(1.河南工程學(xué)院，河南鄭州 451191; 2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，云南昆明 650224)

土木工程應(yīng)用型本科是培養(yǎng)服務(wù)于一線生產(chǎn)需要的技術(shù)應(yīng)用型人才，應(yīng)用為綱，崗位為領(lǐng)[1]。《畫(huà)法幾何與土木工程制圖》是土木工程本科專(zhuān)業(yè)一門(mén)必修基礎(chǔ)課，主要包括畫(huà)法幾何和土木工程制圖兩部分內(nèi)容。畫(huà)法幾何主要講解通過(guò)投影將三維立體用二維圖形表示出來(lái)的方法，核心是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。土木工程制圖主要講解制圖基本規(guī)則和房屋建筑、路橋隧制圖的基本方法。該課程學(xué)習(xí)難度較大，然而卻是土木工程專(zhuān)業(yè)本科生應(yīng)熟練掌握的一項(xiàng)技術(shù)[2]，要求學(xué)生掌握投影的基本理論和工程繪圖的基本規(guī)則方法，提高空間想象能力。

關(guān)于《畫(huà)法幾何與土木工程制圖》課程的教學(xué)研究目前取得了一些成果，但大范圍應(yīng)用效果尚不理想。以作業(yè)驅(qū)動(dòng)為紐帶將CAD融入土木工程制圖教學(xué)[3]，實(shí)施效果有待進(jìn)一步研究。基于項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行土木工程制圖課程講授[4]，實(shí)施起來(lái)難度較大。采用“學(xué)練評(píng)測(cè)”的課堂教學(xué)組織形式，在課堂教學(xué)中融入過(guò)程化考核[5]，在學(xué)時(shí)壓縮的情況下，課堂考核是否會(huì)影響課程教學(xué)尚不明確。課程考核增加過(guò)程性考核和對(duì)綜合解決問(wèn)題能力的考核[6]，過(guò)程性考核的內(nèi)容尚需研究完善。應(yīng)用型本科土木工程專(zhuān)業(yè)更強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用技能，對(duì)《畫(huà)法幾何與土木工程制圖》課程的掌握提出了更高的要求。在學(xué)生普遍反映該課程難學(xué)的情形下，有必要基于應(yīng)用型本科培養(yǎng)模式對(duì)本課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行探索改進(jìn)。

河南工程學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)《畫(huà)法幾何與土木工程制圖》課程開(kāi)設(shè)在第1學(xué)期，目前包括64學(xué)時(shí)的理論課和1周的制圖實(shí)訓(xùn)課程。分析本課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，探索適合應(yīng)用型本科現(xiàn)實(shí)情況的畫(huà)法幾何與土木工程制圖教學(xué)改革措施，對(duì)應(yīng)用型本科院校土木工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)具有重要意義。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.1 學(xué)生對(duì)畫(huà)法幾何學(xué)習(xí)興趣不高

大一新生剛上這門(mén)課時(shí)，認(rèn)為本課程是學(xué)習(xí)繪制房屋、道路和橋梁等工程圖紙的，普遍興趣高漲。隨著課程講解深入，學(xué)生發(fā)現(xiàn)本課程是講解點(diǎn)、線、面和體等知識(shí)，與大型工程相去甚遠(yuǎn)，而且發(fā)現(xiàn)課程學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)習(xí)興趣逐漸跌落。畫(huà)法幾何越到后期，學(xué)習(xí)興趣越是低落。

1.2 部分大一新生學(xué)習(xí)進(jìn)入困境

部分大一新生剛進(jìn)入大學(xué)校門(mén)，第一次遠(yuǎn)離父母，對(duì)大學(xué)生活不適應(yīng)，尚未進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。不像中學(xué)教師對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)反復(fù)講解，大學(xué)教師授課方式改變，往往是講課進(jìn)度偏快，部分學(xué)生出現(xiàn)聽(tīng)不懂的情況。大一新生需要參加的學(xué)生會(huì)、社團(tuán)和班級(jí)活動(dòng)較多，課程也較多，導(dǎo)致部分同學(xué)在課后沒(méi)有及時(shí)做作業(yè)，在做作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)講過(guò)的內(nèi)容已部分忘記，聽(tīng)課易懂，而做題不會(huì)。種種原因?qū)е聦W(xué)生在本課程學(xué)習(xí)中走入困境。

1.3 學(xué)生的空間想象能力缺乏

本課程的核心是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，而空間想象能力的培養(yǎng)又非一朝一夕之功。空間想象能力強(qiáng)的同學(xué)能較好理解面的位置關(guān)系、截切相貫和組合體投影等知識(shí)，而空間想象能力弱的同學(xué)很難理解這些知識(shí)，或者教材例題能理解而做題不會(huì)。教材或習(xí)題集中舉例用的某些三維實(shí)體模型，學(xué)生在生活中沒(méi)見(jiàn)過(guò)，更難對(duì)著圖形想象出相互位置關(guān)系。

1.4 學(xué)生缺乏工程經(jīng)驗(yàn)，很難理解工程圖紙

本課程的土木工程制圖部分主要講解房屋建筑和路橋隧工程圖的制圖規(guī)則和基本方法。線型和線寬的選擇均是基于該構(gòu)件所在位置和視圖可見(jiàn)性確定的。大一新生沒(méi)有學(xué)習(xí)工程結(jié)構(gòu)，對(duì)各構(gòu)件沒(méi)有初步理解，幾乎看不懂教材例圖，對(duì)線型和線寬更是似懂非懂。在土木工程制圖部分授課結(jié)束時(shí)，部分學(xué)生純粹“抄圖”，對(duì)于某條線為什么不畫(huà)、某條線為什么是虛線，完全解釋不清。

1.5 教師學(xué)生缺乏交流，疑難問(wèn)題累積

大學(xué)教師與學(xué)生接觸時(shí)間大多局限于課堂教學(xué)時(shí)間。課堂教學(xué)任務(wù)緊湊，空余時(shí)間往往只是課間十分鐘。個(gè)別學(xué)習(xí)態(tài)度積極的學(xué)生會(huì)在課間向教師請(qǐng)教疑難問(wèn)題，但大部分學(xué)生和教師交流僅限于作業(yè)批改中。教師在作業(yè)中指出學(xué)生的錯(cuò)誤，學(xué)生是否更正，更正后是否理解，教師不得而知。不和教師溝通請(qǐng)教的學(xué)生，疑難問(wèn)題愈加累積，進(jìn)而出現(xiàn)厭學(xué)本門(mén)課，逐漸退步。

1.6 本課程所學(xué)知識(shí)的后續(xù)應(yīng)用較差

部分學(xué)生在本門(mén)課程結(jié)束后，教材束之高閣，知識(shí)拋之腦后，在后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和看工程圖紙后，不能重溫和應(yīng)用本課程內(nèi)容。部分學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)繪制工程圖紙時(shí)，對(duì)線型線寬的選擇，不甚清晰。極個(gè)別學(xué)生甚至整幅圖紙不論是否可見(jiàn)，全用實(shí)線繪制。本課程知識(shí)應(yīng)是貫穿土木工程專(zhuān)業(yè)始終，應(yīng)在專(zhuān)業(yè)知識(shí)積累的過(guò)程中更加鞏固和加深理解制圖知識(shí)，然而實(shí)際教學(xué)中往往沒(méi)有收到良好效果。

2 課程教學(xué)改革措施

2.1 授課內(nèi)容緊貼生活與工程實(shí)際，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣

授課內(nèi)容結(jié)合生活實(shí)際，讓學(xué)生易于理解。比如講解相貫這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，向?qū)W生指出木桌的桌腿和桌面相榫接就是相貫，人的胳膊和上身連接也可稱(chēng)為相貫。講解三視圖，就讓學(xué)生把教室的前墻、側(cè)墻和地面視為三個(gè)投影面，進(jìn)而理解物體投影關(guān)系。

針對(duì)部分學(xué)生認(rèn)為點(diǎn)、線、面的學(xué)習(xí)和繪制工程圖無(wú)關(guān)的想法，可以在這些基礎(chǔ)知識(shí)的講解中穿插其在工程中的應(yīng)用。比如講解正垂線的投影特性，以橋梁鋼筋斷面圖為例，垂直于橫斷面的鋼筋在圖上表示為圓點(diǎn)，讓學(xué)生理解正垂線的正面投影具有積聚性在工程上的應(yīng)用。筆者在教學(xué)中積累了部分畫(huà)法幾何知識(shí)講解可舉的生活與工程實(shí)例見(jiàn)表1。

表1 畫(huà)法幾何知識(shí)與生活實(shí)例對(duì)應(yīng)

2.2 教師在講授專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)傳授學(xué)習(xí)方法

教師在講授課程內(nèi)容的同時(shí)，應(yīng)針對(duì)大一新生初入大學(xué)校門(mén)的特點(diǎn)，進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的講授和輔導(dǎo)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到大學(xué)教師不會(huì)像中學(xué)教師一樣針對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)反復(fù)講授。學(xué)生在課前應(yīng)加強(qiáng)預(yù)習(xí)，甚至在本次課結(jié)束時(shí)，教師向?qū)W生明確下次課要講解的內(nèi)容，把預(yù)習(xí)作為一項(xiàng)作業(yè)來(lái)布置。在課外活動(dòng)較多的情況下，學(xué)生也不能在本次課結(jié)束后不及時(shí)做作業(yè)，甚至幾天不碰書(shū)本，導(dǎo)致在做作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，這次課所學(xué)知識(shí)已所剩無(wú)幾。教師向?qū)W生講解教育心理學(xué)和遺忘規(guī)律等相關(guān)知識(shí)，告訴學(xué)生在課后及時(shí)做作業(yè)，即便時(shí)間緊迫做不完，也要先做一部分，起到課堂所學(xué)知識(shí)的再鞏固。

2.3 結(jié)合日常所見(jiàn)講授，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力

教師向?qū)W生指出，空間想象能力的培養(yǎng)可在時(shí)時(shí)處處進(jìn)行。一是善于觀察，比如國(guó)旗的基座就是組合體，電視臺(tái)的塔身就是幾個(gè)立體相貫。二是勤于思考，比如去教室走過(guò)臺(tái)階，就要想臺(tái)階這個(gè)組合體的三面投影是什么樣的。三是勤于動(dòng)手，圓柱或圓錐截交線的形狀理解不透時(shí)，可以用橡皮和小刀，自己對(duì)照教材切一切加深理解。學(xué)生能在時(shí)時(shí)處處留意，關(guān)注三維和二維的相互轉(zhuǎn)化，空間想象能力自然逐步提高，對(duì)教材內(nèi)容理解逐步加深。

2.4 以學(xué)生周?chē)こ探Y(jié)構(gòu)為案例，講解工程制圖

土木工程圖紙制圖規(guī)則和方法的講解，以校園里學(xué)生常見(jiàn)的工程結(jié)構(gòu)為案例。河南工程學(xué)院校園里有一座兩跨簡(jiǎn)支空心板橋，教師同樣以一座兩跨簡(jiǎn)支空心板橋的橋型總體布置圖作為樣板講解。教師先讓學(xué)生課下到該橋位處認(rèn)真觀察，了解其基本構(gòu)造，拍出照片。教師再講解結(jié)構(gòu)構(gòu)造、線型選擇、線寬選擇等等，學(xué)生在課上可拿出照片對(duì)照理解。學(xué)生課下再到橋位處現(xiàn)場(chǎng)理解其三面投影圖。如此學(xué)生基本上能對(duì)簡(jiǎn)支空心板橋的橋型總體布置圖理解透徹，進(jìn)而理解工程制圖規(guī)則和方法。

2.5 課堂上講練結(jié)合，課后學(xué)習(xí)運(yùn)用新型教學(xué)手段

教師在課堂上重視習(xí)題的講解，將理論融入到習(xí)題中。師生共同參與做習(xí)題，讓學(xué)生模仿學(xué)習(xí)教師做習(xí)題的方法。讓學(xué)生自己在課堂上做習(xí)題，學(xué)生之間互相對(duì)照，互相了解對(duì)方的對(duì)錯(cuò)地方。教師抽查學(xué)生所做習(xí)題，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。教師在課堂上講解習(xí)題正確答案，并且提問(wèn)學(xué)生對(duì)答案的理解程度。盡量讓學(xué)生把疑難問(wèn)題在課堂上解決，不帶到課下。采用學(xué)生向老師請(qǐng)教問(wèn)題，平時(shí)成績(jī)加分的方法，鼓勵(lì)學(xué)生有疑難問(wèn)題向老師請(qǐng)教。

教師向?qū)W生介紹較好的微課和慕課，在傳統(tǒng)教學(xué)中引入微課源，讓學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下這種新型教學(xué)手段[7]，鞏固課堂學(xué)習(xí)知識(shí)，拓展學(xué)生視野。

2.6 后續(xù)課程教學(xué)滲透鞏固本課程知識(shí)

在后續(xù)的房屋建筑學(xué)、路基工程、橋梁工程和隧道工程的理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中，教師應(yīng)加強(qiáng)指導(dǎo)學(xué)生讀圖、識(shí)圖。比如橋梁工程教師在講解單跨簡(jiǎn)支T梁橋的施工圖時(shí)，向?qū)W生講解《鐵路工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》(TB/T 10058-2015)中關(guān)于圖紙編排、圖框、圖線、字體、標(biāo)注和符號(hào)等的要求。學(xué)生此時(shí)已有一部分專(zhuān)業(yè)知識(shí)，讀圖識(shí)圖能力和空間想象能力有所提高，在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)知識(shí)的同時(shí)，鞏固和加深理解土木工程制圖知識(shí)，使學(xué)生明白繪制施工圖需要一絲不茍、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的“工匠精神”。

土木工程CAD和畫(huà)法幾何與土木工程制圖課程同屬大學(xué)制圖課程體系，在第4學(xué)期開(kāi)設(shè)。筆者在從事土木工程CAD課程教學(xué)中，注意引導(dǎo)學(xué)生回顧和深化畫(huà)法幾何與土木工程制圖課程知識(shí)。筆者講授圖框、圖層、標(biāo)注和字體樣式時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生回顧制圖規(guī)則的相關(guān)知識(shí)；講授道路橋梁等工程圖案例時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生深化理解截切、相貫等知識(shí)。大二下學(xué)期的學(xué)生對(duì)工程知識(shí)已有初步了解，在土木工程CAD課程教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生回顧以往知識(shí)，能有助于學(xué)生加深對(duì)工程圖學(xué)的理解。

2.7 組織制圖比賽，提高本課程的應(yīng)用能力

組織學(xué)院級(jí)別的或?qū)W校級(jí)別的制圖比賽，參加省級(jí)或國(guó)家級(jí)的制圖比賽，學(xué)生在準(zhǔn)備此類(lèi)比賽中鞏固和深化所學(xué)知識(shí)，在比賽競(jìng)爭(zhēng)中提高繪圖技能。學(xué)生通過(guò)比賽獲得的榮譽(yù)與獎(jiǎng)學(xué)金、密切相關(guān)，學(xué)習(xí)畫(huà)法幾何與土木工程制圖的興趣得以激發(fā)，實(shí)踐能力也得到鍛煉和提高。

3 結(jié) 論

目前《畫(huà)法幾何與土木工程制圖》課程教學(xué)中存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、部分學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)入困境、學(xué)生空間想象能力缺乏、學(xué)生缺乏工程經(jīng)驗(yàn)、教師學(xué)生缺乏交流和所學(xué)知識(shí)后續(xù)應(yīng)用較差等問(wèn)題。

基于應(yīng)用型本科注重所學(xué)知識(shí)的工程應(yīng)用的要求，提出課程教學(xué)改革措施，包括：授課內(nèi)容應(yīng)緊貼生活和工程實(shí)際；教師講授專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)要傳授學(xué)習(xí)方法，以解決部分大一新生學(xué)習(xí)進(jìn)入困境的問(wèn)題；結(jié)合日常所見(jiàn)講授，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力；以周?chē)こ探Y(jié)構(gòu)為案例講解工程制圖，使學(xué)生易于理解；講練結(jié)合，運(yùn)用微課和慕課等新型學(xué)習(xí)手段；在后續(xù)課程教學(xué)滲透鞏固本課程知識(shí)；組織制圖比賽，提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。