工程透視與陰影課程教學模式與教學方法研究

◆陳福忠 孫培先

(中國石油大學〈華東〉機電工程學院)

一、引言

工程透視與陰影課程是建筑學、工業設計等設計類專業必修的專業基礎課，它既具有自己獨立的理論體系，同時又與設計專業課程和圖學課程密切相關。因此，工程透視與陰影課程不僅具有很強的實踐性，而且涉及的概念非常多，具有較強的理論性。在目前教學實踐中，很多專業老師反映學生的透視與陰影基礎比較薄弱，作圖時經常出現無從下手的現象。通過深入分析其原因，發現該課程在教學方面存在以下弊端:授課內容墨守成規，專業針對性差;教學形式不夠靈活、豐富;課堂結構形式不合理，缺乏創造性。因此，學生對知識的理解比較膚淺，不能融會貫通于實際產品設計中，不利于創新性人才的培養。

本文針對工程透視與陰影課程當前教學中存在的問題，在滿足不同專業教學計劃和培養目標的條件下，優化教學內容，探索有效的課堂教學模式和教學方法。本課題對于提高學生的專業素養、培養創新性的設計人才具有重要意義。

二、課程內容模塊化、專業化

根據工程透視與陰影課程系統性、邏輯性和實踐性的特點，將課程內容體系設計成三個模塊，即陰影模塊、透視模塊和陰影透視圖數字化模塊。前兩個模塊主要是讓學生掌握透視和陰影的基本理論和作圖方法，二者既相互獨立，又相互滲透。在教學過程中要重點突出學生對基本概念和作圖方法步驟的掌握。第三個模塊可根據課程計劃學時數和不同專業先修課程的具體情況酌定，應使學生至少學會應用一種軟件繪制陰影、透視圖。該模塊可以將三個模塊內容有機結合起來，實現學生理論與實踐、抽象思維與形象思維的結合，從而培養學生空間想象力和分析問題、解決問題的能力以及創新能力，同時，也加強了現代計算機技術的應用，保持了教學內容的先進性和實用性。

各模塊的具體教學內容應針對所教授的不同專業特點及培養方案的差異，進行全面優化，制定滿足各自專業培養目標的課程內容;并結合各專業產品設計具體實踐，設計適合其專業特點的課堂示例和練習，體現培養學生產品設計能力的專業性。比如，針對工業設計和建筑學兩個專業的不同的特點，來分別設置課程內容。工業設計主要是進行產品外觀設計，按照專業實踐需要，保留傳統的陰影透視作圖原理和方法，淡化建筑形體內容。以幾何組合體為主，增加一些具體的工業產品作為例子進行講授，而習題的布置也應以簡單的工業產品的繪制為主。同樣，對于建筑專業則應加強建筑形體的示例和練習，突出建筑設計思維的培養。這樣有助于在學習理論知識的同時，潛移默化地培養學生的專業素養。

三、以概念教學為基礎，教學手段多樣化

工程透視與陰影課程涉及大量的概念，掌握概念是學好這門課的基礎。概念的抽象性決定了其應用廣泛性，反過來，概念的具體應用場合決定其抽象程度。工程透視與陰影課程，具體應用以幾何繪圖為基礎，因此我們在講述這門課程的概念的時候就應從平面幾何和立體幾何的概念作為出發點。一方面，從這一抽象的高度去掌握，有利于其應用的靈活性;另一方面，幾何概念都是學生在中學時期已熟悉掌握的，便于學生加速對新概念的理解。比如“點的透視”的概念可簡單描述為“直線(過視點和透視點)與平面(畫面)的交點”。此外，工程透視與陰影這門課程的很多概念都是經概念同化方式而來。比如前面提到的“點的透視”實際就是從“點的投影”同化得到，透視作圖本身就是運用了中心投影法，而中心投影法又是投影法的一種。在教學中，投影的概念先于透視，因此如果學生已經真正掌握投影的概念，那么在提出透視的概念的時候自然就很容易理解了，因為在講“點的投影”的概念的時候我們同樣是將其描述為“直線與平面的交點”，只不過直線和平面的具體表達形式不同而已，其本質是相同的。同理，由“點”的相關概念我們又可以將其很自然的擴展到“線、面和體”。概念教學法可靈活貫穿應用于該課程的整個教學中。

上面已經提到，概念是抽象的，因此相對來說不易被學生所接受。同時，注意到這門課的特點，那就是用平面圖形來表達空間物體，所以需要培養學生的空間思維能力。這就需要老師在現有教學模式的基礎上，研究內容豐富、形式靈活多樣的課堂教學手段和實踐教學方法。基本知識、原理用模型、板圖的傳統教學手段教授，具體應用和復雜例圖用多媒體教學。隨著三維軟件的快速發展和普及，引入三維教學模式，利用三維軟件模擬形體陰影及空間透視關系，并實時進行空間物體和平面圖形之間的轉換，實現所有空間概念虛擬現實化，使得抽象概念形象化，從而充分調動學生的各種感觀和思維，有效地培養學生的空間想象力，大大提高講課效果。

四、探索新的教學課堂結構形式，加強創新思維教學實踐

教學課堂主要是由老師、學生、教學內容和教學媒介四個要素組成。各要素之間的聯系可以簡單地用一句話來描述:老師通過教學媒介將教學內容傳授給學生。其中，老師是主導者，負責教;學生是參與者，負責學;教學內容是老師和學生要共同完成的任務;而教學媒介是老師和學生共同完成教學任務所運用的手段，是傳遞教學內容的載體。四者之間相互聯系、密不可分。因此，對于每堂課，應根據具體的教學內容，設計不同的課堂結構形式，充分建立四要素之間的有效聯系，任何兩者之間聯系的失效都會直接導致課堂教學的失敗。比如，如果教學內容和教學媒介搭配不合理，造成老師難以將問題講明白，學生難以聽懂，師生之間失去互動，造成老師無法將知識有效地傳授給學生。因此，只有上述四者達到最優組合，才能使課堂教學結構形式發揮其最佳效果。

針對工程透視與陰影實踐性強的特點，積極促進理論與實踐、教學與工程的結合，開展多項啟迪學生創新思維的教學實踐。比如，在教學中定期實施創新設計訓練，根據訓練內容的難易程度將學生分成不同人數的小組，在廣泛查閱文獻資料的基礎上，運用工程制圖、透視和陰影理論，以手繪草圖、計算機繪圖共同完成某一建筑或工業產品的設計，并繪制三維透視圖、加繪陰影，整個訓練過程應充分體現創新意識。進行考核時既要體現小組成員的分工合作情況，又要反映個人對基礎知識的掌握程度及實際創新設計能力。通過這種方式，不僅使學生掌握課程的基本原理和方法，而且培養學生的分析問題、解決問題的能力和團隊意識，有效實現課程理論與專業實踐的統一。

五、結束語

教學實踐證明，上述研究成果在工程透視與陰影課程教學中取得了預期的效果。課程內容模塊化和專業化優化設置，大大提高了課堂效率和學生的專業修養;概念教學法和三維教學模式的引入使得學生對所學知識能夠融會貫通，方案設計和表現能力大幅提高;通過優化課堂結構形式和開展創新設計教學實踐，提高了學生的學習興趣，激發了學生設計的熱情，培養了學生的創造性思維能力和團隊協作意識。