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土木工程制图课程教学方法
摘 要：本文分析了“土木工程制图”课程教学过程中存在的问题.结合教学实践,探讨了改进教学方法、加强技能训练、注重教学内容连贯性等改革措施,以便更好地激发学生的学习兴趣,提高教学效果.
关键词：画法几何；工程制图；教学方法
作者简介：杨骏,硕士,石河子大学水利建筑工程学院高级建筑师,国家二级注册建筑师,研究方向为工程图学及建筑设计；蓝明菊,石河子大学水利建筑工程学院.（新疆石河子832003）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1671-0568 （2018） 14-0055-03
“土木工程制图”是高等学校土木工程专业的一门专业基础课,内容分为三大组成部分：画法几何、专业工程制图和计算机制图.画法几何主要是研究在二维平面上表达三维空间形体的方法.通过点、线、面、体投影原理的分析,培养学生的图形表达能力和解决空间几何问题的能力,以及学生的形象思维、逻辑思维和空间想象能力,并为工程制图的学习奠定基础.专业工程制图是在学习国家制图标准、规范的基础上,运用画法几何基础知识进行专业图形的阅读,学习绘制的方法,并为后续相关专业课程设计、毕业设计打下基础.计算机制图部分则是在掌握专业工程手工制图的基础上,培养学生运用计算机绘制图形的技能.该课程具有空间性强、逻辑性强、连贯性强和实践性强的特点,对于刚进入高校的学生来说,还没有接触到相关专业课程知识,同时缺乏必要的空间想象力,如何有效培养他们的绘制、阅读工程图样的能力成为教师面临的难题.学生普遍认为该课程是一门比较难懂、难学的专业基础课,教师应针对学生在学习过程中存在的一些问题,进行积极探讨,适当调整课程的教学内容、教学方法及手段,从而调动学生的学习积极性、主动性,这对后续专业课程学习和专业人才培养具有重要的意义.
一、教学现状及存在问题
1.制图规范不重视.“土木工程制图”实践性较强,由于工程图纸是工程界的通用语言,国家制定了相关的制图规范,对工程字体、线型、比例、尺寸、符号等制定了标准.然而,学生在练习过程中并不重视国家标准的重要性,经常出现汉字书写随意、字号大小不一致、线型线宽错误、尺寸标注错误、图名比例缺失、图样布局不合理等违反国家制图标准要求的情况.同时,在后期的专业课程设计中指导教师对图纸的重视程度不够,更多地强调相关课程的知识而忽视了图形的表达,造成学生对制图标准的认知不能得到有效的延续.
2.教学手段对教学效果的影响.为了达到应用型本科教学的培养目标,加强实践环节的锻炼,各个学校对专业基础课的理论课时进行压缩.这样,在较少的课时内完成相关知识内容的讲解,对每位教师也提出了挑战.基于课时的压缩、教学内容不减情况下,多数教师选择了多媒体教学模式,这种教学方法讲解课程内容生动形象,但由于讲授中课件播放速度快、图形展开不分步骤、信息量大,学生在上课过程中极易产生疲劳,反而不利于对知识的掌握,易出现“上课听懂,作业不懂”的现象,严重影响了授课质量和效果.
3.画法几何与专业制图联系不紧密.画法几何主要研究空间几何要素和形体在平面上的表达方法,研究在平面上用几何作图的方法来解决空间几何问题.专业制图是培养学生掌握绘制与阅读复杂工程图的知识、方法与技能.学生在学习中并不理解画法几何与专业制图的联系,导致学习中缺少主动性,作业画图不认真,标注随意,结果出现错误.
二、教学方法和教学内容的改进
1.适当调整教学内容,灵活布置作业.当前土木工程制图教材都以“绪论、画法几何、制图基本知识、专业工程图”的顺序编排,这种顺序授课内容具有知识延续性好、循序渐进性强的特点.但由于把制图基本知识放在后面讲授,前期画法几何作业绘制线型往往较为混乱,汉字、字符随意书写,不能较好地引导学生养成良好的绘图习惯.因此,调整教学内容按照“绪论、制图基本知识、画法几何、专业工程图”的顺序讲授,在制图基本知识讲授中联系工程实例进行线型分析,引入国家制图标准要求,强调制图线型的重要性,同时针对往届学生在制图中经常出现的错误,用幻灯片进行展示,并与规范图形进行比较,这样学生在学习中能够很快掌握要点,一开始就养成规范制图的良好习惯.
教材质量的高低也直接影响课程教学目标的实现,教师要尊重教材,但不要盲目信任教材.目前许多教材在画法几何部分内容编写较为合理、完善,但对专业制图部分内容反而出错较多,这就需要教师具有良好的工程制图实践经验.笔者授课采用《画法几何及土木工程制图》这本教材,在画法几何部分知识点条理清晰、层次分明、重点突出,但专业制图部分内容却出现了不少问题,图形中出现平面图、立面图漏标、错标、多标尺寸,标高数值标注不标准,轴线标注违反规范,图例符号绘制不严谨,框架柱设置不符合结构专业设计的相关要求等.针对课本中专业图形出现的问题,笔者按照制图标准要求,根据课本图形绘制出一套完整、详细的工程图,在授课过程中与课本中专业图出现的问题进行比较讲解,学生在练习过程中对国家制图规范的理解更加深刻,取到了良好的教学效果.
笔者在作业布置中通常严格要求学生按照制图标准规定,在A3绘图纸上绘制图幅线、图框线、标题栏,按照标准字号打出字格,让学生在格子中进行汉字的规范书写,线型、汉字一起练习,然后针对每个学生的弱点进行强化训练,学生经过几次训练,均能养成良好的绘图习惯.在专业工程制图作业中,前期让学生按照制图标准进行课本图形的描绘,后期给学生绘制出一张办公建筑的一层平面图,让学生根据图形进行二层平面图、立面图、剖面图的绘制,这样学生在进行图形绘制过程中不断思考建筑各个构配件的形状、位置、画法等,变被动接受为主动请教,大大提高了学生学习的主动性.
2.注重教学方法的引导,灵活运用多媒体软件.为解决本课程教学内容多而课时不断压缩等问题,大部分教师采用多媒体教学.这种教学方式可以做到图文并茂,以直观的形式使抽象难懂的内容变得形象具体,引导学生多向思维,实现启发式教学,从而拓宽教学知识面,丰富教学信息量,提高教学效率.
同时土木工程制图内容主要是识读专业图形和讲授国家制图标准,没有过多的理论推导,教学时应采用多媒体的方式进行教学.传统的板书授课多辅以挂图、模型教学,这种教学方法单一,而专业工程图绘图量较大,课堂上教师根本无法在黑板上进行绘制,而常用的挂图图形又比较单一,在讲授中专业知识内容时不能得到有效的扩展,不利于学生对专业图形的掌握.
笔者在画法几何部分多媒体制作中,灵活运用软件动画功能,强调图形绘制的步骤展示,让图线在对学生引导、讲授过程中一步一步完成,同时控制好动画播放速度,留给学生思考的时间.在图形的演示过程中注重图形的分析,阐述各部分内容的重点、难点、解决思路及图形的绘制方法,取得了良好的教学效果.专业工程图形因图形较大,各图形之间存在相关联系,用多媒体授课,往往后排同学看不清楚,在展示图形的同时,可进行分段图形展示,将节点处放大展示,做好相关知识点之间的切换,同时利用好软件的辅助功能.讲授专业图形画法时,针对学生绘图依旧延续中学时绘制图形的特点,要强调专业工程画图步骤的演示,按照轴线、墙体、门窗等绘图顺序,由整体到局部、由大到小进行动画演示.多媒体授课大大节省了教师大量板书、绘图时间,节省下来的时间更要注重对学生作业内容的讲解.因学生在做作业时对题目进行了分析、理解、消化,碰到难以解答问题在课堂上会带有目地性去听,自觉地关注重点,变被动学习为主动学习,效果更好.
3.注重教学内容的引导,强调知识点的相互连贯性.画法几何内容讲授中,很多老师注重对知识点重点、难点的讲解,忽视了画法几何与专业工程图之间的联系,导致学生在学习过程中无法理解画法几何知识的实践意义.笔者在授课时不断强调画法几何内容与专业工程图之间的相互联系.比如在制图基本知识内容中展示建筑平、立、剖面图时,简单介绍图形的形成方法,为后面画法几何投影法内容的引入进行铺垫,如：画法几何知识中最大斜度线与工程中坡度线的关系、三面共点法与工程中坡面交线的关系、截交线与工程图纸中断面的关系等.同时也要讲解画法几何知识与专业制图的不同点,比如画法几何组合体讲解尺寸标注的基本要求不遗漏、不重复,而建筑专业有其特殊的尺寸标注要求,要在讲解尺寸分析的同时,向学生介绍专业制图尺寸标注的不同点；而画法几何形体视图的名称正立面图（主视图）、平面图（俯视图）、左侧立面图（左视图） 又与专业制图不同,建筑专业是根据国家制图标准按照建筑朝向（南立面图）、定位轴线（①-⑩立面图） 命名等相关知识.
专业制图部分更要注重对专业图形的形成原理、表达方法的讲解,并分析专业制图与画法几何图形的相互联系与区别.比如,介绍建筑平、立、剖面图时,注重图形之间的相互关联,利用画法几何里三视图的形成,多面体截交线、相贯线的相关知识讲解；建筑专业图形中不可见的线不绘制,通常采用断面、剖面的形式来表达,使不可见的线变为可见,而画法几何学习中则必须要用虚线表示.在讲授专业图形画法时,要重点结合国家制图标准对图形中图线、字体、符号、图例等相关绘制规定,并结合设计院绘图人员设计出图要求进行讲解,这样学生在学习过程中才能做到理论联系实践,在看图、画图过程中理解国家制图标准的规定.
综上所述,本文阐述了目前大学关于“土木工程制图”课程课堂教学过程中存在的一些问题,并给出了相应的解决方法.实践表明,运用现代教学手段,理论联系实际,在教学过程中不断总结,正确地引导学生,培养学生独立观察、分析、思考和解决问题的能力,是提高课程学习质量的关键.
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