畫法幾何與陰影透視專業基礎課與數字時代的對接

袁萍 樊輝 張冠增

【摘要】文章以數字時代為背景，即慕課、VR技術不斷成熟，對畫法幾何與陰影透視課程的內容、教學方法、后續課程的相互滲透銜接、理論聯系實際等方面的改革進行了研究，提出了一些針對現實問題的解決方案，最終達到提高該門課程的教學質量和授課效果的目的。

【關鍵詞】畫法幾何與陰影透視;數字時代;理論結合實踐

【基金項目】2018年新疆維吾爾自治區創新環境（人才、基地）建設專項（自然科學基金）聯合基金項目“基于協同效應的新疆巴扎綜合體文化藝術功能價值創造”，編號2018D01C080。

畫法幾何與陰影透視是建筑學專業、規劃專業以及其他工程類學科的專業基礎課，同時也是學生最早接觸到的專業課程，對其素質的培養具有重要的意義。學生步入社會以后所從事的工作都是與圖紙打交道的，而圖面表達就是工程專業的語言，這個語言的語法就是畫法幾何與陰影透視課程所教授的內容。

為了讓學生掌握這門語言，畫法幾何與陰影透視著重培養的就是學生對圖形及空間的分析能力、幾何抽象能力、邏輯思維能力以及圖面表達能力。本課程有很強的理論性、專業性和實踐性，所以本課程的教學目的就是要通過一系列科學的、系統的、完善的訓練，調動起學生豐富的形象思維能力，樹立空間概念，促進空間分析能力的提升。什么是空間思維能力呢？比如畫法幾何部分，如何將空間幾何元素轉化到二維的形態，或者看到三視圖的時候，怎樣在腦海中或者圖紙上展示三維形態，這個就是對學生空間想象力的培養和訓練。

隨著社會的不斷發展和進步，高等院校的教育工作者都對制圖課程進行不斷的改革，由于這是一門非常重要的專業基礎課，所以必須慎重對待。但是由于各個院校的培養目標、教育環境以及學生水平各不相同，所以對畫法幾何與陰影透視課程的教學內容、教學方法以及課程體系等方面的改革都有不同的側重點，并沒有形成統一的方案[1]。目前，我院對該課程的教學課時數進行了削減，同時受計算機制圖的影響，虛擬現實等計算機技術發達，原來書本上的部分內容不再適合繼續做詳細講解，而有些內容需要配合現在計算機技術的發展加以強調，這就需要對畫法幾何在建筑教育中的任務以及目的進行重新定位和調整。

本文就目前畫法幾何與陰影透視的教學提出個人的一些看法和觀點。

一、課程的教學現狀與存在的問題

（一）現狀

1.課時安排。原本的課時安排總共有96學時，其中，畫法幾何64學時，在大一第一學期授課;陰影透視32學時，在大一第二學期授課。

新計劃中，課時由96壓縮到64，并要求在一個學期內上完，同時結合當下設計院的出圖方式已經完全由電腦出圖替代了手工繪圖，因而必須對授課內容進行篩選、調整，以突出本課程應用的目的性和方向性。

2.教學手段。本系一直采用的是板書授課，重要的是讓學生了解繪圖的過程，板書的手繪過程能夠更具體、詳細地演示整個繪圖過程。

在授課過程中為了提高學生的興趣以及促進其對知識點的理解，教師會拿一些簡易模型輔助教學，但由于模型有限，所以教學效果不太明顯。

3.實踐性教育環節的缺失。由于本課程所講的內容本身知識點比較繁多，所以沒有設置專門的實踐性環節，對知識點的應用和檢驗停留在作業和期末考試上。

（二）問題

1.知識點零散，不能領會課程的主要目的。由于授課計劃是按照教材的章節進行，教材的內容是針對某一類問題進行的分析講解，更偏重該問題的基本原理、知識點和作圖方法，所以學生對單一的問題能夠很快找到解法，但當幾個章節的問題在一個題目中出現時，很多學生無從下手。由此可見，學生對于各知識點的融會貫通、空間幾何綜合問題的解決能力還有欠缺。

2.教學手段落后，整體教學進度慢。由于本課程有些內容比較復雜，如陰影、透視、軸側等，學生普遍反映學習時感覺困難。為了讓學生明白制圖原理，教師講課比較細致，占用課時多，使得學生課上訓練時間少，很難保證學生熟練掌握技巧進行效果圖的創作。如何讓學生從枯燥抽象的理論學習中解放出來，能夠更輕松、明了地接受知識點，提高學生學習的主動性，是本課程教學手段改革的關鍵。

3.實踐課不能及時配合，理論和實踐脫節。本課程沒有安排實踐環節，而其他應用性課程大多是在半年以后，殘留的知識點記憶對后續課程的應用來說幫助有限，甚至有些學生已經完全遺忘。這就是為什么有些學生大一“畫法幾何與陰影透視”考試得高分，而高年級畫圖時還會漏洞百出。

另外，在教學中，授課的內容理論性更強一些，所以整個授課和實際工程結合不緊密，使學生誤認為畫法幾何的學習只是為了應付考試;學生拿到考題會解抽象后的純畫法幾何問題，但在后期的設計類課程中，遇到實際工程的畫圖和讀圖問題時，不會用畫法幾何的方法去分析解決。例如在本課程中給學生講透視圖，會給出站點、h-h、g-g、p-p線等已知條件，大部分學生都能順利完成準確的透視圖，但到了高年級畫自己設計的建筑透視圖時，卻無從下手，因為找不到已知條件。這是由于在學習本課程時沒有搭建好的平臺，沒有把書上的知識點和實踐聯系起來，學生只會做習題，不會靈活應用。

二、課程的改革意見

（一）豐富教學手段和精簡教學內容

加入PPT和虛擬現實的仿真技術授課，這樣既可以節省教師在課堂上的板書時間，又能讓例題的演示與教師口頭的講解同步進行，同時還可以借助虛擬模型解決原有實體模型成本高、種類少、靈活性差的缺點或者用電腦模型的動畫進行演示，不僅能直觀地反映教學內容，而且可增強授課的趣味性，調動學生的積極性。

根據總課時的調整，對原有安排進行取舍，具體來講，64學時中畫法幾何部分40學時，陰影透視部分24學時。點、線、面投影的側重點是圖示法，降低圖解法的要求。最大斜度線、直角的投影，直線和平面垂直，兩平面垂直，投影變換，曲面立體的切平面，相交，表面展開，輻射光線下的陰影，復雜曲面形體的陰影，量點法，距點法，曲面的透視，倒影和鏡像，這些部分的內容在工作中應用比較少，對專業幫助有限，所以只做介紹，或講解特殊情況下的簡化畫法;而對于組合體的構成及圖面表達要進行詳細深入的介紹和練習，這是設計師表達思路的基本要求。軸測圖的內容也應加強。陰影和透視部分主要是幫助設計師直觀地表達自己的設計意圖，而不是精確地設計圖紙，所以雖然要詳細講解，但重點在于制圖的原理及合理性。

（二）積極推進自學與知識擴展

課堂教學和課外自學相結合。現在學習的方法有很多，慕課等多種網絡教學手段不斷充實。由于受到課時和大綱的限定，本課程很多內容并不能得到充分發揮和延伸，這時就要培養學生的自學能力，不僅能拓寬學生的知識面，而且對學生獨立學習、獨立工作的能力也是一種考驗。為了督促學生自學，通過讓他們寫教案、制作PPT甚至上臺講課等多種方法，檢驗他們的自學成果，能增強學生的學習興趣與工程意識，拓展學習思路。

（三）緊跟設計與創新

本課程主要是為建筑的設計方案和施工圖服務的，所以應該讓建筑制圖扎根于建筑設計，可以考慮和其他課程結合，讓制圖和設計同步。這里的設計并不是深入到施工圖的層面，而是能夠通過圖紙表達設計師的思路，對方案進行批評指正，類似于初步設計階段，所以工程的規模是否符合規范都不作要求，僅為表達思路，練習三維和二維的轉化而用。

（四）密切結合實踐和工程

建筑制圖指導建造的實踐，建筑的實踐過程完善了建筑制圖。所以，將制圖和實際工程結合，能讓學生深入理解空間形體，訓練學生的空間邏輯思維能力，對學生研究熱情、工作毅力的培養也很有幫助。在教學中，在PPT里加入實際工程的圖片，并對工程的背景資料進行簡介，樹立學生的建筑設計意識，讓學生直觀地了解建筑設計和建筑制圖之間密切的關系，提高學生對建筑制圖的準確認知，幫助學生理解建筑制圖的目的和對應關系。

另外，建筑學、城市規劃專業有建筑設計基礎課程，這門課主要是幫助學生練習線型、繪圖的，被默認是畫法幾何與陰影透視的應用課程，但這兩門課程的銜接、轉化還有一定的困難。本課程純理論的知識比較多，而建筑設計基礎又主要是制圖方法的應用，所以應該給學生時間進行實踐性環節的補充。有些學生采用抄繪施工圖的辦法，但筆者認為這對二、三維的轉化幫助有限，因為很多學生在抄繪過程中不思考，只是模仿。所以換個方法，拿小模型或建筑細部構件讓學生進行繪制，這樣不僅能夠檢驗學生對課程的認識程度，而且能提前將學生引入本專業的學習，讓學生時刻感受到自己學科的專業性，提升學習興趣，做好鋪墊。例如繪制模型樓梯，讓學生進行觀察、測量，并將空間組合體轉化為三面投影圖、軸測圖和透視圖，這樣通過一次練習就能將整門課程所學的內容進行一次完整的訓練和鞏固，對樓梯進行二、三維轉化的同時，也是對建筑構造課的提前鋪墊，理論聯系實際，以培養學生的工程意識。

（五）突出歷史與未來

在授課中從技術歷史發展的角度梳理建筑制圖的發展歷程和未來趨勢，結合本地當前最常用的繪圖手段進行有針對性的講解和引導，并對不同制圖手段的優缺點進行比較，讓學生不僅能在畢業后對即將面臨的繪圖工作有初步認識，也能為今后更高水平的設計做鋪墊。

當前VR技術、BIM技術在國內都發展迅速，可以在教學中適當地引入。例如講解透視圖的時候，一方面，將同學們平時忽略的日常生活場景還原，通過VR模型生動地講述其形成的原理以及繪制的要點，幫助大家理解;另一方面，手繪透視圖更具有靈性和設計感，拿一些大師手稿給大家欣賞，也能在一定程度上提升學生對本門課程的學習興趣。

（六）突出想象力和動手能力

本課程是一個三維和二維空間的轉化過程，所以想象力和實際項目之間的成功轉化是這門課程的意義所在。如果利用大型的建筑空間來檢驗想象成本過高，就退而求其次，利用小模型設計制作來輔助教學。建筑設計基礎中有一個內容是建造節——制作瓦楞紙椅、小品等，為了更好地教學，在建造節開始之前先聯合起來，把三面投影圖講完以后就讓學生按照自己的想象繪制1∶100理想椅子的三面投影，等建造節一開始，學生就能直接將想象運用到現實中去。這樣不僅能檢驗學生對專業知識點三面投影圖、平立面圖的應用及對相貫線的掌握度，而且可以再讓他們畫出透視圖作為效果表現，不僅能提高學生對課程的興趣，而且考核了學生將三維立體和二維平面的對應、轉化能力，在運作的過程中也能讓學生知道，所有的專業課都是相互依托、相互連接的，要重視每一門課程。

畫法幾何作為建筑學和城市規劃專業的第一門專業基礎課，如果學生感到力不從心，無法理解，那么在后續的其他專業課學習中更是感覺到無從下手，所以本課程的授課效果對學生的影響非常大。

筆者希望通過以上對教學內容和教學手段的改革，能夠在課堂上讓學生更徹底地領會知識點的關鍵及其專業作用，并能在輕松、愉悅的課堂環境中熟練掌握知識點;讓當前畫法幾何與陰影透視課程更加優化，能夠和其他專業課程產生更多的聯系;在授課中能更貼合實際項目，讓學生將書本上的理論知識點盡可能多地順利轉化到學習以及工作中，讓大學里的第一門專業基礎課切實為學生將來的實際工作或者更高層次的深造服務。

綜上所述，筆者認為對于建筑學、城市規劃專業來說，畫法幾何與陰影透視課程是重要的，課程改革更是必要的，只有不斷打破桎梏，突破創新，勇于實踐，才能使本課程的教與學更加充滿活力與生機。

【參考文獻】

[1]姚軍.畫法幾何與建筑制圖模塊化教學改革研究[J].現代商貿工業，2016（29）：205.

[2]謝培青.畫法結合與陰影透視（上）[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

[3]許松照.畫法幾何與陰影透視（下）[M].北京：中國建筑工業出版社，2006.