畫法幾何及土建制圖課程教學改革與實踐

摘要：根據現代技術發展和專業培養計劃的需要，闡述了制訂畫法幾何及土建制圖課程教學大綱四項原則的內涵。基于教學內容模塊化、教學方法多樣化、教學手段現代化的教學改革思路，以培養學生的空間發散思維能力、創新設計能力為主線，對教材內容結構、課堂教學方法、多媒體教學手段、網絡課程建設等進行了研究與實踐。通過對近幾年學生成績統計與分析，驗證了課程教學改革與實踐的成效。

關鍵詞：畫法幾何；土建制圖；教學改革；網絡課程

畫法幾何及土建制圖是土建類各專業的技術基礎課。由于該課程圖量大，教學時數減少，使傳統的教學方式無法滿足現代教學需要。隨著計算機多媒體技術的迅速發展與應用，土建制圖課程教學方法、教學手段和教學質量都發生了根本性變化。如何改變傳統的教學方法，充分利用現代教學資源和手段，提高畫法幾何及土建制圖課程教學效率和質量，一直是圖學教育工作者研究的課題。基于教學內容模塊化、方法多樣化、手段現代化的教學改革思路，在傳統教學方法基礎上，提出了以培養學生的空間發散思維能力、創新設計能力為主線的教學方案，全面提高學生的工程圖學素質，為后繼課程和畢業設計打下深厚基礎。2005年，我們結合學校專業特色和工程實際要求，有計劃、有步驟地通過學校教改立項，開展了課程教學內容、教學方法和教學手段等方面的研究與實踐，逐步將該課程建設成精品課程。

一、課程教學改革內容

1.結合專業培養計劃，制訂課程教學大綱

教學大綱是根據該課程在專業教學計劃中所占的地位和要求，以綱要的形式具體地反映課程內容的范圍、深度、順序和教法的教學文件，也是編選教材、組織教學、進行課程教學質量檢查和評比及教學管理的主要依據。因此，制定符合專業教學規律的教學大綱，對指導課程建設、教學改革等具有重要的指導意義。在總結歷年教學經驗的基礎上，我們堅持以下四項原則制訂課程教學大綱。

(1)先進性原則。圍繞專業的培養目標，認真汲取兄弟院校在教育理念、課程體系、教學內容、教學方法和現代教育技術手段等方面取得的一系列改革成果，結合自身特色制定較為先進的教學大綱。

(2)集成性原則。將教學內容按理論基礎、專業基礎、專業技術、計算機制圖等進行一級模塊化，即集成性劃分。比如，畫法幾何作為理論基礎模塊，但不同的專業對畫法幾何內容的廣度和深度要求不同，因此，對畫法幾何內容進行二級模塊化劃分，以適應不同專業教學要求。對專業基礎、專業技術、計’算機制圖等同樣進行二級集成性劃分。

(3)繼承性原則。專業培養計劃是由多門課程構建而成，是實現人才培養目標、體現人才培養模式的整體課程框架。制訂教學大綱要以系統論的觀點，研究本專業相關課程的教學內容，注重課程銜接，保持課程內容具有良好的繼承性，建立整體優化的課程教學體系。

(4)適應性原則。畫法幾何及土建制圖課程教學體系、教學內容主要圍繞著培養學生的空間發散思維能力、空間構型能力、徒手繪圖和尺規繪圖能力、讀圖能力、創新設計能力進行改革，并制訂適應專業發展需求的教學大綱。

2.以培養學生空間發散思維和創新設計能力為主線，編寫高水平教材

結合現代教育技術的發展，針對應用型人才培養目標，對畫法幾何及土建制圖課程的內容體系進行了深入細致的研究。以空間發散思維能力培養和創新設計能力培養為主線，從認識三維形體的結構組成人手，建立新的課程內容模塊化結構體系，具有一定的實用性和先進性。在堅持繼承性和延續性的基礎上，適度創新編寫了《畫法幾何及土木工程制圖》教材和配套習題集，被評為江蘇省高等學校精品教材。該教材與以往教材相比具有以下特點：

(1)實例分析與解題步驟清晰，插圖分步給出，大大降低了學生閱讀理解的難度。

(2)將幾何元素與立體聯系在一起分析，使抽象的幾何問題變得更形象直觀。

(3)加大組合體視圖和形體表達方法的分析和讀圖練習，所選擇的形體與實際工程應用案例緊密結合，強化學生空間思維能力和工程設計能力的培養。

(4)工程圖樣與工程實際應用圖樣表達一致，比如有圖框和標題欄信息，使學生容易閱讀和查找相關聯的圖樣信息。

(5)配置了發散型思維練習題，不約束學生進行統一的思維，符合創新型人才培養的要求。

3.貫徹現代教學理念，構建課程多媒體教學體系

通過校級教改立項，研究制作了多媒體教學課件，完成了網絡課程建設，建立了網上教學平臺。結合教材內容，我們制作了三個多媒體教學課件：

一是“畫法幾何及土建制圖電子講義”課件。吸收國內一些名校機械制圖課件制作的優點，結合我校專業特點和教材內容進行補充編制，并適當插入選編和自制的三維仿真動畫模型，使課堂教學內容豐富、形象生動；二是“土木工程制圖復合式電子掛圖”課件。該課件與一般的“電子掛圖”不同，它可任意縮放、平移，并可根據實際需要隨時修改和增減內容，具有良好的開放性和實用性；三是“工程制圖網絡仿真模型室”課件。該課件將三維立體仿真動畫和視圖相結合，展示立體與視圖之間的關系，既便于教師教學，又便于學生自學。這些課件分別獲校級多媒體課件大賽一等獎，省級優秀獎和全國高校多媒體課件大賽優秀獎。

4.利用多媒體網絡技術，建設優質精品課程

在完成教材建設、多媒體課件建設的基礎上，利用多媒體網絡技術，加強畫法幾何及土建制圖網絡課程建設，建立了網絡仿真模型室、素材庫、網上答疑和作業提交與審批系統等教學資源。學生可利用課余時間進行網上學習，教師可以在網上與學生交流和答疑。同時，我們將自制網絡教學資源和校外相關精品課程教學資源引入課堂教學，對豐富教學內容，提高教學效果產生積極影響。該課程經過全面建設，榮獲校級精品課程一等獎。

5.圍繞課程教學內容，研究和總結教學改革實踐成果

課程組成員針對多媒體課件的研究開發與利用、計算機多媒體課堂教學方法、網絡課程建設等實踐成果進行了深入總結與探索，公開發表教學研究論文7篇，對進一步研究教學內容、方法和手段的改革具有重要指導作用。

二、課程教學改革實踐

在教學內容上，以教材為主線組織教學內容。將畫法幾何、土建制圖和CAD繪圖有機結合，分層次構建教學基本單元模塊。在每個基本單元模塊中，強化基礎知識學習，然后通過綜合實例構建各基本單元之間的聯系，鞏固和提高解決實際問題的能力。同時引入計算機三維造型技術，加強三維構型設計和二維圖形表達能力的培養。

在教學方法上，突出以學生為主體的現代教學理念，精講多練，講練結合，徹底改變過去理論教學滿堂灌的教學模式。從時間分配上，我們對每個教學基本單元，一般用1／3的時間講授常規理論，用l／3的時間結合實例講授解題和繪圖方法，將復雜理論和繪圖特殊規定融入解題和實際繪圖過程中，使學生更容易理解和接受；另外1／3的時間做課堂練習，鞏固和加強學生所學的理論知識和應用方法。在教學方式上，采用“啟發引導式”、“互動討論式”、“聚合思維式”和“發散思維式”等綜合教學方法，充分調動學生課堂學習的主動性和能動性。傳統的教學方法一般是教師提出問題，引導學生向著教師預定的同一方向進行思維，我們稱之為聚合思維(或正向思維)教學法。聚合思維的逆向思維是發散思維，一般是教師提出問題，引導學生沿不同方向尋求解決問題的途徑。培養學生發散思維能力的途徑很多，就工程制圖而言，通過加大課堂提問和討論力度，培養學生的發散思維習慣。這種課堂教學改革不需要成本，卻能取得提高學生發散思維能力和綜合素質的效益。發散性思維是培養學生空間想象力的基礎，也是創造性思維的重要組成部分。因此，將發散思維教學法應用于課堂教學對培養學生空間創造性思維和創新設計能力尤為重要。

另外，努力改善實物模型室條件，增強學生對實物模型的視覺感和觸摸感，加強學生空間立體造型印象，這是虛擬模型無法代替的。為此，學校購置了工程制圖和建筑模型，為學生提供了觀察與測繪的良好條件。在教學中，一般先讓學生參觀實物模型室，了解相關立體結構，然后進行課堂理論教學，取得了很好的成效。

在教學手段上，將網絡課程、CAI課件、仿真模型室等有機組合應用于課堂教學，利用有效資源，提高了課堂教學效率和效果。我們結合專業需求和教材特點，主要改編、制作的多媒體課件應用于我校土建類和近土建類專業的工程制圖課程教學中。通過近4年的研究，采取邊實踐邊修訂的方法，完善了本校土建類各專業制圖課多媒體教學常用課件，年使用學生數達1200多人。同時針對不同專業，各位教師還適當制作了補充課件，豐富了課堂教學內容，提高了教學效率和水平，使該課程達到了優良的教學效果。

三、課程教學實踐效果

在課程教學研究與實踐過程中，不斷總結經驗，及時調整和完善教學內容、方法和手段。實踐經驗表明，在畫法幾何教學中，并不是利用多媒體授課越多教學效果越好，要根據實際情況有選擇地使用多媒體教學。如果全部利用多媒體教學，教師會受到教學內容固定化的約束，新的知識和思維方法難以及時實施在教學中，也無法體現教師的個性教風和師德對學生的影響力。因此，畫法幾何及土建制圖課堂教學，應適當將傳統的板書教學與現代多媒體教學技術有機結合，教學效果更好。

近五年來，在學校加強教學質量監控的教學督導中，本課程組的教師課堂教學均獲得優良評價。課程組推薦的兩位青年教師參加學校組織的講課比賽分別獲得一、二等獎。后續課程教師對本課程的教學效果也給予了肯定。指導學生畢業設計的教師一致認為近年來學生的繪圖能力有了明顯的進步，尤其是徒手繪圖能力、計算機繪圖能力、構型設計與創新能力、計算機三維造型能力有了較大的提高。

學生在教務處網站上進行網上評教，對工程制圖課的滿意率逐年提高至97.3％。近兩年教學水平總體評價均達到優良，學生考試平均成績逐步上升，不及格率逐年下降，表明教學效果有了很大進步。