建筑制圖教學(xué)模式創(chuàng)新及其效果評(píng)價(jià)

張 軍

(無(wú)錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214153)

工程圖樣作為工程與產(chǎn)品信息的載體，堪稱“工程界的語(yǔ)言”。“建筑制圖”研習(xí)建筑圖樣繪制，要求學(xué)生根據(jù)投影原理把握?qǐng)D紙上體現(xiàn)的工程對(duì)象走向、形狀、大小與技術(shù)。課程涉及專業(yè)面廣、課時(shí)多、難度大，如何有效利用學(xué)時(shí)，切實(shí)提高課堂授課效果與維持教學(xué)穩(wěn)定性，需要進(jìn)行課程教學(xué)改革與實(shí)踐，并對(duì)實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析。

1 建筑制圖教學(xué)模式創(chuàng)新的提出

傳統(tǒng)建筑工程制圖由畫(huà)法幾何與建筑制圖兩部分組成，空間解析幾何問(wèn)題居多，形象直觀的投影內(nèi)容較少[1]。高職學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，部分學(xué)生源自文科考生，空間想象能力差，不易掌握抽象的投影理論與枯燥的識(shí)圖知識(shí)。該課程課時(shí)量大、與專業(yè)結(jié)合內(nèi)容卻少，且復(fù)雜專業(yè)圖往往呈現(xiàn)在教學(xué)后期，前期缺乏滲透，讓學(xué)生識(shí)讀信息量大的專業(yè)圖難度大。多媒體教學(xué)時(shí)輕擊鼠標(biāo)就呈現(xiàn)圖像，弱化了繪圖過(guò)程，缺乏有效的“交流”與“停頓”[2]，若教學(xué)中仍一味保留繁瑣的空間解析、投影轉(zhuǎn)換、復(fù)雜組合體分析，學(xué)生可能被徹底“挫敗”。基于上述原因，課題組提出分階段“梯進(jìn)”協(xié)成式的創(chuàng)新模式，在讀圖和畫(huà)圖的相互滲透、逐層遞進(jìn)的教學(xué)與實(shí)踐中，讓學(xué)生從接觸繪圖到培養(yǎng)“體感”(即對(duì)不同形體的直覺(jué)思維)再到進(jìn)行建筑工程專業(yè)識(shí)圖與制圖的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)能力的提升。

2 建筑制圖模式創(chuàng)新的整體建構(gòu)與實(shí)施

創(chuàng)新模式將建筑制圖原本繁雜的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行有效劃分與整合，把整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為基礎(chǔ)知識(shí)、形體與投影、建模與實(shí)踐三個(gè)基本階段。各階段設(shè)置對(duì)應(yīng)教學(xué)目標(biāo)，提出層層提高的教學(xué)要求，合理甄選環(huán)環(huán)相扣、相輔相成的教學(xué)內(nèi)容，并注重制圖知識(shí)與專業(yè)內(nèi)容的融合，如圖1所示。

圖1 建筑制圖 三階“梯進(jìn)”融合式創(chuàng)新模式整體思路

其中，三個(gè)階段分設(shè)成“3+4+3”教學(xué)模塊，第一階段以傳統(tǒng)“傳遞式”教學(xué)為主，第二階段強(qiáng)調(diào)“體驗(yàn)式”教學(xué)，第三階段學(xué)生間學(xué)習(xí)關(guān)系包括“自主式”“互助式”“協(xié)作式”，在教學(xué)過(guò)程中注重交流與討論，讓學(xué)生在“停頓”中體會(huì)與領(lǐng)悟知識(shí)，既培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，也培養(yǎng)學(xué)生交流合作能力。通過(guò)借助各類豐富資源、多元的教學(xué)手段、不同的教學(xué)環(huán)境，在漸進(jìn)學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)工程制圖與專業(yè)內(nèi)容的融合式學(xué)習(xí)。

2.1 基礎(chǔ)知識(shí)

第一階段以夯實(shí)圖形理論知識(shí)、圖形表達(dá)知識(shí)和幾何思維知識(shí)三大基礎(chǔ)為原則，以培養(yǎng)學(xué)生手工繪圖、儀器繪圖和幾何思維的三種基本能力為目標(biāo)，分制圖基礎(chǔ)、幾何作圖與“點(diǎn)、線、面”微觀投影三個(gè)教學(xué)模塊。它強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)能力與初步手工繪圖能力培養(yǎng)，以傳統(tǒng)的老師講授學(xué)生跟學(xué)模式，練習(xí)幾何作圖與徒手繪圖，牢記制圖基本規(guī)定。由教師演示典型幾何作圖，“傳遞”包含作圖儀器使用在內(nèi)的幾何作圖過(guò)程，對(duì)不易演示的操作(如丁字尺配合直角尺等)輔以視頻讓學(xué)生跟練，等學(xué)生掌握一定基礎(chǔ)后讓學(xué)生練習(xí)徒手作圖，從練習(xí)中建立徒手作圖的自信心，為后階段學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。課后選擇針對(duì)性較強(qiáng)的習(xí)題進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí)。“點(diǎn)、線、面”微觀投影教學(xué)內(nèi)容中，著重投影基礎(chǔ)知識(shí)，刪去應(yīng)用較少且深?yuàn)W的點(diǎn)、線、面空間解析內(nèi)容，并注意教學(xué)內(nèi)容逐層遞進(jìn)與下階段的自然過(guò)渡，將學(xué)生由二維識(shí)圖逐漸帶至三維識(shí)圖，引導(dǎo)學(xué)生逐步開(kāi)啟三維識(shí)圖模式。

2.2 形體與投影

第二階段以提升學(xué)生對(duì)各種形體的“圖感”和空間思維為原則，以培養(yǎng)學(xué)生由宏觀形體到投影、進(jìn)而由投影到宏觀形體的作圖能力為進(jìn)階目標(biāo)。設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容包括四個(gè)模塊：基本體投影、組合體投影、剖切投影、軸測(cè)投影。注重三視圖的原理講解，剔除截交線和相貫線較難部分的內(nèi)容，在典型例題講解中，輔以觀看形體變換到三面投影、看三面投影到空間形體、看形體變換到軸測(cè)投影的動(dòng)畫(huà)演示并給予足夠“停頓”，讓學(xué)生在多看多思中建立屬于自己的空間思維模式。典型例題教學(xué)采取多媒體與教師作圖相結(jié)合，放緩節(jié)奏便于學(xué)生把握繪圖的內(nèi)在邏輯。教學(xué)中注重學(xué)生與形體間互動(dòng)式體驗(yàn)，在實(shí)物模型室讓學(xué)生觀察基本體、組合體與典型“專業(yè)體”(杯口基礎(chǔ)、鋼構(gòu)件、窗臺(tái)等)的模型，從基本體到“專業(yè)體”直觀視覺(jué)基礎(chǔ)上，要求學(xué)生按尺寸完成三面投影，掌握投影知識(shí)與手工繪圖練習(xí)。剖切投影教學(xué)模塊可借助模型展示與計(jì)算機(jī)虛擬模型加工以加深對(duì)剖切投影的感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生與形體互動(dòng)，使學(xué)生在體驗(yàn)樂(lè)趣與美感中提升興趣，更利于學(xué)生建立正確的投影概念、形體概念。

2.3 建模與實(shí)踐

第三階段注重“梯進(jìn)”過(guò)程中工程制圖與實(shí)踐應(yīng)用的最終結(jié)合，即識(shí)圖與實(shí)踐階段，以識(shí)圖與作圖為重點(diǎn)，以培養(yǎng)從宏觀形體過(guò)渡到建筑實(shí)體的識(shí)圖與作圖實(shí)踐能力為目標(biāo)。該階段包含三個(gè)模塊的內(nèi)容：建模實(shí)踐、識(shí)圖與抄繪、實(shí)測(cè)制圖，并以識(shí)圖模塊為重點(diǎn)，教學(xué)地點(diǎn)可以在計(jì)算機(jī)繪圖室、手工繪圖室與實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地。建模實(shí)踐模塊承接軸測(cè)投影模塊，結(jié)合專業(yè)圖紙中的典型構(gòu)造，選取由簡(jiǎn)單到中等難度的臺(tái)階、雨篷、扶手、樓梯轉(zhuǎn)角等投影圖，先手繪軸測(cè)圖，再利用BIM或CAD三維建模。該模塊重點(diǎn)不是建模而是利用建模過(guò)程對(duì)專業(yè)構(gòu)造整體的認(rèn)識(shí)，便于后期有意識(shí)的圖紙抄繪與識(shí)圖；考慮到現(xiàn)場(chǎng)交流時(shí)常用到徒手作圖，通過(guò)局部構(gòu)造繪制練習(xí)強(qiáng)化徒手作圖能力。識(shí)圖模塊以教師引導(dǎo)，學(xué)生參與的形式，從局部構(gòu)造逐漸進(jìn)入整體平、立面施工圖的整體識(shí)讀。圖紙選擇時(shí)，包含內(nèi)容不宜過(guò)多，并注意將平、立面與建筑體相對(duì)應(yīng)，以利于“體感”培養(yǎng)。利用工程案例資源庫(kù)網(wǎng)站在線學(xué)習(xí)與交流，提升學(xué)生工程素質(zhì)，拓寬專業(yè)視野。建立識(shí)圖基礎(chǔ)后選擇典型工程案例進(jìn)行抄繪并注重抄繪前的圖紙解讀，抄繪時(shí)結(jié)合制圖基本規(guī)定與專業(yè)制圖規(guī)范，按樓層、室內(nèi)外、主體到局部分階段進(jìn)行并注重各階段各組成的示范作圖。圖紙抄繪安排在繪圖實(shí)訓(xùn)室實(shí)施，便于互助交流與釋疑。

實(shí)測(cè)制圖模塊以建筑工程工種實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地建筑為目標(biāo)，按專業(yè)制圖規(guī)范、分小組進(jìn)行整套圖紙的“協(xié)作式”繪制，采用先手工繪圖后計(jì)算機(jī)繪圖的方式。三階段整體識(shí)圖與實(shí)踐階段教學(xué)實(shí)施，見(jiàn)表1。

表1 三階段整體識(shí)圖與實(shí)踐階段教學(xué)實(shí)施

3 建筑制圖教學(xué)模式實(shí)施成效分析

為檢驗(yàn)創(chuàng)新模式教學(xué)實(shí)施成效，課題組采用S—P表評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。即采用定量分析與定性分析相結(jié)合的方法，對(duì)教學(xué)結(jié)果進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。課題組從建工專業(yè)傳統(tǒng)模式(1班)與創(chuàng)新模式(2班)兩個(gè)平行班中各選30名學(xué)生作為研究樣本，兩班高中低水平的學(xué)生各選10名，兩組學(xué)生樣本在獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)無(wú)顯著差異，分別在大一下學(xué)期期末和大二上學(xué)期期末進(jìn)行兩次試題一樣的測(cè)驗(yàn)。課題組對(duì)測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行了甄選，定出25個(gè)測(cè)試題，信度系數(shù)K-R20計(jì)算值為0.714 6，結(jié)果認(rèn)為本次測(cè)試內(nèi)容效度高、信度一致，可靠性強(qiáng)。考慮篇幅有限，以個(gè)體評(píng)價(jià)參數(shù)中的學(xué)生注意系數(shù)CS(Caution index for students)為例，計(jì)算每個(gè)學(xué)生的CS值，計(jì)算結(jié)果分別對(duì)應(yīng)6類學(xué)生，并分別以A、A′、B、B′、C、C′表示不同類別的學(xué)生，如圖2所示。

圖2 學(xué)生注意系數(shù)分布(CS)

第i個(gè)學(xué)生的學(xué)生注意系數(shù)為CSi，計(jì)算公式如下[3]：

(1)

表2 學(xué)生類型分析匯總

為進(jìn)一步檢驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)模式下的教學(xué)效果，課題組將測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，配對(duì)比較兩個(gè)班大一下學(xué)期與大二上學(xué)期的成績(jī)差異，結(jié)果由SPSS輸出，見(jiàn)表3。

表3 配對(duì)樣本檢驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，創(chuàng)新教學(xué)模式下學(xué)生學(xué)習(xí)效果整體優(yōu)于傳統(tǒng)模式班，答對(duì)率高且C類型學(xué)生數(shù)少，由表3得到1班與2班大一下學(xué)期期末成績(jī)配對(duì)結(jié)果Sig(雙側(cè))=0.002<0.05，創(chuàng)新教學(xué)模式下對(duì)學(xué)生成績(jī)有明顯影響，綜合表2、表3可知，創(chuàng)新模式的實(shí)施有利于學(xué)生學(xué)習(xí)與成績(jī)提高；時(shí)隔半年后，由表2可知，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)都存在遺忘，兩個(gè)班均無(wú)優(yōu)秀類型學(xué)生，2班C與C′類型學(xué)生同比1班增長(zhǎng)率低，C類型與C′類型人數(shù)顯著低于1班，由表3可知，1班與2班一年后成績(jī)配對(duì)檢驗(yàn)Sig(雙側(cè))=0.001<0.05，半年后1班與2班整體成績(jī)存在顯著差異。綜合表2、表3可知，創(chuàng)新教學(xué)模式下的2班整體成績(jī)好、穩(wěn)定性高。因此，建筑制圖教學(xué)創(chuàng)新模式對(duì)教學(xué)效果提升與維持教學(xué)效果穩(wěn)定起到了積極作用。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑制圖創(chuàng)新模式采用三階段分段教學(xué)，各段設(shè)立明確的教學(xué)目標(biāo)，將原有內(nèi)容優(yōu)化為相互關(guān)聯(lián)的教學(xué)模塊；在教學(xué)中能夠不斷激發(fā)學(xué)生興趣以提升學(xué)習(xí)效果。三階梯進(jìn)式教學(xué)中逐步融入“專業(yè)體”，能夠在培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力中使其建立“專業(yè)體”像視覺(jué)，直至全面深入識(shí)讀專業(yè)圖紙。新模式注重學(xué)生手工繪圖練習(xí)，有利于學(xué)生空間思維的發(fā)展與日后工作中的繪圖交流。從S—P表評(píng)價(jià)與配對(duì)樣本檢驗(yàn)結(jié)果看，該模式實(shí)施有助于提高教學(xué)效果和與維持教學(xué)效果穩(wěn)定性，將更有效地促進(jìn)后期專業(yè)課教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖昕迪，吳燕.畫(huà)法幾何與工程制圖課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào),2013,29(4):226-227.

[2] 張軍.工程制圖三階梯進(jìn)協(xié)成式教學(xué)模式研究[J].無(wú)錫商業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2018,18(1):91-94.

[3] Ko J, Lin Y H.Item hierarchy for statistical concepts analysis based on learning style of university students[J]. Systems theory and scientific computation,2010(8):29-33.