基于當代大學生特點的圖學教學資源建設研究

王少欽，楊 諄，劉曉然

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基于當代大學生特點的圖學教學資源建設研究

王少欽，楊 諄，劉曉然

(北京建筑大學理學院，北京 100044)

隨著時代的發展，計算機、網絡、移動設備等成為學生獲取知識的重要途徑。為適應時代發展需求，北京建筑大學針對當代大學生特點，將傳統教學手段與網絡媒體相結合，課堂教學與課外延續拓展相結合，教學內容與時代發展相結合，在課堂內外開展多項圖學教學資源建設，為學生創造利用多樣化教學資源進行學習的氛圍，充分激發其對課程的學習興趣。此外，通過各種圖學資源建設的參與實踐，使學生在提高課程學習效果的同時，綜合能力也得到了有效提升。

建筑；工程制圖；資源建設；學生特點

隨著經濟的發展與時代的進步，當代大學生在學習和生活中普遍表現出新的特征：好奇心強，接受新生事物能力強，敢于質疑教師講課內容及教學方式；作為獨生子女，喜歡張揚自我個性，相對缺乏團隊意識；生活環境受到大量網絡信息包圍，缺乏明確的學習目標和方向，學習動力不足；對于手機、電腦等電子產品非常依賴，更喜歡通過電子信息接受新鮮事物。因此，大學教育也必須與時俱進，立足于當代大學生的性格特點，優化教學方法和教學內容。

近年來，各高校對工程制圖的教學方法和教學內容進行了優化改革：三維建模與課程內容相融合，制圖課程與專業課程相結合，大力加強選修課、學生競賽等課外學習實踐環節，調整考核方法和考核手段等，取得了有益的經驗和成果[1-4]。近些年，很多高校通過精品課程建設，將制圖素材庫、CAI課件、作業庫、試題庫等上傳到網上，有利地推動了教學內容信息化建設和優質課程資源共享。但上述成果，以機械制圖類偏多，建筑類制圖極少[5-6]；莊東曉[7]對國內外的建筑制圖網站進行調研，發現網絡上的建筑制圖教學資源存在內容單一、多為文本資料，缺少在線交流等不足。

北京建筑大學針對建筑類制圖教學資源匱乏及當代大學生性格特點，制定了“立足當代大學生特點、全面開展圖學資源建設，突出能力培養，彰顯圖學特色”的總體思路，對建筑制圖的教學內容、教學方法、課程社團建設等進行了一系列持續性、突破性的改革與實踐，開展了多項建筑類制圖教學資源建設，以全面加強學生綜合素養提升，如圖1所示。

圖1 建筑制圖教學改革思路

1 特色資源庫建設

在當今信息快速膨脹的時代背景下，以計算機和網絡為核心的信息技術作為加速學生認知、協作、體驗與知識內化的工具，成為信息時代解決學時與信息量矛盾的重要途徑[8]。課題組以北京高校特色教育資源庫建設項目為契機，建設了“圖呈建筑”主題資源庫校園網絡學習平臺。該學習平臺“以圖呈現建筑”為主題，創新性地將工程制圖課程與建筑圖學文化相結合，以圖文并茂的形式展現了圖學歷史、基本理論、繪圖工具、制圖標準、工程設計軟件應用、古建筑保護、建筑施工圖等方面的內容。資源庫內容框架及部分界面如圖2、3所示[9]。

一級目錄二級目錄三級目錄 1 圖之嬗變1.1 中國古代建筑制圖發展概覽原始時期 先秦-秦漢 魏晉南北朝隋唐時期 宋時期 元明清時期 1.2 西方早期建筑制圖發展概略古代及中世紀 文藝復興時期17―19世紀 1.3 現代圖學的發展概況 成果展示 2 圖之工具2.1 古代作圖工具規與矩 尺 筆和墨 2.2 傳統繪圖工具圖板 丁字尺 三角板 圓規 鉛筆 墨線筆針管筆 曲線板和模板 比例尺 圖紙 2.3 計算機繪圖技術AutoCAD 3DS MAX SketchUp BIM 3 圖之理論3.1 投影圖投影法 三面投影圖 基本視圖 3.2 軸測圖與透視圖軸測圖 透視圖 3.3 剖面圖與斷面圖剖面圖 斷面圖 4 圖之類別4.1 建筑工程圖建筑施工圖 結構施工圖 設備施工圖 4.2 城市規劃圖總體規劃圖 區域詳細規劃圖城市設計圖 4.3 其他工程圖裝飾工程圖 路橋工程圖 5 圖之標準5.1 標準概況概述 相關論文 5.2 標準類別統一標準 總圖標準 建筑標準 結構標準 給排水標準 采暖通風標準 建筑電氣標準 6 圖之呈現6.1 古代建筑佛光寺大殿 應縣木塔 6.2 現代建筑央視新大樓 國家圖書館 首都博物館北建大新校區學生綜合服務樓

圖3 “圖呈建筑”主題資源庫界面

“圖呈建筑”主題資源庫校園網絡學習平臺可幫助在校學生對圖學整體框架、圖學的發展過程形成比較明確清晰的認識；為制圖教師及土建專業課程教師提供可直接利用的教學演示素材，使其了解建筑圖學的相關知識；此外，該學習平臺對古建等相關專業知識進行了普及，對傳承中國古代建筑文化及思想、研究中國古建的先進設計理念與方法，提高學習者的文化素養都起到了積極的作用。

“圖呈建筑”主題資源庫校園網絡學習平臺針對全校師生開放，已經成為制圖課程的重要課外學習資源，學生均反映通過學習平臺的使用，對看似非常枯燥難懂的制圖課程形成了新的印象，學習制圖課程興趣高漲。借助該平臺還可將教學過程中發現的優秀學生作品進行展示，增強了學生的學習積極性。項目建設共涉及萬余張圖片、音視頻以及3萬多文字的收集、編輯及整理工作，完成頁面設計與制作400余幅，吸引了本校建筑學院、土木學院、經管學院的30余名本科生及4名研究生參與創作過程，大大提高了學生的實踐能力、溝通技巧、團隊協作意識，并培養了學生科學嚴謹的學習態度。

2 移動學習資源建設

2.1 數字化新形態教材建設

移動通訊設備已經成為學習和生活的必備工具，二維碼、云課堂等均是近年來移動設備上流行的學習方式。課題組積極推進教學改革，采用手機APP軟件進行點名、課堂答題等與學生開展互動。同時為學生創造更方便、快捷的學習及輔導資源，編寫出版了融合數字化資源的新形態教材《畫法幾何簡明學習教程》和《土木工程制圖》，創新性地將教材中對應知識點概念、例題動畫演示及課后習題答案等設置二維碼，使學生隨時隨地能夠通過二維碼掃描觀看視頻演示進行自主學習，如圖4所示。

圖4 數字化新形態教材建設

2.2 微課、慕課資源建設

隨著信息技術的快速發展，微課作為互聯網時代下的一種新型教育信息資源形式，以短小生動、主題突出等特點在高校課程教學改革中迅速推廣。建筑制圖的授課特點是傳遞的信息量大，信息結構復雜[10]，利用微課、慕課可以將知識點分解、細化，更生動直觀地表達，課題組將建筑制圖的相關知識點進行了梳理及分解，制作了微課系列視頻教程，其中，建筑平面圖一節被評為北京建筑大學“微課、翻轉課堂和慕課實操培訓”優秀作品進行展示(http://xww.bucea.edu.cn/tgx/104148.htm)，如圖5所示。

圖5 建筑制圖微課視頻

3 模型資源庫建設

3.1 虛擬模型庫資源建設

建筑制圖課程通過二維圖樣反映三維空間形體，課程的目標是培養學生的空間想象能力和讀圖繪圖能力，教學過程中有部分學生由于空間想象能力的缺乏，導致無法構想出形體特征，學習吃力的現象。傳統教學中通過掛圖、木質或金屬模型對組合體及相貫體形狀進行展示，但對于當前普遍的大班授課，傳統掛圖及木質模型就顯示出其局限性——大小不可調節、資源數量有限。各種先進的繪圖、建模軟件的出現，為工程圖學提供了更直觀、便利的教學演示手段[11]。

通過SolidWorks、SketchUp等軟件建立的虛擬模型教學資源庫，利用三維動畫、虛擬場景等媒體手段凸顯教學內容的直觀性，揭示視圖與形體間的轉換規律，幫助學生拓展空間思維能力，同時可以解決長期以來的教學難點。圖6為利用SolidWorks軟件建立的斗栱模型及其轉化生成的工程圖，為結合歷史建筑保護工程專業特色進行的建模，可直觀生動地演示斗栱的裝配過程；圖7為采用有限元軟件建立的橋梁模型，將懸索橋的橋塔、主梁、纜索及吊桿結構進行直觀演示，不僅使土木工程專業學生學習了橋梁結構施工圖的繪圖原理及方法，還對橋梁的結構型式及受力原理形成了初步認識，對于后續力學課程及專業課程起到了引導作用。

圖6 古建斗栱模型及轉化生成的工程圖

圖7 虛擬模型庫-懸索橋結構演示

虛擬模型教學資源庫，較之傳統的教學手段，學生對于教學內容的理解顯得更加透徹，更易促進空間概念的形成，教學效果有明顯提高。以北京建筑大學造價專業為例，采用虛擬模型庫教學后，學生建筑制圖課程期末總評成績的優秀率、良好率均較高，不及格率很低(表1)。

表1 建筑制圖課程教學效果

3.2 建筑模型制作及展示

建筑施工圖與結構施工圖是制圖課程的核心內容，但是由于圖紙信息量大，涉及到的基本規定及國家標準較多，學習過程有些枯燥。因此，教師鼓勵學生利用課余時間以小組為單位，自行設計并繪制建筑施工圖，同時制作建筑模型，以加強圖紙與工程的聯系。

制作模型激發了學生空前學習的熱情，極大地調動了學生的學習興趣。模型完成后的展示匯報環節又為學生提供了在眾人面前進行講解表達的機會，視頻短片、PPT、Flash等現代化的展示手段，再加上精彩的講解，為建筑模型增色添彩，也體現出當代大學生自信、勇于表達的特點。例如，學生根據學校的大學生活動中心制作的建筑模型、建模分析及其展示、匯報過程，如圖8所示。

圖8 結合校園建筑制作建筑模型及展示

學生普遍反映模型制作是理論聯系實際最為直觀有效的手段，通過制作模型建立了立體和平面之間的轉換關系，加深了對課程相關內容的理解，且額外學習了很多演示軟件的操作及應用[9]。小組協作設計制作模型的過程使得學生充分意識到團隊分工協作的重要性，在學習知識的同時動手能力、團隊協作能力、溝通能力、表達能力均得到了綜合提高。

4 激發學習興趣的課外學習資源建設

4.1 圖學社團建設

大學生社團是我國校園文化建設的重要載體，以具有思想性、藝術性、知識性、趣味性、多樣性的社團活動吸引廣大學生積極參與其中，是高校第二課堂的引領者。社團可打破年級、專業以及學校的界限，團結興趣愛好相近的學生，發揮其興趣特長，開展有益于學生身心健康的活動。

興趣是最有效的學習動力。在教學過程中，每個班都會涌現出對課程內容興趣濃厚的學生，希望能夠有機會進一步深入學習。為此，在任課教師的指導下，成立了圖學社團——“圖研社”。通過定期組織圖學交流活動，發揮學生自主學習的主動性，以“學生講授”的形式構建互助的學習氛圍。新老社團成員之間進行輔導、交流，形成學生間的朋輩學習氛圍，成為課堂教學的延展、實踐課堂的載體。興趣社團構建了學生自我管理、自我成長的平臺，有效解決了現有制圖課時緊張，無法深入延展的問題，學生之間互相助力參與學科競賽和專業建模應用，創新思維得以培養，以用促學，有效解決了學生學習目標不明確的困擾。

4.2 考試認證資源建設

隨著科技的進步，CAD、BIM建模等成為工程技術人員的必備技能。迫于激烈的就業市場競爭，大學生通過了含金量較高的考試認證更容易獲得用人單位的認可。因此，對于繪圖能力較好的學生，均希望能夠通過相應的等級考試認證來增加其畢業應聘的競爭力。

北京建筑大學作為全國CAD等級及BIM建模師考試點，通過開設選修課的形式教授軟件學習和技能等級考試知識，并在學生興趣社團配合下，連續多年組織學生參加全國CAD等級考試及BIM建模師考試，至今已有近千余名同學自愿報名并順利考取了國家人力資源部和中國圖學學會頒發的CAD一級、二級資格證書及BIM建模師資格證書。學生普遍反映，通過考試前的訓練，使其自身讀圖能力、繪圖技能及繪圖速度均得到了極大提升，同時收獲了資格證書，受益匪淺。在學生群體中，通過考試認證這種以點帶面的學習方式，促進了學生對于讀圖能力、繪圖技巧及繪圖質量的關注和交流，提高了學生畢業設計和課程設計的圖面質量。

4.3 競賽資源建設

當代大學生自信，喜歡張揚自我，能夠參加北京市級比賽、國家級比賽并獲獎是對于自我價值的肯定，實現其英雄夢想的過程。學校關于競賽獲獎設置的獎學金及評優時的優先準入制度，更是吸引了更多學生踴躍參加各類學科競賽。

課題組將制圖競賽內容與課程教學、實踐內容相結合，開設競賽類選修課程、競賽選拔等活動，通過逐年級、有計劃、有組織、有層次地開展CAD競賽、BIM建模競賽、工程字大賽等各種圖學技能競賽，實現了理論與實踐相結合、普及與提高相結合、以點帶面的教學理念，競賽激勵學習氛圍，形成了以賽促學，以學促教的長效教學機制，課程教學水平及能力培養得到了提高和深化。

“課程-競賽相結合”教學機制的實施，不僅提高了教學質量，也提高了競賽水平。北京建筑大學在參加教育部工程圖學教學指導委員會和中國圖學學會聯合主辦的“全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽”中，曾多次榮獲團體一等獎，參加北京市工程設計表達競賽多次獲得團體一等獎、二等獎和優秀獎，多名教師榮獲競賽優秀指導教師稱號，累計獲獎百余項。

5 結 論

以北京建筑大學為例的圖學教學資源建設，將當代大學生特點與時代要求相結合，傳統教學手段與網絡媒體相結合，課堂教學與課外延續相結合，虛擬軟件模型與建筑模型相結合，教師引導與學生自主學習相結合等多種措施，充分發揮學生思維活躍、突顯自我的特點，在工程圖學教學過程中進行了多項特色教學資源建設，培養了學生自主學習的習慣，增強了學生的創新能力和合作意識，不但提高了工程圖學的教學質量，也為學生的后續課程學習及終身學習奠定了良好的基礎。

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Teaching Resource Construction of Graphics Based on the Characteristics of Contemporary College Students

WANG Shaoqin, YANG Zhun, LIU Xiaoran

(School of Science, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China)

With the development of the times, computers, network and mobile phones have become important learning tools for students. Based on the characteristics of contemporary college students, Beijing University of Civil Engineering and Architecture combines the traditional teaching methods and internet media, classroom teaching and afterschool activities, as well as teaching content and contemporary development, and conducts various teaching resource constructions of graphics to create the modern graphic learning environment and fully stimulate the learning interest of students. In addition, through the participation in and practice of various kinds of graphic resource constructions, the comprehensive quality of students can also be enhanced while they make progress in course learning.

architecture; engineering drawing; resource construction; characteristics of college student

TB 23

10.11996/JG.j.2095-302X.2018061225

A

2095-302X(2018)06-1225-06

2017-08-30；

2017-12-06

北京建筑大學雙塔計劃支持項目；北京建筑大學教研項目(Y1845)；北京市教委科研項目(SQKM201610016015)

王少欽(1981-)，女，河北辛集人，副教授，博士。主要研究方向為土木工程制圖教學。E-mail：wangsq81@163.com

楊 諄(1966-)，女，浙江余姚人，教授，碩士。主要研究方向為土木工程制圖教學。E-mail：zhitu66@126.com