關(guān)于“土木工程制圖”課程教學(xué)的 認識與思考

劉煥春 于建新 趙宇

摘? ?要：“土木工程制圖”是普通高等院校土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，既注重基本經(jīng)典投影理論的學(xué)習(xí)，又具有較強的實踐性。課程主要內(nèi)容包括畫法幾何、制圖標(biāo)準、專業(yè)圖與計算機繪圖等。文章探討了該課程教學(xué)的主要特點，結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀，重點分析了教學(xué)中存在的主要問題，進而提出關(guān)于“土木工程制圖”課程教學(xué)的幾點建議，以期對今后的教育教學(xué)改革起到一定的促進作用。

關(guān)鍵詞：土木工程制圖;課程;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.3? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2019）03-0046-03

一、引言

土木工程，包括建筑結(jié)構(gòu)、巖土工程、道路橋梁、地鐵隧道等，它們的設(shè)計、施工和維護管理都離不開工程圖紙。工程圖能夠清晰、直觀、具體、形象地表達出文字不能表達的內(nèi)容。它根據(jù)投影原理及國家標(biāo)準的規(guī)定來表示工程對象的形狀、大小以及技術(shù)要求，被稱為工程界的語言，是工程界進行表達、交流的重要工具，是重要的工程技術(shù)文件，是施工管理過程中不可缺少的指導(dǎo)性技術(shù)資料。從事土木工程的相關(guān)工作人員，必須熟練掌握這一重要語言，能夠繪制和識讀工程圖[1]。因此，“土木工程制圖”在高等學(xué)校土木工程專業(yè)的教學(xué)中具有舉足輕重的地位，是土木工程專業(yè)學(xué)生進入高校后最先接觸到的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。通過本課程的教學(xué)，學(xué)生要掌握正確的作圖方法和步驟、基本制圖標(biāo)準，訓(xùn)練繪制和閱讀一般工程圖的能力以及空間想象能力，對后期進行專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，組織課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，以及工程素養(yǎng)的形成均有重要意義。這就要求我們對“土木工程制圖”課程的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、課程特點、教學(xué)方法、考核方式、教學(xué)過程等進行反思，以期對今后的課程教學(xué)改革與發(fā)展指明方向。

二、課程內(nèi)容及特點

“土木工程制圖”，既注重經(jīng)典投影理論的學(xué)習(xí)，更注重動手實踐，其主要內(nèi)容包括畫法幾何、制圖基礎(chǔ)、專業(yè)繪圖、計算機繪圖等[2]。我們在安排該課程教學(xué)時，將其分為上下兩學(xué)期授課：第一學(xué)期主要講授投影理論（正投影、軸測投影）、制圖基礎(chǔ)、投影制圖（組合體視圖）;第二學(xué)期講授透視投影、標(biāo)高投影、建筑形體表達方法（剖視圖與斷面圖）、專業(yè)制圖（建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖、路、橋、隧、涵工程圖）及AutoCAD計算機繪圖。該課程的主要理論基礎(chǔ)是以正投影原理為主要內(nèi)容的畫法幾何，其主要依據(jù)是以介紹、貫徹國家有關(guān)制圖標(biāo)準為主要內(nèi)容的制圖基礎(chǔ)。課程主要特點包括以下幾點。

畫法幾何研究的是圖示法和圖解法，討論空間形體和平面圖形之間的對應(yīng)關(guān)系。學(xué)生需要下功夫培養(yǎng)空間思維能力，做到：根據(jù)實物、模型或立體圖畫出該物體的一組二維平面圖形;由物體的投影圖想象它的空間形狀（物）。

這是一門注重實踐性的課程。學(xué)生要掌握用投影法（主要是正投影法）表達空間幾何形體的基本理論和方法，具備用儀器和徒手繪制與閱讀投影圖以及常見土木建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖的基本能力。在計算機繪圖方面，要求學(xué)生能夠掌握AUTOCAD繪圖軟件的基本操作，實現(xiàn)圖層、線型、標(biāo)注、字體格式等設(shè)置，能夠閱讀并繪制一定復(fù)雜程度的專業(yè)圖。

這是一門“遵紀守法”的課。在制圖標(biāo)準方面，我國職能部門制定、頒布的標(biāo)準有《技術(shù)制圖圖線》（GB/T17450-1998）[3]、《CAD工程制圖規(guī)則》（GB/T18229-

2000）[4]、《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準》（GB/T50001-2010）[5]、《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準》（GB/T50105-2010）以及部分行業(yè)標(biāo)準等[6]。因此，在課程學(xué)習(xí)過程中，要培養(yǎng)學(xué)生遵守制圖標(biāo)準繪制圖樣的習(xí)慣，嚴格按照制圖標(biāo)準中的“法”來繪圖。

這是一門培養(yǎng)嚴謹、細致學(xué)風(fēng)的課程。工程圖樣是施工的依據(jù)，一條線的疏忽或者一個數(shù)字的差錯，結(jié)果有可能會導(dǎo)致嚴重返工與浪費，甚至是重大的工程事故。需要學(xué)生嚴格要求自己，培養(yǎng)認真負責(zé)的工作態(tài)度和嚴謹細致的良好學(xué)風(fēng)，一絲不茍，力求圖樣正確無誤，尺寸齊全合理，表達完善清晰，符合制圖標(biāo)準和施工要求。

三、課程教學(xué)存在的問題

“土木工程制圖”是一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，相對復(fù)雜抽象，注重基本理論學(xué)習(xí)與實踐能力鍛煉，較多學(xué)者開展了關(guān)于本門課程的教學(xué)改革[7-10]，存在的問題有以下幾點。

（一）內(nèi)容多，課時少，師生負擔(dān)重

“土木工程制圖”一般安排在第一學(xué)年開設(shè)，新生入學(xué)未適應(yīng)大學(xué)上課模式，且課程內(nèi)容多、具有一定的抽象性和復(fù)雜性，學(xué)生易滋生消極情緒，影響教學(xué)質(zhì)量[11]。隨著高校教學(xué)改革的推進，“土木工程制圖”課程教學(xué)時數(shù)不斷減少，教學(xué)內(nèi)容有增無減，教學(xué)要求不斷提高，在有限的課時內(nèi)把內(nèi)容講完，教師講得累，學(xué)生聽得累，課堂效率低[12]。本課程的教學(xué)，學(xué)生需要大量課余時間復(fù)習(xí)并完成作業(yè)，而教師需要對學(xué)生作業(yè)進行批改，并把握學(xué)生對知識的掌握程度，教師、學(xué)生的負擔(dān)都很重。

（二）方法落后，上課單調(diào)，教學(xué)效果差

計算機三維繪圖技術(shù)漸已成為各種繪圖軟件的必備組成模塊，對工程形體的表達有著無可替代的直觀優(yōu)勢。就目前來說，三維技術(shù)尚未完全得到推廣應(yīng)用，對于學(xué)生空間思維能力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)沒有引起足夠的重視[13]。多媒體資源使得制圖教學(xué)過程變得生

動、形象。但多媒體課件時間長、容量大、知識點集中、授課速度快，學(xué)生應(yīng)接不暇、理解不及時、學(xué)習(xí)集中度和持久度不高，教學(xué)效率大打折扣[14]。多媒體教學(xué)缺乏師生之間的溝通交流，學(xué)生過于集中在投影屏幕上，易產(chǎn)生視覺疲勞，會產(chǎn)生“教師讀、學(xué)生看”的不良現(xiàn)象，導(dǎo)致教學(xué)過程單調(diào)枯燥，長此以往，教學(xué)效果差，教學(xué)目標(biāo)難以保證。

（三）專業(yè)針對性不強，教師隊伍質(zhì)量不高

土木工程專業(yè)本科生入學(xué)伊始，未細分專業(yè)便學(xué)習(xí)“土木工程制圖”課程，且教學(xué)內(nèi)容未針對各自專業(yè)特色，只注重各工科專業(yè)共性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，缺乏專業(yè)工程圖樣的詳細分析和引導(dǎo)，與后續(xù)專業(yè)課知識學(xué)習(xí)相脫節(jié)，給教與學(xué)帶來一定困難[15]。隨著高校擴大招生規(guī)模，學(xué)生增多的同時，年輕教師也越來越多，而較多年輕教師缺少工程實踐經(jīng)驗和教學(xué)經(jīng)驗。工程專業(yè)尤其是應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，需要工程師與教師雙重身份的教學(xué)隊伍?！半p師型”教師隊伍的質(zhì)量，成為制約地方高等教育轉(zhuǎn)型發(fā)展的瓶頸[16]。

（四）實踐環(huán)節(jié)薄弱，缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)

目前的實踐教學(xué)主要集中在二維工程圖樣的描繪，以及從紙質(zhì)到電子版本的轉(zhuǎn)變，缺少對工程實例的觀察和繪制、工程素養(yǎng)的訓(xùn)練和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上[17]。習(xí)題課和制圖課，這些實踐環(huán)節(jié)的減少，不利于課堂內(nèi)容的消化、理解和實際運用，學(xué)生的創(chuàng)造能力和動手能力得不到較好鍛煉[18]。由于課時的限制，目前的課堂教學(xué)只能采用“老師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式，學(xué)生參與度低，而且“填鴨式”“滿堂灌”教學(xué)極不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（五）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，知識掌握程度低

對于初入大學(xué)的學(xué)生來說，投影理論和方法一時難以掌握，動手能力較差又缺乏一定空間的想象能力，學(xué)生普遍反映課程難度高，學(xué)習(xí)興趣低，聽課效果差。課程要求按照制圖標(biāo)準進行尺規(guī)繪圖，一方面由于缺乏一定的工程素養(yǎng);另一方面當(dāng)代大學(xué)生自我意識強，做事我行我素，對標(biāo)準繪圖的嚴格要求存在抵觸心理。課堂內(nèi)容多，學(xué)生一時難以掌握，課下復(fù)習(xí)時間少，面對習(xí)題作業(yè)，學(xué)生反映無從下手。大班上課，學(xué)生人數(shù)多，學(xué)生掌握程度不均衡，以致出現(xiàn)教師需要對同一問題反復(fù)講解強調(diào)多遍的情況。

（六）考試考核不合理，評價體系不健全

課程考核有時只是簡單采用最終的期末考試作為評價方式，忽略了平時表現(xiàn)及作業(yè)的重要程度，導(dǎo)致學(xué)生上課與習(xí)題訓(xùn)練的積極性降低，學(xué)習(xí)成績得不到提高。普遍的考核方式主要采用期末考試與平時成績相結(jié)合的形式，也存在部分學(xué)生課上不聽課、課下抄作業(yè)，體現(xiàn)不出平時成績考核的公平公正。最后期末考試成績的差距很大，顯示出部分學(xué)生的掌握程度并不如平時成績那般“牢固”。為了得到好成績，大部分學(xué)生把學(xué)習(xí)時間都分配在看教材和做習(xí)題上，實踐動手能力得不到鍛煉。

四、思考及建議

根據(jù)本課程的特點及教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗，提出以下幾點建議。

（一）凝練核心內(nèi)容，注重基本原理

針對人才培養(yǎng)目標(biāo)，緊密結(jié)合課程目的，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。畫法幾何部分，精簡一些難度大的空間幾何問題，如換面法、旋轉(zhuǎn)法等，重點講授投影理論，掌握點、線、面、基本體的投影規(guī)律。制圖基礎(chǔ)部分，嚴格根據(jù)制圖標(biāo)準的要求，重點訓(xùn)練學(xué)生徒手及應(yīng)用尺規(guī)作圖的能力，包括線型、尺寸、字體樣式、剖視圖、標(biāo)準圖等的畫法，培養(yǎng)圖形分析的基本能力，鍛煉繪圖基本技能。針對不同的專業(yè)方向進行優(yōu)化，多引入與專業(yè)方向相關(guān)的工程圖例，突出重點，為后期專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。以AutoCAD為主，結(jié)合土木工程領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)圖，重點掌握與其相關(guān)的軟件基本命令操作。

（二）推廣國家規(guī)范，嚴守制圖標(biāo)準

教師要以身作則，掌握繪圖制圖標(biāo)準并在教學(xué)中遵守，給學(xué)生做好示范。在規(guī)范學(xué)習(xí)方面，需要結(jié)合最新的國家標(biāo)準和行業(yè)標(biāo)準，在課程教學(xué)過程中予以體現(xiàn)，訓(xùn)練學(xué)生遵守標(biāo)準、查閱標(biāo)準的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和素養(yǎng)，養(yǎng)成細致嚴格的工作作風(fēng)。對于學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的不規(guī)范、不標(biāo)準的問題，及時發(fā)現(xiàn)并制止，在全班范圍內(nèi)警示。對于繪制效果較好的學(xué)生，課堂上予以展示，學(xué)生不僅可以效仿，還能結(jié)合自己的問題進行改正。真正達到圖樣表達準確、符合技術(shù)規(guī)范、圖線清晰、尺寸標(biāo)注合理、文字書寫規(guī)范的教學(xué)目的。

（三）采用多種方法，提高教學(xué)效果

結(jié)合課程特點，教學(xué)時應(yīng)多采用直觀性和形象性的教學(xué)方法，以圖文并茂、動畫演示的電子課件為主體，輔以尺規(guī)板書作圖和模型觀察，可將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)模式有機結(jié)合。板書效率低、工作強度大，可以在授課初期為學(xué)生示范時采用。對于基本體、立體截切和相貫，可以采用實物模型展示，并結(jié)合AutoCAD、3Dmax、Flash等軟件制作的三維多媒體動畫演示，將抽象難懂的基本原理和方法變得形象、生動和直觀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對于較難理解的知識點、重點內(nèi)容、例題、習(xí)題等講解過程制作成微課，通過教學(xué)平臺（如河南理工大學(xué)Sakai（賽課）系統(tǒng)）、QQ、微信、微博等形式發(fā)布，供學(xué)生反復(fù)觀看學(xué)習(xí)以強化記憶。將學(xué)生進行有效分組，優(yōu)劣結(jié)合，采取互促互進、互幫互助、互相監(jiān)督、相互學(xué)習(xí)、共同進步的形式提高教學(xué)效果。

（四）依靠模型軟件，培養(yǎng)想象能力

為培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、空間構(gòu)型能力，教學(xué)過程中可采用觀摩模型、制作模型的形式，加強學(xué)生動手能力和空間想象能力的鍛煉。在課堂教學(xué)中，有能力的教師可以利用AutoCAD、SolidWorks等三維軟件，構(gòu)建三維模型，詳細分析空間點、線、面、體的投影規(guī)律及相互關(guān)系。為提高學(xué)生的課堂參與程度，對于同一問題有多種解法的情況，鼓勵學(xué)生提出自己的想法，打破常規(guī)、弱化思維定勢，培養(yǎng)發(fā)散思維能力。

（五）著眼工程實際，加強能力鍛煉

處理實際工程問題時，工程師較多采用手工繪制草圖的形式來快速表達設(shè)計思想，因此要提高學(xué)生手工繪圖的能力，提高學(xué)生表達設(shè)計構(gòu)思、進行技術(shù)交流的綜合素質(zhì)。在實驗實踐課鍛煉時，采用繪制立體模型三視圖的形式，不僅可以提高學(xué)生的空間想象能力、動手繪圖能力，還能鞏固投影特性、立體截切和相貫等方面的知識。計算機繪圖在學(xué)生將來的工作中必不可少，運用AutoCAD軟件進行計算機繪圖是土木專業(yè)學(xué)生必須要大力加強的實踐環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生采用計算機進行讀圖和繪圖的基本技能。在課程設(shè)計階段，帶領(lǐng)學(xué)生進行工程參觀、實地考察，強化工程概念，讓學(xué)生明白圖樣在實際工程中的應(yīng)用和重要性，結(jié)合設(shè)計題目進行設(shè)計訓(xùn)練，綜合考察學(xué)生的繪圖能力。

（六）規(guī)范考核方式，嚴守考核標(biāo)準

教師在第一堂課就要對學(xué)生提出課程要求，明確考核辦法，并貫以始終。讓學(xué)生清楚知道，自己在今后的課程學(xué)習(xí)中應(yīng)該怎么做，為自己的目標(biāo)而努力。土木工程制圖注重動手能力和實踐能力訓(xùn)練，平時的習(xí)題作業(yè)及實踐課，均要列入考核內(nèi)容，建立綜合評價體系，嚴格統(tǒng)一標(biāo)準。為避免學(xué)生抄襲，可采用隨堂作業(yè)實時考核的形式，保證考核的公平公正性。為保證課程教學(xué)對基本概念、基本理論、基本知識的要求，期末考試采用閉卷形式，保證題型的多樣性、豐富性、全面性，綜合考察學(xué)生的繪圖、讀圖、動手能力。

此外，授課教師必須具備一定的繪圖能力和實踐經(jīng)驗，理論聯(lián)系實際，做到：上課前認真?zhèn)湔n，課堂上靈活運用教學(xué)手段，活躍課堂氣氛，課后做好學(xué)生輔導(dǎo)，不斷進行課后總結(jié)，保證教學(xué)過程的順利有效實施。

五、結(jié)論

“土木工程制圖”是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，更是一門工程啟蒙課，與后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及步入社會后的專業(yè)技術(shù)工作密不可分。如何保證課程的教學(xué)效果，提高課程教學(xué)質(zhì)量，滿足社會發(fā)展對人才各方面的需求，是高校教師在教學(xué)過程中需要不斷探討和研究的課題。人才培養(yǎng)始終是高等院校的首要任務(wù)，我們作為教育工作者，只有在工作中不斷發(fā)現(xiàn)問題、不斷反思，總結(jié)自己在教學(xué)中的成功經(jīng)驗，不斷提高我們的教育教學(xué)水平，才能不斷推進高等教育的綜合改革浪潮。

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