應用型本科土木工程制圖課程改革設計案例

李春柳 朱天志 李冰心

摘 要：基于應用型本科的培養(yǎng)要求，提出土木工程制圖課程改革的案例設計方案。通過分析土木工程制圖課程的性質(zhì)以及結(jié)合教學中存在的問題，提出實行模塊化教學；畫法幾何部分的案例設計是基于組合創(chuàng)造法，讓學生自由設計組合體，完成由畫圖到讀圖的循環(huán)練習，實現(xiàn)連貫學習過程；建筑CAD軟件使用案例設計是通過任務驅(qū)動法，先調(diào)動起學生對知識的內(nèi)在需求，再經(jīng)過輔導答疑等教學環(huán)節(jié)由教師總結(jié)使用CAD軟件的繪圖方法和技巧，最后通過開展學生競賽形式進行成績評定。改革方案經(jīng)過試點班實踐驗證，效果良好。

關(guān)鍵詞：應用型本科 土木工程制圖 課程改革

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）8（a）-0160-02

1 應用型本科的培養(yǎng)目標

應用型本科教育是在中國高等教育由精英型教育向大眾化教育轉(zhuǎn)變過程中的一種必然產(chǎn)物，與科研型本科相比它更注重鮮明的“技術(shù)應用性”，與一般的普通專科高職技術(shù)教育相比它更注重專業(yè)理論的深度，三種教育形式是并行存在的，從而滿足社會對人才的不同需求。對于應用型本科教學除了要求符合本科教育的學業(yè)標準外，還要求培養(yǎng)出來的人才能夠體現(xiàn)時代精神和社會發(fā)展的要求，即具有較高的專業(yè)素質(zhì)能力和協(xié)調(diào)解決問題的能力。概況起來，應用型本科教育是以培養(yǎng)知識、能力和素質(zhì)全面而協(xié)調(diào)發(fā)展的，能面向生產(chǎn)、建設、管理、服務一線的高級應用型人才為目標定位的高等教育。

2 土木工程制圖課程的現(xiàn)狀和存在的問題

2.1 課程現(xiàn)狀

土木工程制圖課程是一門傳統(tǒng)學科，經(jīng)過高等教育的多次改革和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的土木工程制圖課程是在“大土木”課程構(gòu)架體系下的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容是由原來的畫法幾何、建筑專業(yè)制圖和建筑制圖CAD等內(nèi)容合成的一門綜合性很強的課程，畫法幾何部分是介紹經(jīng)典圖學原理，建筑專業(yè)制圖是介紹建筑專業(yè)繪圖和識圖的基本國家規(guī)范，建筑CAD是介紹計算機繪圖軟件的應用，根據(jù)課程內(nèi)容性質(zhì)差別較大，筆者提出使用模塊化教學，針對不同性質(zhì)教學內(nèi)容，使用不同的教學方法和考核方法。

2.2 課程存在的問題

隨著應用型大學的建設完善，根據(jù)應用型本科教育培養(yǎng)目標的實質(zhì)內(nèi)涵，研究土木工程制圖課程教學目前存在一些亟待解決的問題。（1）教學方法陳舊，教師始終是課堂的主角，老師講，學生聽，教學中沒有真正的實現(xiàn)以學生為本位。例如，畫法幾何部分是介紹投影原理的理論知識，是學生識圖和繪圖的必備基礎(chǔ)，由于內(nèi)容抽象，單靠教師講課，學生學習興趣薄弱；建筑CAD部分介紹CAD軟件的應用，以前的教學方式是教師負責理論講授，學生被動地聽課，導致學生聽課抓不住重點，課下使用軟件時無從下手，從而導致教學效果低下。（2）考核方式單一，傳統(tǒng)的卷式削弱了學生們對實踐動手能力的重視程度，很多學生大部分學習時間都分配在教室里看教材和做習題上。學習的最終目的是應用，考核方式的改革應突出在學習成果的應用性上，因此，教學的考核方式應該是多樣化的，教學改革方案設計必須具有系統(tǒng)性，從教學內(nèi)容的新穎性，教學方法的能動性，考核方式的實效性等多方面進行課程改革方案設計。

針對該課程的現(xiàn)狀和存在的問題，根據(jù)應用型本科的培養(yǎng)要求，該研究者進行了教學改革案例設計。

3 土木工程制圖改革案例設計

3.1 畫法幾何教學案例設計

畫法幾何的教學難點在于如何培養(yǎng)學生的空間想象能力和邏輯思維能力。具體的教授方法和思路，首先要把圖學理論基礎(chǔ)知識講授清楚，包括投影原理，點線面的投影規(guī)律，基本形體的投影，組合體的概念及組合方式等內(nèi)容，這些內(nèi)容要精練、快速地講完。對于具體知識點的取舍，要從專業(yè)的實際應用性出發(fā)，例如，截交線和相貫線的求法，是畫法幾何圖學內(nèi)容的重要部分，包括平面體之間，平面體和曲面體之間以及曲面體之間等幾個層次，教材上篇幅較大，但對于土木工程的建筑結(jié)構(gòu)來說應用較少，因此，授課時只要講清原理即可，教學重點應轉(zhuǎn)移在培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，提高學生的空間想象能力上，具體來說，可以以討論形式分析相貫線形狀，讓學生獨立思考想出繪相貫線的方法。接著，將前面學過的知識點、技能點進行總結(jié)梳理，通過利用典型例題講解，使理論和方法有效組合，幫助學生在頭腦中建立系統(tǒng)、清晰的知識網(wǎng)絡框架，最后，根據(jù)組合體的形成特點，指導學生運用組合創(chuàng)造法自由設計組合體，通過設計組合體的實踐來促進制圖知識、繪圖技能和工程素質(zhì)的養(yǎng)成，讓學生在學習創(chuàng)新技法、鍛煉創(chuàng)新能力的同時，達到學以致用的目的。具體的設計思路和實踐過程為：（1）學習畫法幾何部分內(nèi)容之后，讓學生自由組合，全面系統(tǒng)復習已學過的教材和習題集的內(nèi)容，找出各章節(jié)的關(guān)鍵知識點，分析內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律，最后畫出一張網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，供全班學習討論。教師介紹組合創(chuàng)造法，即通過不同原理、不同技術(shù)、不同方法、不同產(chǎn)品和不同現(xiàn)象而產(chǎn)生創(chuàng)新成果的方法。采用多媒體案例授課，課堂上給學生出一道組合思維訓練題，運用空間立體思維進行組合，誘發(fā)學生創(chuàng)新欲望。教師進行案例分析，設計組合體，指導學生用形體分析法、線面分析法、點線面的投影、基本幾何體投影、畫軸測圖，完成組合體作業(yè)，最后制作模型。教師借助多媒體課件介紹組合創(chuàng)造法，并運用組合創(chuàng)造法設計組合體，通過設計的組合體來串連相關(guān)知識點、技能方法和技巧，讓學生模仿借鑒，其步驟是：設計組合體形成動畫演示，形體分析，畫三視圖，設計修改，完善成型。在演示組合體成形的動畫后，進行形體分析，接著動態(tài)演示畫出三視圖，畫組合體三視圖時要運用形體分析法，輔以線面分析法，逐個畫出各部分的三視圖，要注意表面的連接關(guān)系、三等關(guān)系和方位關(guān)系。可以采用加一加、減一減、換一換、移一移等組合創(chuàng)造方法進行設計修改，把修改完善的三視圖展示給學生。最后和學生一起對設計修改的成型組合體進行分析。（2）布置自由設計組合體的實踐作業(yè)；（3）多元評價，包括小組內(nèi)評價和全班同學評價；（4）成果展示，選出優(yōu)秀作品進行展示。整個過程即連貫學習法。通過這樣的教學案例設計，一方面調(diào)動了學生的學習興趣，另一方面鍛煉了學生的團結(jié)協(xié)作、主動解決問題的能力，真正實現(xiàn)了以學生為主體的教學模式。

3.2 CAD教學教學案例設計

使用CAD 軟件是土木工程專業(yè)工程師必須掌握的一個基本能力，在土木行業(yè)中人們形象地把它比喻成土木工程師吃飯的兩根筷子中的一根。CAD軟件這個繪圖平臺，與過去的圖板和繪圖工具是一樣的，并且在修改和操作圖形元素方面更加方便和快捷。具體的設計思路和實踐過程為：（1）CAD專題性講座，快速將CAD的基本繪圖命令講完，（2）選擇真實工程項目為載體，布置具體繪圖任務，以任務驅(qū)動法來設計教學任務，讓學生在做的過程中內(nèi)化對知識的需求，（3）讓學生進行問題匯總和組織教師答疑環(huán)節(jié)，通過教師再輔導，由教師總結(jié)提煉CAD軟件的繪圖方法和技巧，（4）開展CAD競賽，進行成績評定。這樣就充分考慮了學生對象的認知特點和心理特點，把每個教學任務劃分為幾個教學情境，整個教學活動的組織設計是以學生為主體，教師只是起到推動作用的助力者，在這樣的開放式教學情境中極大的提高了學生學習的主動性，產(chǎn)生了良好的教學效果。

4 結(jié)語

俗話說，教無定法，貴在得法，妙于巧法。經(jīng)過教學改革試點班兩屆學生的實踐驗證，該教學改革設計案例設計科學可行，取得了良好的教學效果。實現(xiàn)應用型本科人才培養(yǎng)目標還需要在本科教育培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)進行改革。

參考文獻

[1] 史秋衡，王愛萍.應用型本科教育的基本特征[J].教育發(fā)展研究，2008，21（11）：34-37.

[2] 劉雷艷.應用型本科土木工程制圖課程教學探索[J].職業(yè)技術(shù)，2012（9）：22.

[3] 李春柳，金喜平，李冰心，等.基于工程能力培養(yǎng)的職技高師土木工程制圖教學——以河北科技師范學院為例[J].河北科技師范學院學報，2011，25（4）：67-70.

[4] 潘美祥."珠連學習法"及"組合創(chuàng)造法"在制圖教學中的運用[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008（32）：40-41.

[5] 金喜平，李春柳，于建軍.建筑力學課程改革設計案例[J].高等建筑教育，2012，21（6）：112-115.