土木工程制图课程研究型学习的探索与实践
时间：2021-01-30 12:02:28 来源：达达文档网 本文已影响 人 
乔峰 马奎
摘要：研究通过土木工程制图课程研究型学习教学模式的改革与实践，探索以学生为主体，以知识、能力和素质协调发展为目标的教学方法变革途径，通过运用恰当的教学手段，采用研究型学习解决教学中的难点问题，培养学生的工程实践与创新能力，引导学生将被动填鸭式学习模式转变为主动的自主探索式学习模式，并进一步提出了完善土木工程制图自主研究型学习模式改革的建议和措施。
关键词：制图课程;研究型学习;教学思路;教学实践;教学评价
1 概述
土木工程制图是土木工程专业的一门重要专业基础课，课程的讲授及考核应以应用为出发点，在授课内容和授课方式上侧重实用性与针对性，一方面识图与制图并重，对典型图样做出绘图、识图方法与步骤的指导，掌握相关的制图规范、方法和技巧;另一方面注重制图与识图的专业性，从徒手练习、尺规绘图到电脑制图，从绘图工具的使用到掌握作图的技巧要领等，使学生能获得当代工程技术人员所应具备的基本绘图知识和技能。
2 研究型学习的教学思路
研究型学习是指学习者根据研究目标或研究项目的特点，主动查阅资料，在归纳整理资料过程中学习，在学习实践中自主发现问题、提出问题、讨论问题、探索解决问题的方法和途径，逐步形成独立思考、善于发现、勇于创新的具有综合实践能力的一种新型学习模式。
2.1 注重设计对象表达与空间思维能力培养的融合
土木工程制图课程的教学目的是要满足高级工程技术人才对设计对象表达的需求，这需要对其进行有效的空间思维能力的培养。针对这个目标，研究型学习鼓励学生积极主动的参与全过程教学活动过程中，在获得足够的知识基础上，设计题目、解答题目、点评讲解并进而考核评分，这样有利于学生将外在的知识体系建构在自己的认知结构中。
2.2 注重基础性与先进性的融合
傳统的工程制图教学中引入现代计算机绘图教学实践课程，不仅仅是绘图方式的变革，更体现了课程教学内容本身从基础上就能满足现实工作的要求，既为传统的土木工程基础课和专业课打下信息图形综合表达与读图的基础，又为后续的现代计算机辅助设计（CAD），有限元分析（FEA），建筑信息模型（BIM）等课程打下良好图形数字化基础。
2.3 注重土木建材行业和地方经济建设需求的融合
为满足土木建材行业和地方经济建设需求，专门在土木工程制图理论课后为学院学生开设了建筑制图、房屋建筑识图、建筑CAD等实践性课程，对其的考核应尽量使工程制图基础延伸到专业基础领域，并直接为后续专业课以及毕业设计等奠定了基础，从而满足了用人单位对人才培养的需求。
3 研究型学习的教学实践
3.1 合理运用恰当的教学手段
工程制图与计算机绘图技术的应用贯穿在建筑工程设计建造的各个阶段，从初始概念设计、草图设计、方案设计、初步设计到施工图设计等各个环节都需要绘制和阅读工程图样，并应用手工徒手测绘、借助仪器绘制、计算机绘制二维设计图样与三维建模设计图样等多种方式。因此在课程讲授中一方面通过多媒体教学课件的展示，尤其是阶段性的动画演示，使学生有层次有条理地感受工程制图与计算机绘图在各设计阶段工程图样的表达内容和具体应用，使学生对课程概况和学习内容有总体了解。如制图的画法几何部分，一直是作为学习的难点，需要学生将之前的平面思维习惯转化为三维空间的图解思维，所以，学习时必须经常提醒学生注意空间几何关系的分析以及空间几何元素与平面图形的联系，要求学生对每一步解题过程说明其对应的思路与运用的原理。另一方面，要求学生对每一个概念、每一个原理、每一条规律、每一种方法都要弄清楚它们的意义和空间关系，通过课下练习和走上讲台演示讲解，充分掌握这些基本内容并善于运用它们。这些教学活动的开展，使得学生不再单纯阅读书本，而是积极主动用直尺和圆规在纸上进行作图，并借助泡沫塑料、催塑板等简易材料做出了一些简单的模型，直观地理解建筑的组成和构成。
3.2 采用研究型学习解决教学中的难点问题
土木工程制图中的画法几何部分和制图识图部分都是需要学生在掌握基本原理和进行理性思维的基础上，进行充分的空间想象和三维构建，这种二维、三维的转化始终贯穿于工程制图课程的学习中。例如在轴测投影部分，鼓励学生自己借助计算机绘图软件如SKETCHUP等进行三维实体造型设计，实时构造立体物体，动态演示三维物体的形成过程。学生的自主研究型学习使得他们不仅真正了解了轴测投影的画法，还进一步熟悉了实体建模方法，既体现了信息技术手段在教学中的应用，取得了传统的教学手段难于达到的教学效果，又有助于学生把三维空间与二维平面进行相互转化，并进一步落实为实际动手解题的具体操作步骤。
3.3 运用研究型学习方式培养学生的工程实践与创新能力
学生动手实践是工程制图课程的特点之一。土木工程制图类课程都有这样一个特点：听课明白，做题难;看图容易，绘图难。为了解决这个问题，要求学生逐步自主体会到每作一道题都要经过的逻辑步骤：首先将题目中的二维已知条件转化为空间三维信息，弄清各种空间几何元素的相互位置关系：其次结合投影原理拟定基本作图方法，理清作图步骤;最后将空间的解题步骤落实到投影图上，一步一步地来完成，并求出正确的答案。更可贵的是，学生在这种研究型学习的过程中，能不断提出新的解决问题的思路和方法，实践和创新能力得到了很大的提高。在建筑结构施工图测绘教学中，我们将研究型、探究型，协作型学习方法引入到测绘实践教学环节中，引导学生分组充分论证各种表达方案，找出测绘对象存在的问题，大胆评价各种表达方案的特点，并最终选择出最佳的表达方案，以此来进行创新性图纸绘制。
4 对研究型学习的教学评价
工程制图系列课程的教师不仅承担工程制图系列课程的授课任务，还承担部分高年级专业课程、专业选修课程、各类实习以及指导毕业设计的教学任务。他们把工程制图技术专业基础课程的教学内容延伸到其他教学环节中，同时又把其他教学环节的发展动态渗透到制图基础课程中，这种连贯系统的教学脉络既能够帮助学生掌握工程制图基础知识，又能使学生了解学科前沿发展动态并进行专业的实践操作。如在毕业设计阶段，研究型学习将被动填鸭式学习模式转变为主动的自主式学习模式，引导学生通过阅读大量的专业图纸和设计作品来掌握科学的设计方法，并使学生自主地学会运用;同时鼓励学生在依据教材的同时走出教室，充分运用各种优势教学资源和实验设备条件，学习在获取知识的过程中提高研究能力和综合应用知识的能力。通过学校教务处每年组织学生对全校任课教师的教学效果测评，以及学院组织学生座谈会所反映的情况来看，采用研究型学习模式和相应的教学手段，确实能充分调动学生学习的积极性和主动性，并为后续课程的学习、毕业设计以及今后工作的开展打下良好的基础，学生在空间思维能力和图像表达能力上确实得到了培养和提高。
5 结语
几年的探索与实践使土木工程制图研究型学习模式教学改革基本达到了预期的效果，更为重要的是，这也对培养学生良好的心理学习素质和优良的专业品质起到了相当积极的影响。初步可以总结出以下三点收获：
首先，研究型自主学习模式为以前相对枯燥被动的制图课程学习提供了生动活跃的学习氛围，一定程度上使学生真正成为了自我学习的主人。新颖而颇具挑战性的学习方式和实践项目使学生从“要我学习转变成我要学习”。其次，学生乐于接受具有实际应用价值的研究型题目，即使会遇到种种困难，他们也乐于面对挑战，因为他们懂得了在完整进行一项具体工作的过程中，付出与收获的价值，不但积累了实际工作经验，并在体验真实社会劳动的过程懂得了劳动的价值，懂得了尊重他人的劳动。最后，更为重要的是，学生在自主开放性的学习环境中学会了协作与合作，交流与沟通，有效地提高了学习的综合效率。同时也理解了集体智慧的含义。由此可见，研究型学习模式是一种值得推广的学习模式，结合土木工程制图课程教学的深入开展，可以根据实际存在的问题和改进建议继续探索实践，总结经验，逐步完善。
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（作者单位：洛阳理工学院土木工程学院）
