□王軍軍

土木工程專業(yè)方向的“畫法幾何”課程改革

□王軍軍

畫法幾何具有實(shí)踐性、嚴(yán)謹(jǐn)性、難學(xué)性等特點(diǎn)。因此在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)針對(duì)這些特點(diǎn)，合理地選擇教材，適時(shí)使用教學(xué)用具，讓學(xué)生養(yǎng)成多畫、多問、多思考的學(xué)習(xí)方法，發(fā)揮教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的不斷提高。

畫法幾何；教學(xué)改革；課程特點(diǎn)及分析

一個(gè)建筑物從無到有都要經(jīng)歷兩個(gè)重要階段，分別是設(shè)計(jì)階段和施工階段。而在這兩個(gè)階段中，工程師交流最多的資料就是工程圖紙，因此圖紙也被譽(yù)為是工程師界的語言?！爱嫹◣缀巍边@門課程的目的就是讓學(xué)生熟悉和掌握這種語言。在教學(xué)過程中如何讓學(xué)生更好地掌握這門語言成為教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。筆者結(jié)合課程特點(diǎn)和自身的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)“畫法幾何”課程教學(xué)進(jìn)行了研究。

一、課程的特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問題

1.實(shí)踐性

“畫法幾何”是土木工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入大學(xué)校園時(shí)接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課。畫法幾何的理論知識(shí)既是來源于實(shí)際工程，同時(shí)又為實(shí)際工程所服務(wù)，因此它具有實(shí)踐性。而在實(shí)際的教學(xué)中，由于“畫法幾何”前述章節(jié)著重于點(diǎn)線面的基本理論講解，容易在教學(xué)的過程中初期與生活實(shí)際聯(lián)系不夠緊密，從而使學(xué)生在初期學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生枯燥乏味的印象，影響學(xué)習(xí)效果。

2.嚴(yán)謹(jǐn)性

畫法幾何有著完整的理論體系和嚴(yán)格的制圖標(biāo)準(zhǔn)。在教學(xué)過程中，通過講解投影理論和制圖基礎(chǔ)，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生培養(yǎng)空間想象能力。要求學(xué)生養(yǎng)成正確使用繪圖儀器和工具，按照制圖標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定正確地循序制圖和準(zhǔn)確作圖的習(xí)慣；培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，具有嚴(yán)謹(jǐn)性。而在實(shí)際的教學(xué)過程中，由于PPT等現(xiàn)代化教學(xué)方式的融入，在教學(xué)過程中許多教師不使用或者很少使用教學(xué)工具（如教學(xué)用的三角板、圓規(guī)等)，而直接徒手在黑板中作圖，使得學(xué)生在無形中會(huì)養(yǎng)成隨性作圖的習(xí)慣，不利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)習(xí)慣。

3.難學(xué)性

畫法幾何也叫投影幾何，素有“頭疼幾何”之稱，充分說明了它的難度。而空間想象能力（包括形象思維能力和邏輯思維能力)的建立有一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，必須由空間到平面、平面到空間不斷反復(fù)訓(xùn)練才能逐步的建立。而在教學(xué)過程中，對(duì)于教學(xué)老師來說三維的難以全面透徹的闡述學(xué)生又無法全面吃透教師所講的知識(shí)要點(diǎn)，對(duì)于同一個(gè)圖形，可能有的學(xué)生只需點(diǎn)一下就明白空間或者平面的形狀，而有些學(xué)生可能就算全面的講解也難以對(duì)應(yīng)空間或平面圖形，這使教師對(duì)實(shí)際教學(xué)中某個(gè)圖形要講幾點(diǎn)，講多深的問題難以把握。所以出現(xiàn)了很多學(xué)生出現(xiàn)課上能聽懂，課下能看懂，作業(yè)卻不會(huì)做的情況。

4.作圖理論與作圖軟件的結(jié)合性

計(jì)算機(jī)繪圖是“畫法幾何”這門課程的一個(gè)重要發(fā)展方向。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中認(rèn)為現(xiàn)在計(jì)算機(jī)如此發(fā)達(dá)，因此輕視了畫法幾何理論和基本的手工作圖，無法夯實(shí)出牢固的制圖基礎(chǔ)。

5.教學(xué)內(nèi)容的選擇及重難點(diǎn)的選擇

“畫法幾何”雖然是專業(yè)基礎(chǔ)課，但是也存在內(nèi)容多，課時(shí)少的問題。很多專業(yè)的學(xué)習(xí)都需要先學(xué)習(xí)畫法幾何，而在針對(duì)土木工程專業(yè)方向的畫法幾何在重難點(diǎn)的選擇上難以把握，導(dǎo)致在教學(xué)過程中未能掌握重難點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也覺得較為單調(diào)和枯燥。

二、改革措施

1.理論知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合

“畫法幾何”這門課程的前半段有很強(qiáng)的理論知識(shí)。而這些理論知識(shí)又是學(xué)習(xí)后續(xù)畫法幾何知識(shí)及相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，因此在教學(xué)過程中必須重視。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在具體的教學(xué)過程中應(yīng)積極聯(lián)系實(shí)際工程來進(jìn)行講解。如，在講解最基礎(chǔ)的三投影面體系的建立時(shí)可以結(jié)合所在教室進(jìn)行講解。讓學(xué)生將地板所在平面為H面，讓黑板這個(gè)面作為V面，讓學(xué)生所坐位置的右側(cè)墻面為W面。這樣的教學(xué)既可以講知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)踐相結(jié)合，又可以讓學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。又如在講解回轉(zhuǎn)體相貫線時(shí)，也可以借助生活實(shí)踐讓學(xué)生去理解。舉個(gè)具體實(shí)例，如下圖1所示。

圖1 兩回轉(zhuǎn)體相貫圖

這道題在作圖講解時(shí)，通過前面講的形體特點(diǎn)，先分析出分別是兩個(gè)圓柱相互貫穿，然后又是一個(gè)水平方方向和豎直方方向的一個(gè)正交垂直貫穿，可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到我們生活中，在建筑物里類似于兩根橫豎相交的水管相互連接在一起。這樣不僅跟土木工程工程專業(yè)相關(guān)，并且可以依據(jù)生活實(shí)例來給學(xué)生講解，能使學(xué)生更易于接受。

2.使用標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)用具，規(guī)范實(shí)際教學(xué)中的作圖

由于畫法幾何有它獨(dú)特的嚴(yán)謹(jǐn)性，因此在教學(xué)過程中，教師要合理地使用標(biāo)準(zhǔn)的作圖工具。這樣，不僅可以讓學(xué)生感受教師作圖的基本功底，還可以在無形中讓學(xué)生養(yǎng)成用尺規(guī)作圖的習(xí)慣。當(dāng)然，由于課堂時(shí)間的限制，不可能每道題都使用作圖工具進(jìn)行課堂演練，因此在實(shí)際教學(xué)過程中，建議在教學(xué)的前期以及中后期的要點(diǎn)題目中進(jìn)行演示即可。尺規(guī)作圖和徒手作圖應(yīng)該相互結(jié)合，加快作圖速度，保證課堂教學(xué)的整體流暢。

3.多畫，多問，多思考

世上無難事，只怕有心人。教師應(yīng)該要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時(shí)多畫、多問、多思考。

（1)讓學(xué)生多畫。用“眼過千遍不如手過一遍”這句話來形容畫法幾何的學(xué)習(xí)方法最為恰當(dāng)。如果每張工程圖紙都是一幅精美的圖畫，那么作為學(xué)習(xí)者來說如果不動(dòng)手自己去作畫又如何能提高自身的作圖能力呢？在教學(xué)過程中，不僅要注意教師的教，更要注重學(xué)生的學(xué)。而畫法幾何正是通過多畫來提升學(xué)生對(duì)空間形體的想象力和理解力。在課堂教學(xué)中，應(yīng)該適當(dāng)?shù)仳v出一定的時(shí)間給學(xué)生自己作圖，通過課堂演練提高學(xué)生的課堂接受效果；課后，教師不僅要布置學(xué)生一些基本的課后習(xí)題，也要注重課堂上講授過的一些典型例題。建議在布置學(xué)生的課后習(xí)題時(shí)，應(yīng)有選擇性、針對(duì)性地布置，不提倡用題海戰(zhàn)術(shù)去侵占學(xué)生過多的課余時(shí)間。對(duì)于學(xué)生的課后作業(yè)，專業(yè)教師應(yīng)該認(rèn)真批改并進(jìn)行總結(jié)，并抽出一定時(shí)間對(duì)學(xué)生的習(xí)題進(jìn)行講解。

（2)引導(dǎo)學(xué)生多問，多思考?！爱嫹◣缀巍笔且粋€(gè)邏輯思維和空間思維相互結(jié)合的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)。舉例如圖2所示。

圖2 兩立體的相貫線

針對(duì)這類題目的講授，由于已經(jīng)講解了一些基本形體以及相貫線的基本知識(shí)，可以從基本的先提問學(xué)生這是什么立體，有幾條相貫線，相應(yīng)的相貫線的形狀（是直線還是曲線，哪段是直線，哪段是曲線)，然后可以提問相對(duì)深入點(diǎn)的問題，比如上半段相貫后形成一個(gè)什么圖形，下半段形成一個(gè)圖形；接著進(jìn)行求點(diǎn)，連線，判別可見性。在講完這個(gè)題目時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更為深入的思考，如這個(gè)圖如此作法是否完整。其本質(zhì)問題是在作相貫線段的上部分時(shí)，有沒有考慮到它形成的橢圓是大半橢圓還是小半橢圓。如果是小半個(gè)橢圓，那么圖示的作圖就是正確作法；如果是大半個(gè)橢圓，那么由于大半橢圓存在長(zhǎng)短軸，對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)短軸點(diǎn)并沒有在作圖中顯示出來，因此需要更正。最后可以提問學(xué)生如何判斷相貫后形成的到底是大半橢圓還是小半橢圓。經(jīng)過這樣的引導(dǎo)可以讓學(xué)生逐層深入，并且在解題的過程中不斷思考和探索，從而提高學(xué)生的邏輯思維能力和空間想象能力。

4.理論知識(shí)與計(jì)算機(jī)繪圖相互結(jié)合

針對(duì)在畫法幾何教學(xué)過程中的理論作圖知識(shí)，教師應(yīng)努力結(jié)合計(jì)算機(jī)作圖中的快捷性進(jìn)行演示作圖，突出計(jì)算機(jī)繪圖的高效性、快捷性等優(yōu)點(diǎn)。例如，在講解圓弧連接的時(shí)候，除了講解幾何尺規(guī)作圓弧連接是找圓心，找切點(diǎn)外，可以利用CAD給學(xué)生演示計(jì)算機(jī)的快捷性，利用CAD作圖中的相切半徑的命令即可進(jìn)行圓弧的光滑連接。

5.緊扣土木工程專業(yè)方向?qū)Ξ嫹◣缀芜M(jìn)行講解

對(duì)于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說，在講解畫法幾何時(shí)，應(yīng)該緊扣專業(yè)方向?qū)W(xué)生進(jìn)行講解。具體來說，首先在講課初期應(yīng)該讓學(xué)生結(jié)合自己所在的位置（例如教室)在腦海中建立空間模型；接著重點(diǎn)講解土木工程專業(yè)方向的制圖基本規(guī)定和制圖儀器的使用，在這過程中，要結(jié)合土木工程專業(yè)方向進(jìn)行講解。

例如，在圖紙中，默認(rèn)沒有單位的都是以毫米為單位，唯獨(dú)圖紙中的標(biāo)高默認(rèn)為米為單位；緊接著講解點(diǎn)線面的投影，筆者認(rèn)為這一部分只要學(xué)生建立基本的投影概念即可，不必進(jìn)行深究；緊接著講解基本體的投影，這里注意在講解的過程中著重講解平面立體和部分回轉(zhuǎn)體即可，而像圓環(huán)這一類的回轉(zhuǎn)體可以簡(jiǎn)單講解，主要因?yàn)橥聊窘ㄖ镏蓄愃茍A環(huán)的建筑物較少。

對(duì)于畫法幾何的上半個(gè)學(xué)期，應(yīng)重點(diǎn)放在軸測(cè)投影和組合體投影的講解中。這兩個(gè)章節(jié)是在今后的實(shí)際學(xué)習(xí)工作中經(jīng)常用到的兩個(gè)方面，應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)習(xí)。對(duì)于下半學(xué)期的課程，可結(jié)合學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)，有重點(diǎn)性的進(jìn)行講解，如建筑施工圖，結(jié)構(gòu)施工圖以及計(jì)算機(jī)繪圖，輔助講解道路橋涵施工圖。

“畫法幾何”由于是一門形象思維想象能力和邏輯思維能力相互結(jié)合的一門課程。因此在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)針對(duì)這些特點(diǎn)，合理的選擇教材，適時(shí)使用教學(xué)用具，讓學(xué)生養(yǎng)成多畫、多問、多思考的學(xué)習(xí)方法，并將理論知識(shí)與計(jì)算機(jī)繪圖相互結(jié)合，將所講的知識(shí)體系與工程實(shí)踐相結(jié)合，發(fā)揮教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的不斷提高。

[1]吳金碧,胡志超,崔曉梅.“畫法幾何及工程制圖”教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào),2007,8(2):82-85.

[2]吉曉明.畫法幾何課堂教學(xué)改革初探[J].呂梁學(xué)院學(xué)報(bào),2014,4 (2):90-92.

[3]朱顏,任忠民,趙艷榮.“畫法幾何”課程教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)[J].聊城大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,18(1):92-94.

（編輯：郝 嬋）

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1671-0568（2016)26-0082-02

王軍軍，碩士，南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院講師。研究方向：巖土工程。