建筑環境與能源應用工程制圖及建筑識圖課程的教學思考

王冰霞 董建華 張磊 蘭倩 王鋼 高虹

摘要：結合建筑環境與能源應用工程專業的特點，對工程制圖與建筑識圖課程的教學內容、教學方法與手段、實訓和教材建設等方面進行了教學改革思考。探討了適合專業制圖課程的學習特點和教學方法，注重傳統教學與輔助教學的結合，不僅提高了學生的專業技能，也提高了學生的綜合素質。

關鍵詞：工程制圖及建筑識圖； 微課；手繪制圖；計算機繪圖

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2018）03-0087-04

工程制圖及建筑識圖作為建筑環境與能源應用專業的一門專業基礎課，有知識面廣、理論性強的特點，又具專業針對性高、重實踐的要求[1]。因此，在掌握制圖理論基礎的前提下，突出課程的專業性非常必要。

隨著專業分工的不斷細化，交叉學科層出不窮，要求工程技術人員同時具有寬泛的知識面和精準的專業技能[2]。隨著高校課程結構的調整，與專業發展相關的新課程的加入，傳統課程學時被壓縮。隨著信息技術的發展，多媒體教學、微課帶來了教學手段的多樣化。新技術、新標準的出臺促使工程制圖及建筑識圖教學內容推陳出新。這是挑戰，也是機遇，為更好實現工程制圖及建筑識圖的課程價值，文章基于建筑環境與能源應用工程專業，對工程制圖及建筑識圖的教學內容、教學方法、教材建設等方面做了一些探索。

一、 依據專業特點，優化教學內容

建筑環境能源與應用工程專業主要培養從事供熱、通風、空調、凈化、冷熱源、燃氣等方面的規劃設計、研發制造、施工安裝、運行管理及系統保障等高級專門人才，因此，工程制圖及建筑識圖課程內容的側重點與土木工程制圖有很多差異。首先，畫法幾何的平面與投影面夾角問題、直角三角形法求解一般線的實長、同坡屋面交線等內容在土木工程制圖中較重要，而工程制圖及建筑識圖考慮專業和課時量等因素，部分內容可簡化甚至省略。管道系統圖的成圖原理——軸測投影，在課程中較重要。其次，在工程制圖中，依專業需求，機械圖、建筑施工圖、給排水工程圖、采暖通風圖等是重點，且不同專業圖紙表達側重點、

表述方法和制圖標準不盡相同，具體表現如下：其一，工程制圖及建筑識圖涉及的房屋建筑、給水排水工程、供熱工程、暖通空調和機械等專業圖紙標準不盡相同。在尺寸標注時，單個形體及組合體基本按機械制圖的尺寸標注原則進行標注，尺寸起止符號由機械圖的箭頭“ ”變為建筑類的短斜線“”，但建筑施工圖與機械圖中尺寸標注原則有所不同。建筑施工圖尺寸標注一般是封閉的，而機械圖由于零件測量精度要求，尺寸標注不能封閉。機械圖和建筑圖的表達方法不同，在剖面圖的種類和命名等方面也存在較多差異。建筑施工圖與管道平面圖中涉及建筑平面圖，但所表達的側重點不同，建筑施工圖中主要內容是建筑物水平方向的平面布置，故墻、柱等的剖切面用粗實線繪制，可見的臺階、花臺、陽臺、雨棚等用中粗實線或中線繪制，但管道平面圖中主要表達的是管道，房屋平面圖作為布置管道的輔助內容，用細線繪制。其二，同專業不同類的工程圖，表達方法也有所不同。同在建筑設備施工圖中，管道平面圖中管線畫法也有差異，給排水平面圖和采暖平面圖中管線基本采用單線繪制，而通風工程平面圖中，管線采用雙線繪制。同專業各類工程圖的簡化畫法、圖例和識圖表達方法等也有較多異同點?？傊鶕ㄖh境與能源應用專業特點，取舍工程制圖及建筑識圖課程的內容。

二、豐富教學方法與手段，強化教學效果

工程制圖及建筑識圖具有理論嚴謹、緊密聯系實際工程的特點，在學習過程中強調空間思維能力和繪圖能力培養。為使學生較好掌握課程要點，在教學方法上應做到以下幾點。

（一）發揮傳統教學優勢，聯合使用多媒體、繪圖軟件等教學工具

傳統教學模式采用板書、模型、掛件等形式隨堂講授，教師生動有趣地講解可以感染學生，激發學生的興趣，活躍課堂氣氛。學生反映兩立體相貫線采用單一多媒體授課很難理解，對相貫線的解題步驟不甚清楚。通過板書，可一步步詳細分析解題步驟，學生容易接受，從學生隨堂反應程度可看出具體哪一步有問題，隨時調整講解方法。教師通過嚴謹的板書作圖，使學生潛移默化地掌握制圖工具的使用方法，一舉兩得。當然，傳統教學也有其弊病，存在課時受限、作圖不精確、傳遞信息量有限，以及大班授課時學生看板書和模型不清楚等問題。

多媒體、繪圖軟件等能彌補傳統教學的不足，有時可瞬間化解疑難問題，達到事半功倍的效果。據課后調查，大部分學生認為點線面的投影比較抽象，而對三維立體較感興趣。對此，可先演示三維立體與二維平面之間的關系，再進入點線面的投影講解，從而有效激發學生學習的積極性，提升空間概念。教師授課前，運用三維繪圖軟件CAXA、Pro/E和Solidworks等預先繪制三維立體圖，授課期間先展示三維立體圖形，后運用二維繪圖軟件一邊繪制圖形一邊講解，完整展現教學的思路和過程，學生易于理解。例如，立體相貫線板書手繪難度較大，而課件演示過程較快，講課速度難以控制，利用AutoCAD的對象捕捉等功能，詳細地做出貫穿點并連線，克服板書作圖不準確的弊病。另外，多媒體可通過Pro/E、Google軟件，不同角度、分步演示平面圖與立體圖的對應關系。例如，單個的基本體通過截割或疊加形成的組合體，先用三維軟件制作完成單個立體的投影，再通過制作單個立體一步步截割或疊加形成組合體。

建筑環境與能源應用專業中制圖涉及內容較多，包括機械制圖中零件裝配關系，這部分內容如果板書講解，兩零件之間裝配關系較難理解，通過繪圖軟件制作動畫演示，清楚地展現零件的裝配關系。通過天正建筑繪制建筑平面圖，依次畫出定位軸線、墻體、門窗、臺階、花臺、陽臺和雨棚等，繪圖步驟一目了然。

多媒體、繪圖軟件與傳統教學相輔相成，切莫使教師成為課件的放映員，也莫讓課堂成為教師的獨角戲，要做到最佳配合，才能使教學效果達到最優。

（二）微課使靜態教學變為移動教學

微課是借助智能移動設備，使學習過程不受時間和地點約束的一種“移動學習”[3]。微課中一段視頻主講一個重點，短而精。微課克服了傳統教學課時量較少、時間和地點受限等缺點。建筑環境與能源應用專業的工程制圖及建筑識圖課中存在較多的難點，為微課的制作提供了可能。為面面相交求交線及判斷可見性、立體的截割與相貫、機械圖中的裝配圖、建筑施工圖的作圖步驟和給排水、暖通空調制圖過程等配套相應的微課，便于學生查缺補漏，鞏固學習效果。微課使學生突破了時空的限制，學習手段發生了巨大變化。然而有利必有弊，微課也存在一些弊端。部分學生自制力較差，并且一味依賴微課，上課沒有掌握所學內容，下課也沒有積極復習，造成學習惡性循環、本末倒置。因此，仍應以傳統教學為主，微課只作為課外教學的一種補充手段。

（三）加強課前預習、課后學習效果鞏固，線上和線下及時答疑

工程制圖及建筑識圖既不同于純理論的教學，也不同于實踐性特別強的專業課程，要求有較好的空間想象力。除了將重點難點內容課前預習，帶著問題有意識探索知識等，課前動手制作立體模型，隨時留意周圍建筑物以及給排水、暖通、空調管道的布置也是行之有效的預習方法。例如，通過制作模型理解立體的截割投影，細心觀察并想象周圍建筑物的三面投影，觀察管線空間布置，想象管線平面圖等，通過實體資源，提高空間邏輯思維能力。如果條件允許，可進行線下模具拆拼裝，或線上虛擬拆拼裝，以達到良好的預習效果。

工程制圖及建筑識圖課后練習是學習效果鞏固的重要環節，主要包括小作業習題集、實訓大作業和計算機制圖等。小作業反映本課程本章內容學生掌握的程度。手繪制圖大作業擴大課程的外延，手繪制圖過程主要集中在圖樣布局、圖紙的幅面、標題欄、圖框、線寬、線型及制圖步驟和標準的訓練上。建筑環境與能源應用專業制圖課涉及內容較廣，各類圖紙，特別是機械圖和建筑圖的制圖標準存在較大差異。通過各類圖紙的訓練，掌握各類圖紙的制圖標準和步驟，熟悉給排水、暖通空調施工圖中系統圖與平面圖成圖原理的區別，以及系統圖中管道遮擋關系等問題，培養學生對圖紙的感性認識和讀圖繪圖技能，熟悉圖樣、圖例和繪制方法，增強學生對專業知識的了解和繪圖過程的整體把握，為計算機輔助繪圖技能打下良好的基礎。計算機繪圖是在制圖原理和標準掌握較好的情況下，繪制一幅完整采暖通風工程圖，通過建模軟件，展示創新成果，激發學習興趣。然而，由于課程總學時壓縮，CAD繪圖的課時量較少，要取得較好的計算機實訓效果，必須讓學生認識到實訓延續的重要性，主動積極地在課后投入更多精力，加大練習量，達到理想的效果。

課后作業批改和答疑的時效性也是保證學習效果的重要部分。隨著QQ、微信等通訊軟件的廣泛使用，工程制圖與建筑識圖課程也可利用聊天工具隨時隨地線上答疑，及時解惑。一些小作業也可在線上批改，及時方便解決作業中的問題。當然，也不能完全舍棄傳統的作業批改方式。實訓大作業圖紙幅面較大，電腦或手機屏幕顯示有限，在線作業無法看清大作業所要掌握的要點，因此，大作業批改依舊采用線下傳統批改方式。

三、實體線下教材和網絡線上教學資源的建設

教材是教學內容的載體和基礎性資源，也是提高教學質量的保證。在課程改革中，教材建設是一項格外重要的工作。隨著普通高等教育面向21世紀的教學內容和課程體系改革的實施，以及十一五精品教材建設的立項，建筑制圖方面的許多優秀教材大量涌現[4]。然而，對于建筑環境與能源應用專業工程制圖及建筑識圖課程的教材依然存在不少問題。現有配套教材少且內容不全面，大部分教材對通風工程圖的標準及繪圖方法介紹較粗略，與新規范接軌的給排水、暖通空調工程圖教材少之又少，地暖工程圖繪圖方法及標準的介紹也有限，機械制圖與建筑制圖尺寸標注和剖面圖表達方法的差異等內容在教材中沒有系統詳細說明，簡單工程實例較少。

多媒體、移動教學微課近年來發展迅速，但適用于多媒體和微課的線上教學資源的設計與開發還未配套，工程錄像、工程資料、線上習題冊、3D立體模型、學習指南、輔導教材等資源仍不完善。虛擬實驗室建設也是難題，為給學生創造良好的學習空間，完善工程制圖及建筑識圖的線下教材和線上教學資源建設還需要教育工作者繼續努力。

四、結語

針對建筑環境與能源應用專業工程制圖及建筑識圖教學中存在的問題，提出了一系列的教學思考。根據專業特色改善教學內容，在傳統教學的基礎上，使用多媒體、繪圖軟件等教學工具，調動學生的積極性，利用微課打破傳統教學的局限性，重視課前預習和課后復習，提高學習效率，加強教材與網絡教學資源的建設等。然而，大多數工程制圖及建筑識圖授課，實訓環節仍停留在繪制二維工程圖樣的階段，缺少工程實例，創新設計不足。強調在校生的學習狀況，忽略了遠程教育群體，遠程教育群體的手工制圖大作業無法現場指導，導致后續學習缺乏系統性。這些問題仍需更進一步探討和研究。

參考文獻：

[1]朱育萬，盧傳賢.畫法幾何及土木工程制圖[M] .北京：高等教育出版社，2010.

[2]徐曉紅，李長鳳，杜文學，等.基于工程能力培養的土木工程專業課程設計一體化改革研究與實踐[J].高等建筑教育，2013，23（3）：110-113.

[3]繆盾.基于微課的畫法幾何“教學做”一體模式研究[J]. 科技創新導報，2016（16）：169，172.

[4]王子茹，張帆，邱冰.遠程教育《建筑制圖》文字教材建設的思考[J].大學教育，2014（18）：32-33.