土木工程制圖多元化教學模式探索★

李娜 商慶清 姚鑫

(南京林業(yè)大學機械電子工程學院，江蘇南京 210037)

0 引言

具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、綜合素質的人才培養(yǎng)是構建21世紀高等學校人才培養(yǎng)新體系的核心［1］。土木工程制圖課程是一門理論嚴謹、實踐性強的專業(yè)基礎課程［2］。對基礎課的重新定位應該從新的人才培養(yǎng)模式的高度出發(fā)，充分認識并不斷強化工程制圖在人才培養(yǎng)中的重要作用，不斷深化工程制圖的內涵，不斷拓展工程制圖的外延［3］。因此，對于剛剛步入大學校園的大一學生，土木工程制圖作為首門專業(yè)基礎課程，不僅需要培養(yǎng)學生繪制和閱讀土木工程圖樣的基本能力，使學生掌握手工繪圖技術和計算機繪圖技能，還肩負著激發(fā)學生專業(yè)興趣，培養(yǎng)專業(yè)綜合素質與創(chuàng)新能力的任務。

1 研究型思維模式培養(yǎng)

研究型思維是指探索及深入挖掘事物本質及規(guī)律的思維。在教學過程中，善于引導學生發(fā)現(xiàn)問題，采用系統(tǒng)分析方法去解決問題，這一過程有利于對課程內容進行深入探討，強化研究型思維模式的塑造，為實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定科學的思維模式基礎。

結合教學內容中畫法幾何部分，幾何元素的多面正投影所涉及的知識點比較紛繁復雜，難于理解。在教學過程中，首先引導學生認識到工程圖樣表達的復雜性，從而引入多面正投影體系解決這個問題。在多面正投影中，由點、線、面、體各幾何元素的內在“進階”關系，引導學生運用邏輯思考力，層層推演，以全局觀念對知識點進行歸納總結，形成“知識塊”區(qū)域集合，如圖1所示。這樣在解決空間點、線、面、體綜合問題時，學生的思路不再是混亂零散的，而是由“知識塊”進行索引分類，對應到知識體系的特定位置，尋求解決問題的方法，從而提高解決問題的效率，并且有利于舉一反三，調動相關“知識塊”進行系統(tǒng)整合分析，尋求解決問題的新思路、新方法。因此“知識塊”的建立尤為重要，是構建完善知識體系的基礎。在教學實踐中應引導學生對知識體系進行梳理，如圖2所示，在講述“平面”相關章節(jié)時，引導學生依據(jù)圖1所示“知識塊”結構對平面知識點進行歸納分類，建立平面知識塊體系。

圖1 幾何元素多面正投影“知識塊”

圖2 平面知識塊

2 互動教學方法

土木工程制圖課程中的知識點比較多的涉及到空間形體的形象思維:如組合體投影圖的畫法與讀法、工程形體的表達方法等。對于初學者來講，單一的講授知識點的方式會讓學生產(chǎn)生距離感。因此，教學模式中需要充分運用多媒體教學手段［4］，精心設計互動環(huán)節(jié)，密切結合專業(yè)研究熱點，這樣不僅可以激發(fā)學生對于本課程的學習興趣，還可以培養(yǎng)學生的專業(yè)綜合素質，為創(chuàng)新實踐儲備專業(yè)能力。

2.1 培養(yǎng)課程興趣，提高專業(yè)認同感

對于課程興趣與專業(yè)認同感的培養(yǎng)，應始于課程緒論講解。在課程性質與課程任務介紹中，可以通過展示設計院實際工程圖紙與豐富的效果圖進行對比，指出本課程的重要任務是掌握工程形體的表達方法，掌握工程界交流的語言，從而加強了初學者對于專業(yè)的認識。在講解組合體與工程形體的相關章節(jié)時，可結合AutoCAD實體教學示例與Flash實體構型動畫以多媒體展示手段滲透到教學過程中，激發(fā)學生的學習興趣，輔助學生理解由三維空間實體到二維投影圖的生成過程，鍛煉學生對于空間形體的形象思維能力。

2.2 設計互動教學活動，強化專業(yè)能力

互動教學活動的設計不應該僅僅體現(xiàn)在授課環(huán)節(jié)中的師生互動，還應包括學生個體、學生團隊、教師三者之間的相互交流與溝通?；迎h(huán)節(jié)實現(xiàn)的關鍵在于信息交流平臺的搭建以及交流渠道的完善。在現(xiàn)代交流媒介技術如此發(fā)達的環(huán)境中，不應再拘泥于課后答疑等單一形式，應該充分利用電子郵箱、網(wǎng)站討論社區(qū)等網(wǎng)絡交流平臺，及時發(fā)布課程信息，組織專題討論等，不僅有利于教師對教學內容進行及時補充與更新，達到師生信息共享，而且可以使學生對于課程中的難點與困惑，創(chuàng)新思路與想法得到充分表達，而這種課外的全面順暢的溝通也有利于反饋于課堂教學中師生互動的良好氛圍。

互動教學活動的設計可以有意識地鍛煉學生的自主學習能力，促進學生之間的交流與合作，培養(yǎng)團隊協(xié)調意識，強化專業(yè)能力。針對專題教學，布置小組任務，驅動小組團隊成員利用課外時間進行集體專題學習，并完成任務研討報告;在課堂上將授課主導權交予各小組代表，集中展示小組研討報告。比如將組合體投影圖的相關習題任務分配給小組團隊展開課外的集體學習，鼓勵小組團隊自由選擇任務研討報告的展示方式，并依據(jù)研討報告情況計入平時考核成績。通過這樣的教學安排，一方面，調動了學生的學習熱情，在研討過程中表現(xiàn)都十分積極;另一方面，小組之間存在自然的競爭關系，促使各小組團隊開動腦筋，采用靈活多樣的研討報告展示方式:比如板書組合體的軸測圖樣，精心準備演示課件，或者利用硬紙板等材料進行模型制作等。這一過程不僅加深了學生對于專題研討成果的認識，而且在專業(yè)能力方面也得到了鍛煉與提升。

2.3 結合教學強化訓練，拓展專業(yè)素質

在本校課程教學安排中，圍繞土木工程專業(yè)圖教學內容采取教學強化訓練周的教學形式，一般為2周～3周。為了確保強化訓練周的教學效果，應該讓學生明確專業(yè)制圖強化訓練的目標與任務不僅是要掌握土木工程專業(yè)圖紙的基本制圖規(guī)定，強化識圖與繪圖能力，還需要結合專業(yè)研究熱點拓展專業(yè)素質。因此，土木工程專業(yè)圖強化訓練周的學習任務應該包括:

1)結合專業(yè)背景完成專業(yè)圖紙大作業(yè);

2)運用AutoCAD繪圖軟件基本繪圖與編輯命令完成代表性專業(yè)圖紙繪制;

3)有效利用文獻檢索平臺，結合專業(yè)背景，完成專業(yè)綜述性論文;

4)基于專業(yè)圖紙識圖，以小組為單位制作結構小模型。

以上四個方面的訓練內容，總體上可以體現(xiàn)學生的專業(yè)背景要求并且拓展了專業(yè)素質。通過這樣的教學強化訓練安排，學生不僅對本專業(yè)有了初步認識，并且加強了AutoCAD實際應用能力，提升了文獻數(shù)據(jù)庫的查閱、文獻資料的整理匯集能力，更培養(yǎng)了學生的動手實踐能力。如圖3所示為學生基于橋梁工程圖的學習，以木材加工制作的斜拉橋模型。

3 教學相長促進實踐創(chuàng)新

從科研與教學的關系來看，只有教師站在學科前沿，具有較多的理論成果、較豐富的實踐經(jīng)驗并將其滲透到教學過程中，指導學生不斷探索創(chuàng)新，才能培養(yǎng)出優(yōu)秀人才［5］。對教師來說，從單純教學或以教學為主向教學和科研結合的方向發(fā)展;對學生來說，從知識掌握到知識、素質、能力的綜合培養(yǎng)，在教學相長的過程中促進實踐創(chuàng)新。

圖3 斜拉橋模型

針對大一學生，雖然對于土木工程中結構力學知識還不甚了解，但不可否認學生的新想法，特別是完成專業(yè)制圖強化訓練的學生，已經(jīng)具備一定的專業(yè)能力。因此，應該積極吸納學生團隊參與到教師的科研項目中，完成與課程相關的輔助任務;鼓勵學生參加各類大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃等實踐創(chuàng)新課外活動。如圖4所示為學生參加校際結構競賽興趣組模型作品。

圖4 結構競賽興趣組模型作品

在參與活動的過程中，學生與教師之間的互動交流愈加頻繁，相互之間思想碰撞，教學相長，促使學生更加深入了解專業(yè)知識與研究熱點，加強了學生的動手實踐能力，提升了專業(yè)創(chuàng)新能力。

4 結語

從以上研究型思維模式培養(yǎng)、互動教學方法、教學相長促進實踐創(chuàng)新三個方面，總結了圍繞土木工程制圖課程開展的多元化新型教學模式的實踐以及探索。多元化教學模式以科學的思維模式奠定創(chuàng)新意識基礎，以互動教學儲備專業(yè)綜合素質能力，以實踐創(chuàng)新課外活動培養(yǎng)創(chuàng)新能力、檢驗創(chuàng)新成果。教學實踐表明新型教學模式可以積極調動學生的學習興趣與主動性，引導學生的創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力，為專業(yè)創(chuàng)新人才的后續(xù)發(fā)展奠定基礎。

［1］ 陸 穎，于德仁.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的計算機繪圖實驗課程的改革與探索［J］.工程圖學學報，2001，22(1):144-147.

［2］ 何銘新，李懷建.畫法幾何與土木工程制圖［M］.武漢:武漢理工大學出版社，2009.

［3］ 陸國棟，譚建榮，張樹有，等.工程制圖課程體系改革研究與初步探索［J］.工程圖學學報，1999(4):92-97.

［4］ 朱海華，楊為民.土木工程制圖課程教學改革探索［J］.山西建筑，2011，37(25):248-249.

［5］ 陸國棟，譚建榮，張樹有，等.基礎課教學科研相互促進機制的探索與實踐［J］.浙江工業(yè)大學學報，2000(Z1):5-9.