土木工程制圖課程研究型學(xué)習(xí)的探索與實(shí)踐

喬峰 馬奎

摘要：研究通過土木工程制圖課程研究型學(xué)習(xí)教學(xué)模式的改革與實(shí)踐，探索以學(xué)生為主體，以知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)的教學(xué)方法變革途徑，通過運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段，采用研究型學(xué)習(xí)解決教學(xué)中的難點(diǎn)問題，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生將被動(dòng)填鴨式學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的自主探索式學(xué)習(xí)模式，并進(jìn)一步提出了完善土木工程制圖自主研究型學(xué)習(xí)模式改革的建議和措施。

關(guān)鍵詞：制圖課程;研究型學(xué)習(xí);教學(xué)思路;教學(xué)實(shí)踐;教學(xué)評(píng)價(jià)

1 概述

土木工程制圖是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，課程的講授及考核應(yīng)以應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，在授課內(nèi)容和授課方式上側(cè)重實(shí)用性與針對(duì)性，一方面識(shí)圖與制圖并重，對(duì)典型圖樣做出繪圖、識(shí)圖方法與步驟的指導(dǎo)，掌握相關(guān)的制圖規(guī)范、方法和技巧;另一方面注重制圖與識(shí)圖的專業(yè)性，從徒手練習(xí)、尺規(guī)繪圖到電腦制圖，從繪圖工具的使用到掌握作圖的技巧要領(lǐng)等，使學(xué)生能獲得當(dāng)代工程技術(shù)人員所應(yīng)具備的基本繪圖知識(shí)和技能。

2 研究型學(xué)習(xí)的教學(xué)思路

研究型學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者根據(jù)研究目標(biāo)或研究項(xiàng)目的特點(diǎn)，主動(dòng)查閱資料，在歸納整理資料過程中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)實(shí)踐中自主發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、討論問題、探索解決問題的方法和途徑，逐步形成獨(dú)立思考、善于發(fā)現(xiàn)、勇于創(chuàng)新的具有綜合實(shí)踐能力的一種新型學(xué)習(xí)模式。

2.1 注重設(shè)計(jì)對(duì)象表達(dá)與空間思維能力培養(yǎng)的融合

土木工程制圖課程的教學(xué)目的是要滿足高級(jí)工程技術(shù)人才對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象表達(dá)的需求，這需要對(duì)其進(jìn)行有效的空間思維能力的培養(yǎng)。針對(duì)這個(gè)目標(biāo)，研究型學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)的參與全過程教學(xué)活動(dòng)過程中，在獲得足夠的知識(shí)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)題目、解答題目、點(diǎn)評(píng)講解并進(jìn)而考核評(píng)分，這樣有利于學(xué)生將外在的知識(shí)體系建構(gòu)在自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

2.2 注重基礎(chǔ)性與先進(jìn)性的融合

傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)中引入現(xiàn)代計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)實(shí)踐課程，不僅僅是繪圖方式的變革，更體現(xiàn)了課程教學(xué)內(nèi)容本身從基礎(chǔ)上就能滿足現(xiàn)實(shí)工作的要求，既為傳統(tǒng)的土木工程基礎(chǔ)課和專業(yè)課打下信息圖形綜合表達(dá)與讀圖的基礎(chǔ)，又為后續(xù)的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），有限元分析（FEA），建筑信息模型（BIM）等課程打下良好圖形數(shù)字化基礎(chǔ)。

2.3 注重土木建材行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的融合

為滿足土木建材行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，專門在土木工程制圖理論課后為學(xué)院學(xué)生開設(shè)了建筑制圖、房屋建筑識(shí)圖、建筑CAD等實(shí)踐性課程，對(duì)其的考核應(yīng)盡量使工程制圖基礎(chǔ)延伸到專業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域，并直接為后續(xù)專業(yè)課以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等奠定了基礎(chǔ)，從而滿足了用人單位對(duì)人才培養(yǎng)的需求。

3 研究型學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐

3.1 合理運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段

工程制圖與計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)的應(yīng)用貫穿在建筑工程設(shè)計(jì)建造的各個(gè)階段，從初始概念設(shè)計(jì)、草圖設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)到施工圖設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要繪制和閱讀工程圖樣，并應(yīng)用手工徒手測(cè)繪、借助儀器繪制、計(jì)算機(jī)繪制二維設(shè)計(jì)圖樣與三維建模設(shè)計(jì)圖樣等多種方式。因此在課程講授中一方面通過多媒體教學(xué)課件的展示，尤其是階段性的動(dòng)畫演示，使學(xué)生有層次有條理地感受工程制圖與計(jì)算機(jī)繪圖在各設(shè)計(jì)階段工程圖樣的表達(dá)內(nèi)容和具體應(yīng)用，使學(xué)生對(duì)課程概況和學(xué)習(xí)內(nèi)容有總體了解。如制圖的畫法幾何部分，一直是作為學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，需要學(xué)生將之前的平面思維習(xí)慣轉(zhuǎn)化為三維空間的圖解思維，所以，學(xué)習(xí)時(shí)必須經(jīng)常提醒學(xué)生注意空間幾何關(guān)系的分析以及空間幾何元素與平面圖形的聯(lián)系，要求學(xué)生對(duì)每一步解題過程說明其對(duì)應(yīng)的思路與運(yùn)用的原理。另一方面，要求學(xué)生對(duì)每一個(gè)概念、每一個(gè)原理、每一條規(guī)律、每一種方法都要弄清楚它們的意義和空間關(guān)系，通過課下練習(xí)和走上講臺(tái)演示講解，充分掌握這些基本內(nèi)容并善于運(yùn)用它們。這些教學(xué)活動(dòng)的開展，使得學(xué)生不再單純閱讀書本，而是積極主動(dòng)用直尺和圓規(guī)在紙上進(jìn)行作圖，并借助泡沫塑料、催塑板等簡(jiǎn)易材料做出了一些簡(jiǎn)單的模型，直觀地理解建筑的組成和構(gòu)成。

3.2 采用研究型學(xué)習(xí)解決教學(xué)中的難點(diǎn)問題

土木工程制圖中的畫法幾何部分和制圖識(shí)圖部分都是需要學(xué)生在掌握基本原理和進(jìn)行理性思維的基礎(chǔ)上，進(jìn)行充分的空間想象和三維構(gòu)建，這種二維、三維的轉(zhuǎn)化始終貫穿于工程制圖課程的學(xué)習(xí)中。例如在軸測(cè)投影部分，鼓勵(lì)學(xué)生自己借助計(jì)算機(jī)繪圖軟件如SKETCHUP等進(jìn)行三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)構(gòu)造立體物體，動(dòng)態(tài)演示三維物體的形成過程。學(xué)生的自主研究型學(xué)習(xí)使得他們不僅真正了解了軸測(cè)投影的畫法，還進(jìn)一步熟悉了實(shí)體建模方法，既體現(xiàn)了信息技術(shù)手段在教學(xué)中的應(yīng)用，取得了傳統(tǒng)的教學(xué)手段難于達(dá)到的教學(xué)效果，又有助于學(xué)生把三維空間與二維平面進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，并進(jìn)一步落實(shí)為實(shí)際動(dòng)手解題的具體操作步驟。

3.3 運(yùn)用研究型學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力

學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐是工程制圖課程的特點(diǎn)之一。土木工程制圖類課程都有這樣一個(gè)特點(diǎn)：聽課明白，做題難;看圖容易，繪圖難。為了解決這個(gè)問題，要求學(xué)生逐步自主體會(huì)到每作一道題都要經(jīng)過的邏輯步驟：首先將題目中的二維已知條件轉(zhuǎn)化為空間三維信息，弄清各種空間幾何元素的相互位置關(guān)系：其次結(jié)合投影原理擬定基本作圖方法，理清作圖步驟;最后將空間的解題步驟落實(shí)到投影圖上，一步一步地來完成，并求出正確的答案。更可貴的是，學(xué)生在這種研究型學(xué)習(xí)的過程中，能不斷提出新的解決問題的思路和方法，實(shí)踐和創(chuàng)新能力得到了很大的提高。在建筑結(jié)構(gòu)施工圖測(cè)繪教學(xué)中，我們將研究型、探究型，協(xié)作型學(xué)習(xí)方法引入到測(cè)繪實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生分組充分論證各種表達(dá)方案，找出測(cè)繪對(duì)象存在的問題，大膽評(píng)價(jià)各種表達(dá)方案的特點(diǎn)，并最終選擇出最佳的表達(dá)方案，以此來進(jìn)行創(chuàng)新性圖紙繪制。

4 對(duì)研究型學(xué)習(xí)的教學(xué)評(píng)價(jià)

工程制圖系列課程的教師不僅承擔(dān)工程制圖系列課程的授課任務(wù)，還承擔(dān)部分高年級(jí)專業(yè)課程、專業(yè)選修課程、各類實(shí)習(xí)以及指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)。他們把工程制圖技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容延伸到其他教學(xué)環(huán)節(jié)中，同時(shí)又把其他教學(xué)環(huán)節(jié)的發(fā)展動(dòng)態(tài)滲透到制圖基礎(chǔ)課程中，這種連貫系統(tǒng)的教學(xué)脈絡(luò)既能夠幫助學(xué)生掌握工程制圖基礎(chǔ)知識(shí)，又能使學(xué)生了解學(xué)科前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)并進(jìn)行專業(yè)的實(shí)踐操作。如在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，研究型學(xué)習(xí)將被動(dòng)填鴨式學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的自主式學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀大量的專業(yè)圖紙和設(shè)計(jì)作品來掌握科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，并使學(xué)生自主地學(xué)會(huì)運(yùn)用;同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在依據(jù)教材的同時(shí)走出教室，充分運(yùn)用各種優(yōu)勢(shì)教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件，學(xué)習(xí)在獲取知識(shí)的過程中提高研究能力和綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。通過學(xué)校教務(wù)處每年組織學(xué)生對(duì)全校任課教師的教學(xué)效果測(cè)評(píng)，以及學(xué)院組織學(xué)生座談會(huì)所反映的情況來看，采用研究型學(xué)習(xí)模式和相應(yīng)的教學(xué)手段，確實(shí)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及今后工作的開展打下良好的基礎(chǔ)，學(xué)生在空間思維能力和圖像表達(dá)能力上確實(shí)得到了培養(yǎng)和提高。

5 結(jié)語(yǔ)

幾年的探索與實(shí)踐使土木工程制圖研究型學(xué)習(xí)模式教學(xué)改革基本達(dá)到了預(yù)期的效果，更為重要的是，這也對(duì)培養(yǎng)學(xué)生良好的心理學(xué)習(xí)素質(zhì)和優(yōu)良的專業(yè)品質(zhì)起到了相當(dāng)積極的影響。初步可以總結(jié)出以下三點(diǎn)收獲：

首先，研究型自主學(xué)習(xí)模式為以前相對(duì)枯燥被動(dòng)的制圖課程學(xué)習(xí)提供了生動(dòng)活躍的學(xué)習(xí)氛圍，一定程度上使學(xué)生真正成為了自我學(xué)習(xí)的主人。新穎而頗具挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)方式和實(shí)踐項(xiàng)目使學(xué)生從“要我學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成我要學(xué)習(xí)”。其次，學(xué)生樂于接受具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究型題目，即使會(huì)遇到種種困難，他們也樂于面對(duì)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗麄兌昧嗽谕暾M(jìn)行一項(xiàng)具體工作的過程中，付出與收獲的價(jià)值，不但積累了實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，并在體驗(yàn)真實(shí)社會(huì)勞動(dòng)的過程懂得了勞動(dòng)的價(jià)值，懂得了尊重他人的勞動(dòng)。最后，更為重要的是，學(xué)生在自主開放性的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)會(huì)了協(xié)作與合作，交流與溝通，有效地提高了學(xué)習(xí)的綜合效率。同時(shí)也理解了集體智慧的含義。由此可見，研究型學(xué)習(xí)模式是一種值得推廣的學(xué)習(xí)模式，結(jié)合土木工程制圖課程教學(xué)的深入開展，可以根據(jù)實(shí)際存在的問題和改進(jìn)建議繼續(xù)探索實(shí)踐，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善。

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（作者單位：洛陽(yáng)理工學(xué)院土木工程學(xué)院）