SU在《畫法幾何與陰影透視》課程中的應(yīng)用研究＊

董 成 劉 禹 孫 剛 王 俠 鄭 爽 沈夢(mèng)薩

（河北水利電力學(xué)院，河北 滄州 061001）

建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生要成為一名合格的建筑工程師，首要會(huì)看圖紙，而《畫法幾何與陰影透視》課程是學(xué)生學(xué)會(huì)識(shí)圖的必備課程，主要包括畫法幾何部分、建筑施工圖部分、陰影部分和透視部分，旨在培養(yǎng)學(xué)生空間想象力、繪制建筑工程圖、建筑形體陰影圖和透視圖的能力。

《畫法幾何與陰影透視》課程是圖學(xué)課程中較難的部分，學(xué)生學(xué)起來(lái)很困難，根源在于空間想象力不足。為了解決此問(wèn)題，引入SU建模軟件，將SU軟件與《畫法幾何與陰影透視》課程教學(xué)相結(jié)合，針對(duì)《畫法幾何與陰影透視》課程特點(diǎn)與教學(xué)目標(biāo)要求，項(xiàng)目將對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，制作教學(xué)資源并進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，反復(fù)研究總結(jié)，使學(xué)生擺脫枯燥的理論學(xué)習(xí)過(guò)程，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率與效果，提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)模式陳舊

傳統(tǒng)的圖學(xué)教學(xué)模式，教師采用板書、PPT課件、相關(guān)圖紙或一些簡(jiǎn)單模型把知識(shí)灌輸給學(xué)生，從實(shí)際課堂效果來(lái)看，這種傳統(tǒng)教學(xué)方法用在難度較大陰影透視部分無(wú)法清晰明了地展現(xiàn)出三維形態(tài)，學(xué)生還是覺(jué)得抽象，建立空間立體感較難，課堂效果一般。

1.2 學(xué)生“想明白”和“做出來(lái)”不同步

在《畫法幾何與陰影透視》這門課程包含的四部分內(nèi)容中，畫法幾何部分是相對(duì)簡(jiǎn)單的，學(xué)生基本能夠想明白，大多數(shù)同學(xué)能夠做出來(lái)；建筑施工圖部分，大多數(shù)同學(xué)能夠識(shí)讀單獨(dú)的平面圖、立面圖和剖面圖，但是諸如已知平面圖、立面圖畫和剖面圖這種深層次理解并繪制的內(nèi)容，只有少數(shù)同學(xué)能夠畫出來(lái)，尤其是陰影透視部分，單個(gè)簡(jiǎn)單構(gòu)件還可以畫出來(lái)，但在建筑施工圖上畫陰影，依托建筑施工圖畫透視圖，以及畫透視圖上的陰影，確實(shí)是有難度，這三部分內(nèi)容，有些同學(xué)可能想得明白但做不出來(lái)，有些同學(xué)甚至想不明白也做不出來(lái)，呈現(xiàn)出“想明白”和“做出來(lái)”不同步的現(xiàn)象。

1.3 教師“供給端”和學(xué)生“需求端”不平衡

目前，各大高校的教師都想改變滿堂灌的現(xiàn)象，但是現(xiàn)在《畫法幾何與陰影透視》課程學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多且難，一般情況下，作為“供給端”的教師，授課供給量是一定的，可是作為“需求端”的學(xué)生，每個(gè)人的需求是不一樣的，有些學(xué)生一次性攝入量過(guò)多根本吸收不了，導(dǎo)致授課中有些學(xué)生看教師的眼神總是迷茫的，很想聽(tīng)但聽(tīng)不懂，呈現(xiàn)教師“供給端”和學(xué)生“需求端”不平衡的現(xiàn)象。

1.4 教師的整體數(shù)字化水平較低

《畫法幾何與陰影透視》課程上課只講授理論知識(shí)和CAD二維知識(shí)，并不講解三維軟件的使用，對(duì)于大多數(shù)教師而言沒(méi)有學(xué)習(xí)三維軟件的動(dòng)力，大多數(shù)教師對(duì)CAD三維、BIM三維、3Dmax和SU等三維軟件僅了解或會(huì)簡(jiǎn)單使用，沒(méi)有辦法在課程學(xué)時(shí)這么少的情況下有效利用這些三維軟件，故無(wú)法沖破課本自帶課件中flash動(dòng)畫的局限性，因此，教師的整體數(shù)字化水平急需提升。

2 SU軟件的優(yōu)勢(shì)

SU（Sketch Up）是一款易于使用的3D 建模設(shè)計(jì)軟件，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可以建立各種形式的投影圖及三維圖，并可以旋轉(zhuǎn)剖切真切觀察。可以利用其三維可視化特點(diǎn)，將建立的SU三維模型呈現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生理解圖形。尤其是陰影透視部分的內(nèi)容，該軟件可以將建立的三維模型進(jìn)行渲染，賦予模型材質(zhì)和光影表現(xiàn)，將大大提升學(xué)習(xí)效果。

利用SU制作教學(xué)資源庫(kù)并應(yīng)用于《畫法幾何與陰影透視》課程中，有助于提高學(xué)生的三維想象力，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 SU在《畫法幾何與陰影透視》課程中的應(yīng)用

3.1 改進(jìn)教學(xué)模式

為了提升教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)中注意綜合使用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段。除了傳統(tǒng)教學(xué)中使用的多媒體、示范教學(xué)之外，還采用了“教、學(xué)、做、考、評(píng)”一體化教學(xué)，課堂內(nèi)外教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生課上不僅看到資源庫(kù)里的SU三維模型，課下還能用SU做簡(jiǎn)單的三維模型，提高構(gòu)型能力。利用教學(xué)模式的改變帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)模式的創(chuàng)新，以激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升教學(xué)效果。

3.2 豐富教學(xué)內(nèi)容

《畫法幾何與陰影透視》這門課程包含四個(gè)部分的教學(xué)內(nèi)容，每個(gè)部分根據(jù)難度和側(cè)重點(diǎn)的不同，SU融入課程的方式也會(huì)有所不同，比如畫法幾何部分更多的是SU 所建立的三維模型資源庫(kù)的調(diào)用和課上教師SU建立模型的演示，而陰影透視部分更多的是三維模型資源庫(kù)的調(diào)用和課下學(xué)生SU建立模型的鞏固練習(xí)。

3.2.1 畫法幾何部分和建筑施工圖部分

在畫法幾何部分，根據(jù)重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師課上利用SU建立截切、軸測(cè)圖和組合體等形體的三維模型，然后用旋轉(zhuǎn)、剖切、放大、移動(dòng)功能查看截交線和組合體細(xì)節(jié)部分的處理，如圖1和圖2所示；在建筑施工圖部分，利用SU創(chuàng)建建筑物模型講解建筑形體的外部造型，課下同學(xué)還可以調(diào)用SU 所建立的三維模型資源庫(kù)進(jìn)行回顧思考，如圖3所示。

圖1 棱柱被截切

圖2 組合體構(gòu)型

圖3 建筑物模型

3.2.2 陰影部分

點(diǎn)、線、面、體的陰影，大多數(shù)學(xué)生是能夠想明白并畫出來(lái)的，但將基本體上升為組合體或者建筑局部的陰影時(shí)，多數(shù)學(xué)生想不明白也畫不出來(lái)，此時(shí)SU 制作的三維模型起到很大作用，在三維模型上能很清楚地看到建筑局部的陰影，再反向思維陰影的形成，有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，如圖4～圖6所示。

圖4 建筑門洞的陰影

圖5 建筑臺(tái)階的陰影

圖6 建筑屋頂?shù)年幱?/p>

3.2.3 透視部分

課上可以通過(guò)SU現(xiàn)場(chǎng)展示一點(diǎn)透視和兩點(diǎn)透視，并且通過(guò)變換視距、視高和站點(diǎn)的位置等要素，感受透視圖的變化，如圖7和圖8所示；另外，建筑透視圖上加陰影更具真實(shí)性，但也是本課程中最難的部分，此時(shí)也可以用SU 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定光線來(lái)展示建筑透視圖上陰影的變化，并將其納入三維資源庫(kù)供學(xué)生課下查看，如圖9所示。

圖7 棱柱的一點(diǎn)透視

圖8 組合棱柱的兩點(diǎn)透視

圖9 建筑透視圖及陰影

3.3 優(yōu)化考核方式

本課程為考查課，成績(jī)采用百分制。采用過(guò)程考核與期末考核相結(jié)合，理論知識(shí)考核、SU實(shí)踐技能考核相結(jié)合的綜合考核評(píng)價(jià)體系。過(guò)程考核占50%，期末考核占50%，過(guò)程考核由平時(shí)作業(yè)、SU 實(shí)踐技能成果、日常考勤、課堂表現(xiàn)等構(gòu)成，期末考核采用閉卷考試。

4 推進(jìn)教師數(shù)字化技術(shù)技能的培養(yǎng)

建立教師數(shù)字化技術(shù)（CAD+SU+BIM）培訓(xùn)機(jī)制，鼓勵(lì)教師暑假和寒假去企業(yè)實(shí)習(xí)，深入了解數(shù)字化技術(shù)目前在企業(yè)的應(yīng)用情況，并積極學(xué)習(xí)拓展三維軟件用于《畫法幾何與陰影透視》課程中，從而更加豐富教學(xué)內(nèi)容，更好地指導(dǎo)學(xué)生建立三維模型，增強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)水平。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于高校課程教學(xué)改革是必然趨勢(shì)，SU 軟件應(yīng)用于《畫法幾何與陰影透視》教學(xué)中能夠有效發(fā)揮其教學(xué)優(yōu)勢(shì)，制作優(yōu)良的SU三維模型教學(xué)資源庫(kù)，課上演示及課后回顧能夠有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的能力，進(jìn)而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

《畫法幾何與陰影透視》課程融入SU 在改進(jìn)教學(xué)模式、豐富教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化考核方式的教學(xué)改革中，有效提升了課程的教學(xué)質(zhì)量，為提高學(xué)生專業(yè)綜合能力奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為培養(yǎng)未來(lái)復(fù)合型建筑設(shè)計(jì)師提供有力保障。