土木工程專業(yè)方向的“畫法幾何”課程改革

□王軍軍

土木工程專業(yè)方向的“畫法幾何”課程改革

□王軍軍

畫法幾何具有實踐性、嚴謹性、難學性等特點。因此在教學過程中，教師應當針對這些特點，合理地選擇教材，適時使用教學用具，讓學生養(yǎng)成多畫、多問、多思考的學習方法，發(fā)揮教師在教學中的引導作用，促進教學質(zhì)量和教學效果的不斷提高。

畫法幾何；教學改革；課程特點及分析

一個建筑物從無到有都要經(jīng)歷兩個重要階段，分別是設計階段和施工階段。而在這兩個階段中，工程師交流最多的資料就是工程圖紙，因此圖紙也被譽為是工程師界的語言。“畫法幾何”這門課程的目的就是讓學生熟悉和掌握這種語言。在教學過程中如何讓學生更好地掌握這門語言成為教學的重點和難點。筆者結合課程特點和自身的教學實踐，對“畫法幾何”課程教學進行了研究。

一、課程的特點及教學中存在的問題

1.實踐性

“畫法幾何”是土木工程專業(yè)的學生進入大學校園時接觸的第一門專業(yè)基礎課。畫法幾何的理論知識既是來源于實際工程，同時又為實際工程所服務，因此它具有實踐性。而在實際的教學中，由于“畫法幾何”前述章節(jié)著重于點線面的基本理論講解，容易在教學的過程中初期與生活實際聯(lián)系不夠緊密，從而使學生在初期學習過程中產(chǎn)生枯燥乏味的印象，影響學習效果。

2.嚴謹性

畫法幾何有著完整的理論體系和嚴格的制圖標準。在教學過程中，通過講解投影理論和制圖基礎，循序漸進地培養(yǎng)學生培養(yǎng)空間想象能力。要求學生養(yǎng)成正確使用繪圖儀器和工具，按照制圖標準的有關規(guī)定正確地循序制圖和準確作圖的習慣；培養(yǎng)認真負責的工作態(tài)度和嚴謹細致的工作作風，具有嚴謹性。而在實際的教學過程中，由于PPT等現(xiàn)代化教學方式的融入，在教學過程中許多教師不使用或者很少使用教學工具（如教學用的三角板、圓規(guī)等)，而直接徒手在黑板中作圖，使得學生在無形中會養(yǎng)成隨性作圖的習慣，不利于學生養(yǎng)成嚴謹?shù)膶W習習慣。

3.難學性

畫法幾何也叫投影幾何，素有“頭疼幾何”之稱，充分說明了它的難度。而空間想象能力（包括形象思維能力和邏輯思維能力)的建立有一個循序漸進的過程，必須由空間到平面、平面到空間不斷反復訓練才能逐步的建立。而在教學過程中，對于教學老師來說三維的難以全面透徹的闡述學生又無法全面吃透教師所講的知識要點，對于同一個圖形，可能有的學生只需點一下就明白空間或者平面的形狀，而有些學生可能就算全面的講解也難以對應空間或平面圖形，這使教師對實際教學中某個圖形要講幾點，講多深的問題難以把握。所以出現(xiàn)了很多學生出現(xiàn)課上能聽懂，課下能看懂，作業(yè)卻不會做的情況。

4.作圖理論與作圖軟件的結合性

計算機繪圖是“畫法幾何”這門課程的一個重要發(fā)展方向。學生在學習過程中認為現(xiàn)在計算機如此發(fā)達，因此輕視了畫法幾何理論和基本的手工作圖，無法夯實出牢固的制圖基礎。

5.教學內(nèi)容的選擇及重難點的選擇

“畫法幾何”雖然是專業(yè)基礎課，但是也存在內(nèi)容多，課時少的問題。很多專業(yè)的學習都需要先學習畫法幾何，而在針對土木工程專業(yè)方向的畫法幾何在重難點的選擇上難以把握，導致在教學過程中未能掌握重難點，學生在學習過程中也覺得較為單調(diào)和枯燥。

二、改革措施

1.理論知識與工程實際相結合

“畫法幾何”這門課程的前半段有很強的理論知識。而這些理論知識又是學習后續(xù)畫法幾何知識及相關專業(yè)課程的基礎，因此在教學過程中必須重視。為了提高學生的學習興趣，在具體的教學過程中應積極聯(lián)系實際工程來進行講解。如，在講解最基礎的三投影面體系的建立時可以結合所在教室進行講解。讓學生將地板所在平面為H面，讓黑板這個面作為V面，讓學生所坐位置的右側墻面為W面。這樣的教學既可以講知識點與工程實踐相結合，又可以讓學生加深對知識點的理解和掌握。又如在講解回轉體相貫線時，也可以借助生活實踐讓學生去理解。舉個具體實例，如下圖1所示。

圖1 兩回轉體相貫圖

這道題在作圖講解時，通過前面講的形體特點，先分析出分別是兩個圓柱相互貫穿，然后又是一個水平方方向和豎直方方向的一個正交垂直貫穿，可以引導學生聯(lián)想到我們生活中，在建筑物里類似于兩根橫豎相交的水管相互連接在一起。這樣不僅跟土木工程工程專業(yè)相關，并且可以依據(jù)生活實例來給學生講解，能使學生更易于接受。

2.使用標準教學用具，規(guī)范實際教學中的作圖

由于畫法幾何有它獨特的嚴謹性，因此在教學過程中，教師要合理地使用標準的作圖工具。這樣，不僅可以讓學生感受教師作圖的基本功底，還可以在無形中讓學生養(yǎng)成用尺規(guī)作圖的習慣。當然，由于課堂時間的限制，不可能每道題都使用作圖工具進行課堂演練，因此在實際教學過程中，建議在教學的前期以及中后期的要點題目中進行演示即可。尺規(guī)作圖和徒手作圖應該相互結合，加快作圖速度，保證課堂教學的整體流暢。

3.多畫，多問，多思考

世上無難事，只怕有心人。教師應該要求學生在學習本門課程時多畫、多問、多思考。

（1)讓學生多畫。用“眼過千遍不如手過一遍”這句話來形容畫法幾何的學習方法最為恰當。如果每張工程圖紙都是一幅精美的圖畫，那么作為學習者來說如果不動手自己去作畫又如何能提高自身的作圖能力呢？在教學過程中，不僅要注意教師的教，更要注重學生的學。而畫法幾何正是通過多畫來提升學生對空間形體的想象力和理解力。在課堂教學中，應該適當?shù)仳v出一定的時間給學生自己作圖，通過課堂演練提高學生的課堂接受效果；課后，教師不僅要布置學生一些基本的課后習題，也要注重課堂上講授過的一些典型例題。建議在布置學生的課后習題時，應有選擇性、針對性地布置，不提倡用題海戰(zhàn)術去侵占學生過多的課余時間。對于學生的課后作業(yè)，專業(yè)教師應該認真批改并進行總結，并抽出一定時間對學生的習題進行講解。

（2)引導學生多問，多思考。“畫法幾何”是一個邏輯思維和空間思維相互結合的一門專業(yè)基礎課程。在教學過程中，教師應該加強對學生的引導。舉例如圖2所示。

圖2 兩立體的相貫線

針對這類題目的講授，由于已經(jīng)講解了一些基本形體以及相貫線的基本知識，可以從基本的先提問學生這是什么立體，有幾條相貫線，相應的相貫線的形狀（是直線還是曲線，哪段是直線，哪段是曲線)，然后可以提問相對深入點的問題，比如上半段相貫后形成一個什么圖形，下半段形成一個圖形；接著進行求點，連線，判別可見性。在講完這個題目時，可以引導學生進行更為深入的思考，如這個圖如此作法是否完整。其本質(zhì)問題是在作相貫線段的上部分時，有沒有考慮到它形成的橢圓是大半橢圓還是小半橢圓。如果是小半個橢圓，那么圖示的作圖就是正確作法；如果是大半個橢圓，那么由于大半橢圓存在長短軸，對應的長短軸點并沒有在作圖中顯示出來，因此需要更正。最后可以提問學生如何判斷相貫后形成的到底是大半橢圓還是小半橢圓。經(jīng)過這樣的引導可以讓學生逐層深入，并且在解題的過程中不斷思考和探索，從而提高學生的邏輯思維能力和空間想象能力。

4.理論知識與計算機繪圖相互結合

針對在畫法幾何教學過程中的理論作圖知識，教師應努力結合計算機作圖中的快捷性進行演示作圖，突出計算機繪圖的高效性、快捷性等優(yōu)點。例如，在講解圓弧連接的時候，除了講解幾何尺規(guī)作圓弧連接是找圓心，找切點外，可以利用CAD給學生演示計算機的快捷性，利用CAD作圖中的相切半徑的命令即可進行圓弧的光滑連接。

5.緊扣土木工程專業(yè)方向對畫法幾何進行講解

對于土木工程專業(yè)的學生來說，在講解畫法幾何時，應該緊扣專業(yè)方向對學生進行講解。具體來說，首先在講課初期應該讓學生結合自己所在的位置（例如教室)在腦海中建立空間模型；接著重點講解土木工程專業(yè)方向的制圖基本規(guī)定和制圖儀器的使用，在這過程中，要結合土木工程專業(yè)方向進行講解。

例如，在圖紙中，默認沒有單位的都是以毫米為單位，唯獨圖紙中的標高默認為米為單位；緊接著講解點線面的投影，筆者認為這一部分只要學生建立基本的投影概念即可，不必進行深究；緊接著講解基本體的投影，這里注意在講解的過程中著重講解平面立體和部分回轉體即可，而像圓環(huán)這一類的回轉體可以簡單講解，主要因為土木建筑物中類似圓環(huán)的建筑物較少。

對于畫法幾何的上半個學期，應重點放在軸測投影和組合體投影的講解中。這兩個章節(jié)是在今后的實際學習工作中經(jīng)常用到的兩個方面，應該重點加強學習。對于下半學期的課程，可結合學院人才培養(yǎng)目標，有重點性的進行講解，如建筑施工圖，結構施工圖以及計算機繪圖，輔助講解道路橋涵施工圖。

“畫法幾何”由于是一門形象思維想象能力和邏輯思維能力相互結合的一門課程。因此在教學過程中，教師應當針對這些特點，合理的選擇教材，適時使用教學用具，讓學生養(yǎng)成多畫、多問、多思考的學習方法，并將理論知識與計算機繪圖相互結合，將所講的知識體系與工程實踐相結合，發(fā)揮教師在教學中的引導作用，促進教學質(zhì)量和教學效果的不斷提高。

[1]吳金碧,胡志超,崔曉梅.“畫法幾何及工程制圖”教學改革研究與實踐[J].集美大學學報,2007,8(2):82-85.

[2]吉曉明.畫法幾何課堂教學改革初探[J].呂梁學院學報,2014,4 (2):90-92.

[3]朱顏,任忠民,趙艷榮.“畫法幾何”課程教學中的幾點體會[J].聊城大學學報(自然科學版),2005,18(1):92-94.

（編輯：郝 嬋）

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1671-0568（2016)26-0082-02

王軍軍，碩士，南京航空航天大學金城學院講師。研究方向：巖土工程。