画法几何及土建制图课程教学改革与实践

摘要：根据现代技术发展和专业培养计划的需要，阐述了制订画法几何及土建制图课程教学大纲四项原则的内涵。基于教学内容模块化、教学方法多样化、教学手段现代化的教学改革思路，以培养学生的空间发散思维能力、创新设计能力为主线，对教材内容结构、课堂教学方法、多媒体教学手段、网络课程建设等进行了研究与实践。通过对近几年学生成绩统计与分析，验证了课程教学改革与实践的成效。

关键词：画法几何；土建制图；教学改革；网络课程

画法几何及土建制图是土建类各专业的技术基础课。由于该课程图量大，教学时数减少，使传统的教学方式无法满足现代教学需要。随着计算机多媒体技术的迅速发展与应用，土建制图课程教学方法、教学手段和教学质量都发生了根本性变化。如何改变传统的教学方法，充分利用现代教学资源和手段，提高画法几何及土建制图课程教学效率和质量，一直是图学教育工作者研究的课题。基于教学内容模块化、方法多样化、手段现代化的教学改革思路，在传统教学方法基础上，提出了以培养学生的空间发散思维能力、创新设计能力为主线的教学方案，全面提高学生的工程图学素质，为后继课程和毕业设计打下深厚基础。2005年，我们结合学校专业特色和工程实际要求，有计划、有步骤地通过学校教改立项，开展了课程教学内容、教学方法和教学手段等方面的研究与实践，逐步将该课程建设成精品课程。

一、课程教学改革内容

1.结合专业培养计划，制订课程教学大纲

教学大纲是根据该课程在专业教学计划中所占的地位和要求，以纲要的形式具体地反映课程内容的范围、深度、顺序和教法的教学文件，也是编选教材、组织教学、进行课程教学质量检查和评比及教学管理的主要依据。因此，制定符合专业教学规律的教学大纲，对指导课程建设、教学改革等具有重要的指导意义。在总结历年教学经验的基础上，我们坚持以下四项原则制订课程教学大纲。

(1)先进性原则。围绕专业的培养目标，认真汲取兄弟院校在教育理念、课程体系、教学内容、教学方法和现代教育技术手段等方面取得的一系列改革成果，结合自身特色制定较为先进的教学大纲。

(2)集成性原则。将教学内容按理论基础、专业基础、专业技术、计算机制图等进行一级模块化，即集成性划分。比如，画法几何作为理论基础模块，但不同的专业对画法几何内容的广度和深度要求不同，因此，对画法几何内容进行二级模块化划分，以适应不同专业教学要求。对专业基础、专业技术、计’算机制图等同样进行二级集成性划分。

(3)继承性原则。专业培养计划是由多门课程构建而成，是实现人才培养目标、体现人才培养模式的整体课程框架。制订教学大纲要以系统论的观点，研究本专业相关课程的教学内容，注重课程衔接，保持课程内容具有良好的继承性，建立整体优化的课程教学体系。

(4)适应性原则。画法几何及土建制图课程教学体系、教学内容主要围绕着培养学生的空间发散思维能力、空间构型能力、徒手绘图和尺规绘图能力、读图能力、创新设计能力进行改革，并制订适应专业发展需求的教学大纲。

2.以培养学生空间发散思维和创新设计能力为主线，编写高水平教材

结合现代教育技术的发展，针对应用型人才培养目标，对画法几何及土建制图课程的内容体系进行了深入细致的研究。以空间发散思维能力培养和创新设计能力培养为主线，从认识三维形体的结构组成人手，建立新的课程内容模块化结构体系，具有一定的实用性和先进性。在坚持继承性和延续性的基础上，适度创新编写了《画法几何及土木工程制图》教材和配套习题集，被评为江苏省高等学校精品教材。该教材与以往教材相比具有以下特点：

(1)实例分析与解题步骤清晰，插图分步给出，大大降低了学生阅读理解的难度。

(2)将几何元素与立体联系在一起分析，使抽象的几何问题变得更形象直观。

(3)加大组合体视图和形体表达方法的分析和读图练习，所选择的形体与实际工程应用案例紧密结合，强化学生空间思维能力和工程设计能力的培养。

(4)工程图样与工程实际应用图样表达一致，比如有图框和标题栏信息，使学生容易阅读和查找相关联的图样信息。

(5)配置了发散型思维练习题，不约束学生进行统一的思维，符合创新型人才培养的要求。

3.贯彻现代教学理念，构建课程多媒体教学体系

通过校级教改立项，研究制作了多媒体教学课件，完成了网络课程建设，建立了网上教学平台。结合教材内容，我们制作了三个多媒体教学课件：

一是“画法几何及土建制图电子讲义”课件。吸收国内一些名校机械制图课件制作的优点，结合我校专业特点和教材内容进行补充编制，并适当插入选编和自制的三维仿真动画模型，使课堂教学内容丰富、形象生动；二是“土木工程制图复合式电子挂图”课件。该课件与一般的“电子挂图”不同，它可任意缩放、平移，并可根据实际需要随时修改和增减内容，具有良好的开放性和实用性；三是“工程制图网络仿真模型室”课件。该课件将三维立体仿真动画和视图相结合，展示立体与视图之间的关系，既便于教师教学，又便于学生自学。这些课件分别获校级多媒体课件大赛一等奖，省级优秀奖和全国高校多媒体课件大赛优秀奖。

4.利用多媒体网络技术，建设优质精品课程

在完成教材建设、多媒体课件建设的基础上，利用多媒体网络技术，加强画法几何及土建制图网络课程建设，建立了网络仿真模型室、素材库、网上答疑和作业提交与审批系统等教学资源。学生可利用课余时间进行网上学习，教师可以在网上与学生交流和答疑。同时，我们将自制网络教学资源和校外相关精品课程教学资源引入课堂教学，对丰富教学内容，提高教学效果产生积极影响。该课程经过全面建设，荣获校级精品课程一等奖。

5.围绕课程教学内容，研究和总结教学改革实践成果

课程组成员针对多媒体课件的研究开发与利用、计算机多媒体课堂教学方法、网络课程建设等实践成果进行了深入总结与探索，公开发表教学研究论文7篇，对进一步研究教学内容、方法和手段的改革具有重要指导作用。

二、课程教学改革实践

在教学内容上，以教材为主线组织教学内容。将画法几何、土建制图和CAD绘图有机结合，分层次构建教学基本单元模块。在每个基本单元模块中，强化基础知识学习，然后通过综合实例构建各基本单元之间的联系，巩固和提高解决实际问题的能力。同时引入计算机三维造型技术，加强三维构型设计和二维图形表达能力的培养。

在教学方法上，突出以学生为主体的现代教学理念，精讲多练，讲练结合，彻底改变过去理论教学满堂灌的教学模式。从时间分配上，我们对每个教学基本单元，一般用1／3的时间讲授常规理论，用l／3的

时间结合实例讲授解题和绘图方法，将复杂理论和绘图特殊规定融入解题和实际绘图过程中，使学生更容易理解和接受；另外1／3的时间做课堂练习，巩固和加强学生所学的理论知识和应用方法。在教学方式上，采用“启发引导式”、“互动讨论式”、“聚合思维式”和“发散思维式”等综合教学方法，充分调动学生课堂学习的主动性和能动性。传统的教学方法一般是教师提出问题，引导学生向着教师预定的同一方向进行思维，我们称之为聚合思维(或正向思维)教学法。聚合思维的逆向思维是发散思维，一般是教师提出问题，引导学生沿不同方向寻求解决问题的途径。培养学生发散思维能力的途径很多，就工程制图而言，通过加大课堂提问和讨论力度，培养学生的发散思维习惯。这种课堂教学改革不需要成本，却能取得提高学生发散思维能力和综合素质的效益。发散性思维是培养学生空间想象力的基础，也是创造性思维的重要组成部分。因此，将发散思维教学法应用于课堂教学对培养学生空间创造性思维和创新设计能力尤为重要。

另外，努力改善实物模型室条件，增强学生对实物模型的视觉感和触摸感，加强学生空间立体造型印象，这是虚拟模型无法代替的。为此，学校购置了工程制图和建筑模型，为学生提供了观察与测绘的良好条件。在教学中，一般先让学生参观实物模型室，了解相关立体结构，然后进行课堂理论教学，取得了很好的成效。

在教学手段上，将网络课程、CAI课件、仿真模型室等有机组合应用于课堂教学，利用有效资源，提高了课堂教学效率和效果。我们结合专业需求和教材特点，主要改编、制作的多媒体课件应用于我校土建类和近土建类专业的工程制图课程教学中。通过近4年的研究，采取边实践边修订的方法，完善了本校土建类各专业制图课多媒体教学常用课件，年使用学生数达1200多人。同时针对不同专业，各位教师还适当制作了补充课件，丰富了课堂教学内容，提高了教学效率和水平，使该课程达到了优良的教学效果。

三、课程教学实践效果

在课程教学研究与实践过程中，不断总结经验，及时调整和完善教学内容、方法和手段。实践经验表明，在画法几何教学中，并不是利用多媒体授课越多教学效果越好，要根据实际情况有选择地使用多媒体教学。如果全部利用多媒体教学，教师会受到教学内容固定化的约束，新的知识和思维方法难以及时实施在教学中，也无法体现教师的个性教风和师德对学生的影响力。因此，画法几何及土建制图课堂教学，应适当将传统的板书教学与现代多媒体教学技术有机结合，教学效果更好。

近五年来，在学校加强教学质量监控的教学督导中，本课程组的教师课堂教学均获得优良评价。课程组推荐的两位青年教师参加学校组织的讲课比赛分别获得一、二等奖。后续课程教师对本课程的教学效果也给予了肯定。指导学生毕业设计的教师一致认为近年来学生的绘图能力有了明显的进步，尤其是徒手绘图能力、计算机绘图能力、构型设计与创新能力、计算机三维造型能力有了较大的提高。

学生在教务处网站上进行网上评教，对工程制图课的满意率逐年提高至97.3％。近两年教学水平总体评价均达到优良，学生考试平均成绩逐步上升，不及格率逐年下降，表明教学效果有了很大进步。