《土木工程制圖》課程教學思路創(chuàng)新的分析與探討

李琦

摘 要：如何正確引導學生開展空間思維訓練，激發(fā)他們的專業(yè)興趣已經(jīng)引起教學實踐者的廣泛關(guān)注。本文基于網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查，深入分析了土木制圖課程面臨的一些共性問題，探討了課程教學的創(chuàng)新方法，重點闡釋了針對空間思維的創(chuàng)新教學方法。

關(guān)鍵詞：工程制圖;問卷調(diào)查;空間思維;創(chuàng)新

一、引言

工程制圖是各類高校工科專業(yè)的一門必修課，通常是學生進入大學后接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課。在土木工程專業(yè)中，主要涉及各種工程設(shè)施的建設(shè)，學生必須掌握制圖、讀圖、繪圖的基本知識，具備讀圖、寫圖的能力。空間思維能力的需求量很大，土木工程制圖課程的重要性顯而易見。土建制圖課程一般包括繪圖幾何和建筑制圖兩個方面。將空間幾何問題轉(zhuǎn)化為平面問題，通過投影特征分析空間幾何元素的形狀尺寸和位置關(guān)系等實際問題，它要求學生具有較高的空間想象力和邏輯思維能力;建筑制圖部分將畫法幾何中涉及到的一些原理融入到土木工程中，將三維的建筑形體或構(gòu)件轉(zhuǎn)化為平面形狀進行研究，是以空間思維為基礎(chǔ)的，而空間思維又是學生專業(yè)知識的重點。這兩部分內(nèi)容對于剛接觸土木工程的大一新生來說，無疑是一個很大的挑戰(zhàn)。如今，現(xiàn)代教學方法和學習媒體日新月異，如何在新形勢下引導學生主動思考，激發(fā)學生對土木工程的興趣，是一大挑戰(zhàn)。激發(fā)土木工程的興趣，提高課堂教學水平，應該成為每個土木工程制圖課程教師的日常思考。

本文首先采取調(diào)查問卷的方式深入了解學生對土木工程制圖課程的基本認識，并在此基礎(chǔ)上分析總結(jié)出課程教學中普遍存在的常見問題，并針對課程教學方法的改革和創(chuàng)新提出一些可行的新思路，可以為土木工程制圖課程建設(shè)提供參考，為打造更加生動、豐富、有趣的課堂提供幫助。

二、課程教學常見問題的調(diào)查與分析

筆者在文獻研究、實踐總結(jié)和師生交流的基礎(chǔ)上，發(fā)起了一次借助網(wǎng)絡(luò)媒體對學生進行教學實踐的電子問卷調(diào)查設(shè)置的。

內(nèi)容包括空間思維對土木工程專業(yè)的重要性，本課程對提高教育質(zhì)量的重要性、本課程對提高教育質(zhì)量的重要性"?？臻g思維的幫助有多大？在已經(jīng)學過的大學課程中，這門課程的難度如何？高中立體幾何對這門課程的幫助有多大？幫助程度，繪圖的幾何部分與建筑制圖部分是否有脫節(jié)。

本次調(diào)查共收回80份問卷，其中男生62份，女生18份。調(diào)查結(jié)果顯示，受訪者一致認同空間思維能力對土木工程專業(yè)學生的重要性，認為非常重要。"這反映了土木工程專業(yè)學生對空間思維重要性的一致認同。當被問及本課程對提高空間思維能力有多大幫助時，68.75%的學生表示非常有幫助。27.5%的學生認為有點幫助，只有3.75%的學生認為"沒有幫助"，這反映出《土木工程制圖》課程對空間思維能力的培養(yǎng)具有重要作用。筆者還調(diào)查了學生對該課程在所學課程中的難度排序，結(jié)果顯示，認為該課程"最難"或"難"的。的學生占60%，其中15%的學生認為這門課程是"最難"的。以中國礦業(yè)大學（北京）土木工程專業(yè)為例，高等數(shù)學和大學化學與制圖課程同時開設(shè)。是公認的頭疼課程，如計算機科學、計算機技術(shù)等，所以土木工程制圖的學習對大多數(shù)學生來說是有難度的。的。

具體教學內(nèi)容，調(diào)查結(jié)果反映出兩個比較突出的特點。第一，高中立體幾何知識在本課程的學習中起著重要作用。超過九成的被調(diào)查者認為高中立體幾何知識對其本課程的學習有幫助，認為對其本課程的學習非常有幫助的被調(diào)查者超過半數(shù)。在教學實踐中應充分重視高中立體幾何及其與畫圖幾何的聯(lián)系，考慮到學生基礎(chǔ)知識的個體差異。其二，畫法幾何與建筑制圖的脫節(jié)現(xiàn)象比較明顯，超過八成的受訪者的。

認為這兩部分的教學內(nèi)容存在脫節(jié)問題，甚至有10%的學生認為脫節(jié)問題很嚴重。一方面應當認識到這是制圖課程的屬性所帶來的必然結(jié)果，另一方面也要正視二者的區(qū)別與聯(lián)系。

三、教學方法創(chuàng)新探討

針對土木工程制圖的課程特點及其存在的共性問題，本部分將對土木工程制圖的創(chuàng)新教學方法進行探討。

（1）借助立體幾何知識培養(yǎng)學生的空間思維能力

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，絕大多數(shù)學生認為高中立體幾何知識對本課程的學習是有幫助的，在課堂上應注意調(diào)用學生的高中知識基礎(chǔ)。剛進入大學的一年級新生和剛剛結(jié)束高中學習的學生，一方面有扎實的立體幾何基礎(chǔ)，另一方面對大學充滿了好奇心，有的甚至會感到無所適從。在課堂上應適當運用立體幾何的知識，或用一兩道具體的高考題引出畫法幾何的知識，這樣更容易讓學生對所學的知識產(chǎn)生共鳴，幫助他們把所學的知識和將要學習的知識聯(lián)系起來，保持學習的連續(xù)性。同時，也要幫助學生樹立信心，快速進入專業(yè)學習狀態(tài)。

（2）正視畫圖幾何部分與建筑制圖部分的辯證關(guān)系。

一方面，要明確兩者的重要區(qū)別，畫法幾何對空間想象力和邏輯思維能力要求較高，而建筑制圖則更強調(diào)土木工程制圖知識。可以采用模塊化教學法，為這兩個模塊分配固定的教學時數(shù)，每個模塊都有自己感興趣的領(lǐng)域。一方面可以培養(yǎng)學生的空間思維和專業(yè)繪圖能力。另一方面，也要加強二者之間的相互聯(lián)系，土木工程專業(yè)畫法既從屬于圖形幾何投影原理，又發(fā)展了許多土木工程學科特有的繪圖方法和規(guī)范;繪圖幾何是建筑制圖原理的內(nèi)在組成部分，而建筑制圖是繪圖的幾何部分，專業(yè)性很強，二者是相互排斥的。在課堂教學中應強調(diào)兩者的相互聯(lián)系，幫助學生掌握兩者的知識原理。

（3）基于動態(tài)三維模型的創(chuàng)新教學方法

考慮到空間思維能力在本課程學習中的重要性，我專門調(diào)查了學生對幾種創(chuàng)新幾何三維模型的認知情況教

學方法的認可度，“教師展示幾何實體”、“學生制作幾何實體”、“教師構(gòu)建動態(tài)三維模型”和“學生操作空間想象游戲”這4種方法的認可度均超過六成，其中“教師構(gòu)建動態(tài)三維模型”的認可度更是超過了八成，這充分體現(xiàn)了學生對于創(chuàng)新教學方法的渴求。筆者在教學實踐中借助商業(yè)軟件構(gòu)建了一些復雜形體的三維模型，這些三維模型的優(yōu)勢在于動態(tài)演示，以及任意角度投影圖像的一鍵生成。學生在觀摩過程中可以直觀感受形體的空間特征以及投影的形成過程，靈活生動，取得了良好的教學效果。在實踐中可以充分發(fā)揮三維軟件的建模優(yōu)勢，形成與課程內(nèi)容配套的動態(tài)三維模型，隨課時推進可以靈活調(diào)用模型庫。另外，在課程進行到中后期，可嘗試結(jié)合“展開圖”內(nèi)容實施項目化教學，即布置學生分組開展折紙建造復雜建筑形體的項目化實踐，完成二維圖紙到三維模型的轉(zhuǎn)換，這是投影的逆過程，對于鞏固投影知識、提升空間思維能力具有很大促進作用，同時也可激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)造思維。

四、結(jié)語

《土木工程制圖》是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，新形勢下的工程制圖課程對學生的空間思維能力與閱讀繪制圖紙技能提出了更高要求，如何引導學生主動訓練空間思維、激發(fā)他們的專業(yè)興趣應當引起足夠重視。本文通過網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)研，深入分析了土木制圖課程所面臨的一些共性基礎(chǔ)問題，闡明了立體幾何知識在本課程學習中發(fā)揮的重要作用，以及畫法幾何與建筑制圖的辯證關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，對《土木工程制圖》課程教學的方法創(chuàng)新進行了探討，并提出一些可行的新思路，重點針對空間思維的培養(yǎng)闡釋了幾種教學方法的創(chuàng)新舉措。本文可為土木工程制圖課程創(chuàng)新提供參考，為營造更加生動有趣的課堂氛圍提供幫助。

參考文獻

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