《土木工程制圖》課程教學思路創新的分析與探討

李琦

摘 要：如何正確引導學生開展空間思維訓練，激發他們的專業興趣已經引起教學實踐者的廣泛關注。本文基于網絡問卷調查，深入分析了土木制圖課程面臨的一些共性問題，探討了課程教學的創新方法，重點闡釋了針對空間思維的創新教學方法。

關鍵詞：工程制圖;問卷調查;空間思維;創新

一、引言

工程制圖是各類高校工科專業的一門必修課，通常是學生進入大學后接觸的第一門專業基礎課。在土木工程專業中，主要涉及各種工程設施的建設，學生必須掌握制圖、讀圖、繪圖的基本知識，具備讀圖、寫圖的能力。空間思維能力的需求量很大，土木工程制圖課程的重要性顯而易見。土建制圖課程一般包括繪圖幾何和建筑制圖兩個方面。將空間幾何問題轉化為平面問題，通過投影特征分析空間幾何元素的形狀尺寸和位置關系等實際問題，它要求學生具有較高的空間想象力和邏輯思維能力;建筑制圖部分將畫法幾何中涉及到的一些原理融入到土木工程中，將三維的建筑形體或構件轉化為平面形狀進行研究，是以空間思維為基礎的，而空間思維又是學生專業知識的重點。這兩部分內容對于剛接觸土木工程的大一新生來說，無疑是一個很大的挑戰。如今，現代教學方法和學習媒體日新月異，如何在新形勢下引導學生主動思考，激發學生對土木工程的興趣，是一大挑戰。激發土木工程的興趣，提高課堂教學水平，應該成為每個土木工程制圖課程教師的日常思考。

本文首先采取調查問卷的方式深入了解學生對土木工程制圖課程的基本認識，并在此基礎上分析總結出課程教學中普遍存在的常見問題，并針對課程教學方法的改革和創新提出一些可行的新思路，可以為土木工程制圖課程建設提供參考，為打造更加生動、豐富、有趣的課堂提供幫助。

二、課程教學常見問題的調查與分析

筆者在文獻研究、實踐總結和師生交流的基礎上，發起了一次借助網絡媒體對學生進行教學實踐的電子問卷調查設置的。

內容包括空間思維對土木工程專業的重要性，本課程對提高教育質量的重要性、本課程對提高教育質量的重要性"。空間思維的幫助有多大？在已經學過的大學課程中，這門課程的難度如何？高中立體幾何對這門課程的幫助有多大？幫助程度，繪圖的幾何部分與建筑制圖部分是否有脫節。

本次調查共收回80份問卷，其中男生62份，女生18份。調查結果顯示，受訪者一致認同空間思維能力對土木工程專業學生的重要性，認為非常重要。"這反映了土木工程專業學生對空間思維重要性的一致認同。當被問及本課程對提高空間思維能力有多大幫助時，68.75%的學生表示非常有幫助。27.5%的學生認為有點幫助，只有3.75%的學生認為"沒有幫助"，這反映出《土木工程制圖》課程對空間思維能力的培養具有重要作用。筆者還調查了學生對該課程在所學課程中的難度排序，結果顯示，認為該課程"最難"或"難"的。的學生占60%，其中15%的學生認為這門課程是"最難"的。以中國礦業大學（北京）土木工程專業為例，高等數學和大學化學與制圖課程同時開設。是公認的頭疼課程，如計算機科學、計算機技術等，所以土木工程制圖的學習對大多數學生來說是有難度的。的。

具體教學內容，調查結果反映出兩個比較突出的特點。第一，高中立體幾何知識在本課程的學習中起著重要作用。超過九成的被調查者認為高中立體幾何知識對其本課程的學習有幫助，認為對其本課程的學習非常有幫助的被調查者超過半數。在教學實踐中應充分重視高中立體幾何及其與畫圖幾何的聯系，考慮到學生基礎知識的個體差異。其二，畫法幾何與建筑制圖的脫節現象比較明顯，超過八成的受訪者的。

認為這兩部分的教學內容存在脫節問題，甚至有10%的學生認為脫節問題很嚴重。一方面應當認識到這是制圖課程的屬性所帶來的必然結果，另一方面也要正視二者的區別與聯系。

三、教學方法創新探討

針對土木工程制圖的課程特點及其存在的共性問題，本部分將對土木工程制圖的創新教學方法進行探討。

（1）借助立體幾何知識培養學生的空間思維能力

根據調查結果，絕大多數學生認為高中立體幾何知識對本課程的學習是有幫助的，在課堂上應注意調用學生的高中知識基礎。剛進入大學的一年級新生和剛剛結束高中學習的學生，一方面有扎實的立體幾何基礎，另一方面對大學充滿了好奇心，有的甚至會感到無所適從。在課堂上應適當運用立體幾何的知識，或用一兩道具體的高考題引出畫法幾何的知識，這樣更容易讓學生對所學的知識產生共鳴，幫助他們把所學的知識和將要學習的知識聯系起來，保持學習的連續性。同時，也要幫助學生樹立信心，快速進入專業學習狀態。

（2）正視畫圖幾何部分與建筑制圖部分的辯證關系。

一方面，要明確兩者的重要區別，畫法幾何對空間想象力和邏輯思維能力要求較高，而建筑制圖則更強調土木工程制圖知識。可以采用模塊化教學法，為這兩個模塊分配固定的教學時數，每個模塊都有自己感興趣的領域。一方面可以培養學生的空間思維和專業繪圖能力。另一方面，也要加強二者之間的相互聯系，土木工程專業畫法既從屬于圖形幾何投影原理，又發展了許多土木工程學科特有的繪圖方法和規范;繪圖幾何是建筑制圖原理的內在組成部分，而建筑制圖是繪圖的幾何部分，專業性很強，二者是相互排斥的。在課堂教學中應強調兩者的相互聯系，幫助學生掌握兩者的知識原理。

（3）基于動態三維模型的創新教學方法

考慮到空間思維能力在本課程學習中的重要性，我專門調查了學生對幾種創新幾何三維模型的認知情況教

學方法的認可度，“教師展示幾何實體”、“學生制作幾何實體”、“教師構建動態三維模型”和“學生操作空間想象游戲”這4種方法的認可度均超過六成，其中“教師構建動態三維模型”的認可度更是超過了八成，這充分體現了學生對于創新教學方法的渴求。筆者在教學實踐中借助商業軟件構建了一些復雜形體的三維模型，這些三維模型的優勢在于動態演示，以及任意角度投影圖像的一鍵生成。學生在觀摩過程中可以直觀感受形體的空間特征以及投影的形成過程，靈活生動，取得了良好的教學效果。在實踐中可以充分發揮三維軟件的建模優勢，形成與課程內容配套的動態三維模型，隨課時推進可以靈活調用模型庫。另外，在課程進行到中后期，可嘗試結合“展開圖”內容實施項目化教學，即布置學生分組開展折紙建造復雜建筑形體的項目化實踐，完成二維圖紙到三維模型的轉換，這是投影的逆過程，對于鞏固投影知識、提升空間思維能力具有很大促進作用，同時也可激發學生的學習興趣，培養創新創造思維。

四、結語

《土木工程制圖》是土木工程專業的一門專業基礎課，新形勢下的工程制圖課程對學生的空間思維能力與閱讀繪制圖紙技能提出了更高要求，如何引導學生主動訓練空間思維、激發他們的專業興趣應當引起足夠重視。本文通過網絡問卷調研，深入分析了土木制圖課程所面臨的一些共性基礎問題，闡明了立體幾何知識在本課程學習中發揮的重要作用，以及畫法幾何與建筑制圖的辯證關系。在此基礎上，對《土木工程制圖》課程教學的方法創新進行了探討，并提出一些可行的新思路，重點針對空間思維的培養闡釋了幾種教學方法的創新舉措。本文可為土木工程制圖課程創新提供參考，為營造更加生動有趣的課堂氛圍提供幫助。

參考文獻

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