土木工程制圖課程研究型學(xué)習(xí)的探索與實踐

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)模式的改革與實踐，探索以學(xué)生為主體，以知識、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)中的難點問題，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐與創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生將被動填鴨式學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥淖灾魈剿魇綄W(xué)習(xí)模式，并進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)實踐;教學(xué)評價

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，在授課內(nèi)容和授課方式上側(cè)重實用性與針對性，一方面識圖與制圖并重，對典型圖樣做出繪圖、識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)或研究項目的特點，主動查閱資料，在歸納整理資料過程中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)實踐中自主發(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，逐步形成獨立思考、善于發(fā)現(xiàn)、勇于創(chuàng)新的具有綜合實踐能力的一種新型學(xué)習(xí)模式。

2.1 注重設(shè)計對象表達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)目的是要滿足高級工程技術(shù)人才對設(shè)計對象表達的需求，這需要對其進行有效的空間思維能力的培養(yǎng)。針對這個目標(biāo)，研究型學(xué)習(xí)鼓勵學(xué)生積極主動的參與全過程教學(xué)活動過程中，在獲得足夠的知識基礎(chǔ)上，設(shè)計題目、解答題目、點評講解并進而考核評分，這樣有利于學(xué)生將外在的知識體系建構(gòu)在自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

2.2 注重基礎(chǔ)性與先進性的融合

傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)中引入現(xiàn)代計算機繪圖教學(xué)實踐課程，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與讀圖的基礎(chǔ)，又為后續(xù)的現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計（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)濟建設(shè)需求的融合

為滿足土木建材行業(yè)和地方經(jīng)濟建設(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、房屋建筑識圖、建筑CAD等實踐性課程，對其的考核應(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)計等奠定了基礎(chǔ)，從而滿足了用人單位對人才培養(yǎng)的需求。

3 研究型學(xué)習(xí)的教學(xué)實踐

3.1 合理運用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段

工程制圖與計算機繪圖技術(shù)的應(yīng)用貫穿在建筑工程設(shè)計建造的各個階段，從初始概念設(shè)計、草圖設(shè)計、方案設(shè)計、初步設(shè)計到施工圖設(shè)計等各個環(huán)節(jié)都需要繪制和閱讀工程圖樣，并應(yīng)用手工徒手測繪、借助儀器繪制、計算機繪制二維設(shè)計圖樣與三維建模設(shè)計圖樣等多種方式。因此在課程講授中一方面通過多媒體教學(xué)課件的展示，尤其是階段性的動畫演示，使學(xué)生有層次有條理地感受工程制圖與計算機繪圖在各設(shè)計階段工程圖樣的表達內(nèi)容和具體應(yīng)用，使學(xué)生對課程概況和學(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，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)生對每一步解題過程說明其對應(yīng)的思路與運用的原理。另一方面，要求學(xué)生對每一個概念、每一個原理、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)和走上講臺演示講解，充分掌握這些基本內(nèi)容并善于運用它們。這些教學(xué)活動的開展，使得學(xué)生不再單純閱讀書本，而是積極主動用直尺和圓規(guī)在紙上進行作圖，并借助泡沫塑料、催塑板等簡易材料做出了一些簡單的模型，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)中的難點問題

土木工程制圖中的畫法幾何部分和制圖識圖部分都是需要學(xué)生在掌握基本原理和進行理性思維的基礎(chǔ)上，進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。例如在軸測投影部分，鼓勵學(xué)生自己借助計算機繪圖軟件如SKETCHUP等進行三維實體造型設(shè)計，實時構(gòu)造立體物體，動態(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投影的畫法，還進一步熟悉了實體建模方法，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行相互轉(zhuǎn)化，并進一步落實為實際動手解題的具體操作步驟。

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

學(xué)生動手實踐是工程制圖課程的特點之一。土木工程制圖類課程都有這樣一個特點：聽課明白，做題難;看圖容易，繪圖難。為了解決這個問題，要求學(xué)生逐步自主體會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)方法引入到測繪實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生分組充分論證各種表達方案，找出測繪對象存在的問題，大膽評價各種表達方案的特點，并最終選擇出最佳的表達方案，以此來進行創(chuàng)新性圖紙繪制。

4 對研究型學(xué)習(xí)的教學(xué)評價

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)部分高年級專業(yè)課程、專業(yè)選修課程、各類實習(xí)以及指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的教學(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，同時又把其他教學(xué)環(huán)節(jié)的發(fā)展動態(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，又能使學(xué)生了解學(xué)科前沿發(fā)展動態(tài)并進行專業(yè)的實踐操作。如在畢業(yè)設(shè)計階段，研究型學(xué)習(xí)將被動填鴨式學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥淖灾魇綄W(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)計作品來掌握科學(xué)的設(shè)計方法，并使學(xué)生自主地學(xué)會運用;同時鼓勵學(xué)生在依據(jù)教材的同時走出教室，充分運用各種優(yōu)勢教學(xué)資源和實驗設(shè)備條件，學(xué)習(xí)在獲取知識的過程中提高研究能力和綜合應(yīng)用知識的能力。通過學(xué)校教務(wù)處每年組織學(xué)生對全校任課教師的教學(xué)效果測評，以及學(xué)院組織學(xué)生座談會所反映的情況來看，采用研究型學(xué)習(xí)模式和相應(yīng)的教學(xué)手段，確實能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計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能力上確實得到了培養(yǎng)和提高。

5 結(jié)語

幾年的探索與實踐使土木工程制圖研究型學(xué)習(xí)模式教學(xué)改革基本達到了預(yù)期的效果，更為重要的是，這也對培養(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)出以下三點收獲：

首先，研究型自主學(xué)習(xí)模式為以前相對枯燥被動的制圖課程學(xué)習(xí)提供了生動活躍的學(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)方式和實踐項目使學(xué)生從“要我學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成我要學(xué)習(xí)”。其次，學(xué)生樂于接受具有實際應(yīng)用價值的研究型題目，即使會遇到種種困難，他們也樂于面對挑戰(zhàn)，因為他們懂得了在完整進行一項具體工作的過程中，付出與收獲的價值，不但積累了實際工作經(jīng)驗，并在體驗真實社會勞動的過程懂得了勞動的價值，懂得了尊重他人的勞動。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)實際存在的問題和改進建議繼續(xù)探索實踐，總結(jié)經(jīng)驗，逐步完善。

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（作者單位：洛陽理工學(xué)院土木工程學(xué)院）