認是畫法幾何與陰影透視的應(yīng)用課程，但這兩門課程的銜接、轉(zhuǎn)化還有一定的困難。本課程純理論的知識比較多，而建筑設(shè)計基礎(chǔ)又主要是制圖方法的應(yīng)用，所以應(yīng)該給學(xué)生時間進行實踐性環(huán)節(jié)的補充。有些學(xué)生采用抄繪施工圖的辦法，但筆者認為這對二、三維的轉(zhuǎn)化幫助有限，因為很多學(xué)生在抄繪過程中不思考，只是模仿。所以換個方法，拿小模型或建筑細部構(gòu)件讓學(xué)生進行繪制，這樣不僅能夠檢驗學(xué)生對課程的認識程度，而且能提前將學(xué)生引入本專業(yè)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生時刻感受到自己學(xué)科的專業(yè)性，提升學(xué)習(xí)興趣，做好鋪墊。例如繪制模型樓梯，讓學(xué)生進行觀察、測量，并將空間組合體轉(zhuǎn)化為三面投影圖、軸測圖和透視圖，這樣通過一次練習(xí)就能將整門課程所學(xué)的內(nèi)容進行一次完整的訓(xùn)練和鞏固，對樓梯進行二、三維轉(zhuǎn)化的同時，也是對建筑構(gòu)造課的提前鋪墊，理論聯(lián)系實際，以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。

（五）突出歷史與未來

在授課中從技術(shù)歷史發(fā)展的角度梳理建筑制圖的發(fā)展歷程和未來趨勢，結(jié)合本地當(dāng)前最常用的繪圖手段進行有針對性的講解和引導(dǎo)，并對不同制圖手段的優(yōu)缺點進行比較，讓學(xué)生不僅能在畢業(yè)后對即將面臨的繪圖工作有初步認識，也能為今后更高水平的設(shè)計做鋪墊。

當(dāng)前VR技術(shù)、BIM技術(shù)在國內(nèi)都發(fā)展迅速，可以在教學(xué)中適當(dāng)?shù)匾?。例如講解透視圖的時候，一方面，將同學(xué)們平時忽略的日常生活場景還原，通過VR模型生動地講述其形成的原理以及繪制的要點，幫助大家理解;另一方面，手繪透視圖更具有靈性和設(shè)計感，拿一些大師手稿給大家欣賞，也能在一定程度上提升學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣。

（六）突出想象力和動手能力

本課程是一個三維和二維空間的轉(zhuǎn)化過程，所以想象力和實際項目之間的成功轉(zhuǎn)化是這門課程的意義所在。如果利用大型的建筑空間來檢驗想象成本過高，就退而求其次，利用小模型設(shè)計制作來輔助教學(xué)。建筑設(shè)計基礎(chǔ)中有一個內(nèi)容是建造節(jié)——制作瓦楞紙椅、小品等，為了更好地教學(xué)，在建造節(jié)開始之前先聯(lián)合起來，把三面投影圖講完以后就讓學(xué)生按照自己的想象繪制1∶100理想椅子的三面投影，等建造節(jié)一開始，學(xué)生就能直接將想象運用到現(xiàn)實中去。這樣不僅能檢驗學(xué)生對專業(yè)知識點三面投影圖、平立面圖的應(yīng)用及對相貫線的掌握度，而且可以再讓他們畫出透視圖作為效果表現(xiàn)，不僅能提高學(xué)生對課程的興趣，而且考核了學(xué)生將三維立體和二維平面的對應(yīng)、轉(zhuǎn)化能力，在運作的過程中也能讓學(xué)生知道，所有的專業(yè)課都是相互依托、相互連接的，要重視每一門課程。

畫法幾何作為建筑學(xué)和城市規(guī)劃專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，如果學(xué)生感到力不從心，無法理解，那么在后續(xù)的其他專業(yè)課學(xué)習(xí)中更是感覺到無從下手，所以本課程的授課效果對學(xué)生的影響非常大。

筆者希望通過以上對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革，能夠在課堂上讓學(xué)生更徹底地領(lǐng)會知識點的關(guān)鍵及其專業(yè)作用，并能在輕松、愉悅的課堂環(huán)境中熟練掌握知識點;讓當(dāng)前畫法幾何與陰影透視課程更加優(yōu)化，能夠和其他專業(yè)課程產(chǎn)生更多的聯(lián)系;在授課中能更貼合實際項目，讓學(xué)生將書本上的理論知識點盡可能多地順利轉(zhuǎn)化到學(xué)習(xí)以及工作中，讓大學(xué)里的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課切實為學(xué)生將來的實際工作或者更高層次的深造服務(wù)。

綜上所述，筆者認為對于建筑學(xué)、城市規(guī)劃專業(yè)來說，畫法幾何與陰影透視課程是重要的，課程改革更是必要的，只有不斷打破桎梏，突破創(chuàng)新，勇于實踐，才能使本課程的教與學(xué)更加充滿活力與生機。

【參考文獻】

[1]姚軍.畫法幾何與建筑制圖模塊化教學(xué)改革研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2016（29）：205.

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