王少欽，楊 諄，劉曉然

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基于當(dāng)代大學(xué)生特點的圖學(xué)教學(xué)資源建設(shè)研究

王少欽，楊 諄，劉曉然

(北京建筑大學(xué)理學(xué)院，北京 100044)

隨著時代的發(fā)展，計算機、網(wǎng)絡(luò)、移動設(shè)備等成為學(xué)生獲取知識的重要途徑。為適應(yīng)時代發(fā)展需求，北京建筑大學(xué)針對當(dāng)代大學(xué)生特點，將傳統(tǒng)教學(xué)手段與網(wǎng)絡(luò)媒體相結(jié)合，課堂教學(xué)與課外延續(xù)拓展相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容與時代發(fā)展相結(jié)合，在課堂內(nèi)外開展多項圖學(xué)教學(xué)資源建設(shè)，為學(xué)生創(chuàng)造利用多樣化教學(xué)資源進行學(xué)習(xí)的氛圍，充分激發(fā)其對課程的學(xué)習(xí)興趣。此外，通過各種圖學(xué)資源建設(shè)的參與實踐，使學(xué)生在提高課程學(xué)習(xí)效果的同時，綜合能力也得到了有效提升。

建筑；工程制圖；資源建設(shè)；學(xué)生特點

隨著經(jīng)濟的發(fā)展與時代的進步，當(dāng)代大學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中普遍表現(xiàn)出新的特征：好奇心強，接受新生事物能力強，敢于質(zhì)疑教師講課內(nèi)容及教學(xué)方式；作為獨生子女，喜歡張揚自我個性，相對缺乏團隊意識；生活環(huán)境受到大量網(wǎng)絡(luò)信息包圍，缺乏明確的學(xué)習(xí)目標和方向，學(xué)習(xí)動力不足；對于手機、電腦等電子產(chǎn)品非常依賴，更喜歡通過電子信息接受新鮮事物。因此，大學(xué)教育也必須與時俱進，立足于當(dāng)代大學(xué)生的性格特點，優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。

近年來，各高校對工程制圖的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進行了優(yōu)化改革：三維建模與課程內(nèi)容相融合，制圖課程與專業(yè)課程相結(jié)合，大力加強選修課、學(xué)生競賽等課外學(xué)習(xí)實踐環(huán)節(jié)，調(diào)整考核方法和考核手段等，取得了有益的經(jīng)驗和成果[1-4]。近些年，很多高校通過精品課程建設(shè)，將制圖素材庫、CAI課件、作業(yè)庫、試題庫等上傳到網(wǎng)上，有利地推動了教學(xué)內(nèi)容信息化建設(shè)和優(yōu)質(zhì)課程資源共享。但上述成果，以機械制圖類偏多，建筑類制圖極少[5-6]；莊東曉[7]對國內(nèi)外的建筑制圖網(wǎng)站進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的建筑制圖教學(xué)資源存在內(nèi)容單一、多為文本資料，缺少在線交流等不足。

北京建筑大學(xué)針對建筑類制圖教學(xué)資源匱乏及當(dāng)代大學(xué)生性格特點，制定了“立足當(dāng)代大學(xué)生特點、全面開展圖學(xué)資源建設(shè)，突出能力培養(yǎng)，彰顯圖學(xué)特色”的總體思路，對建筑制圖的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程社團建設(shè)等進行了一系列持續(xù)性、突破性的改革與實踐，開展了多項建筑類制圖教學(xué)資源建設(shè)，以全面加強學(xué)生綜合素養(yǎng)提升，如圖1所示。

圖1 建筑制圖教學(xué)改革思路

1 特色資源庫建設(shè)

在當(dāng)今信息快速膨脹的時代背景下，以計算機和網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)作為加速學(xué)生認知、協(xié)作、體驗與知識內(nèi)化的工具，成為信息時代解決學(xué)時與信息量矛盾的重要途徑[8]。課題組以北京高校特色教育資源庫建設(shè)項目為契機，建設(shè)了“圖呈建筑”主題資源庫校園網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺。該學(xué)習(xí)平臺“以圖呈現(xiàn)建筑”為主題，創(chuàng)新性地將工程制圖課程與建筑圖學(xué)文化相結(jié)合，以圖文并茂的形式展現(xiàn)了圖學(xué)歷史、基本理論、繪圖工具、制圖標準、工程設(shè)計軟件應(yīng)用、古建筑保護、建筑施工圖等方面的內(nèi)容。資源庫內(nèi)容框架及部分界面如圖2、3所示[9]。

一級目錄二級目錄三級目錄 1 圖之嬗變1.1 中國古代建筑制圖發(fā)展概覽原始時期 先秦-秦漢 魏晉南北朝隋唐時期 宋時期 元明清時期 1.2 西方早期建筑制圖發(fā)展概略古代及中世紀 文藝復(fù)興時期17―19世紀 1.3 現(xiàn)代圖學(xué)的發(fā)展概況 成果展示 2 圖之工具2.1 古代作圖工具規(guī)與矩 尺 筆和墨 2.2 傳統(tǒng)繪圖工具圖板 丁字尺 三角板 圓規(guī) 鉛筆 墨線筆針管筆 曲線板和模板 比例尺 圖紙 2.3 計算機繪圖技術(shù)AutoCAD 3DS MAX SketchUp BIM 3 圖之理論3.1 投影圖投影法 三面投影圖 基本視圖 3.2 軸測圖與透視圖軸測圖 透視圖 3.3 剖面圖與斷面圖剖面圖 斷面圖 4 圖之類別4.1 建筑工程圖建筑施工圖 結(jié)構(gòu)施工圖 設(shè)備施工圖 4.2 城市規(guī)劃圖總體規(guī)劃圖 區(qū)域詳細規(guī)劃圖城市設(shè)計圖 4.3 其他工程圖裝飾工程圖 路橋工程圖 5 圖之標準5.1 標準概況概述 相關(guān)論文 5.2 標準類別統(tǒng)一標準 總圖標準 建筑標準 結(jié)構(gòu)標準 給排水標準 采暖通風(fēng)標準 建筑電氣標準 6 圖之呈現(xiàn)6.1 古代建筑佛光寺大殿 應(yīng)縣木塔 6.2 現(xiàn)代建筑央視新大樓 國家圖書館 首都博物館北建大新校區(qū)學(xué)生綜合服務(wù)樓

圖3 “圖呈建筑”主題資源庫界面

“圖呈建筑”主題資源庫校園網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺可幫助在校學(xué)生對圖學(xué)整體框架、圖學(xué)的發(fā)展過程形成比較明確清晰的認識；為制圖教師及土建專業(yè)課程教師提供可直接利用的教學(xué)演示素材，使其了解建筑圖學(xué)的相關(guān)知識；此外，該學(xué)習(xí)平臺對古建等相關(guān)專業(yè)知識進行了普及，對傳承中國古代建筑文化及思想、研究中國古建的先進設(shè)計理念與方法，提高學(xué)習(xí)者的文化素養(yǎng)都起到了積極的作用。

“圖呈建筑”主題資源庫校園網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺針對全校師生開放，已經(jīng)成為制圖課程的重要課外學(xué)習(xí)資源，學(xué)生均反映通過學(xué)習(xí)平臺的使用，對看似非?？菰镫y懂的制圖課程形成了新的印象，學(xué)習(xí)制圖課程興趣高漲。借助該平臺還可將教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)秀學(xué)生作品進行展示，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。項目建設(shè)共涉及萬余張圖片、音視頻以及3萬多文字的收集、編輯及整理工作，完成頁面設(shè)計與制作400余幅，吸引了本校建筑學(xué)院、土木學(xué)院、經(jīng)管學(xué)院的30余名本科生及4名研究生參與創(chuàng)作過程，大大提高了學(xué)生的實踐能力、溝通技巧、團隊協(xié)作意識，并培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

2 移動學(xué)習(xí)資源建設(shè)

2.1 數(shù)字化新形態(tài)教材建設(shè)

移動通訊設(shè)備已經(jīng)成為學(xué)習(xí)和生活的必備工具，二維碼、云課堂等均是近年來移動設(shè)備上流行的學(xué)習(xí)方式。課題組積極推進教學(xué)改革，采用手機APP軟件進行點名、課堂答題等與學(xué)生開展互動。同時為學(xué)生創(chuàng)造更方便、快捷的學(xué)習(xí)及輔導(dǎo)資源，編寫出版了融合數(shù)字化資源的新形態(tài)教材《畫法幾何簡明學(xué)習(xí)教程》和《土木工程制圖》，創(chuàng)新性地將教材中對應(yīng)知識點概念、例題動畫演示及課后習(xí)題答案等設(shè)置二維碼，使學(xué)生隨時隨地能夠通過二維碼掃描觀看視頻演示進行自主學(xué)習(xí)，如圖4所示。

圖4 數(shù)字化新形態(tài)教材建設(shè)

2.2 微課、慕課資源建設(shè)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，微課作為互聯(lián)網(wǎng)時代下的一種新型教育信息資源形式，以短小生動、主題突出等特點在高校課程教學(xué)改革中迅速推廣。建筑制圖的授課特點是傳遞的信息量大，信息結(jié)構(gòu)復(fù)雜[10]，利用微課、慕課可以將知識點分解、細化，更生動直觀地表達，課題組將建筑制圖的相關(guān)知識點進行了梳理及分解，制作了微課系列視頻教程，其中，建筑平面圖一節(jié)被評為北京建筑大學(xué)“微課、翻轉(zhuǎn)課堂和慕課實操培訓(xùn)”優(yōu)秀作品進行展示(http://xww.bucea.edu.cn/tgx/104148.htm)，如圖5所示。

圖5 建筑制圖微課視頻

3 模型資源庫建設(shè)

3.1 虛擬模型庫資源建設(shè)

建筑制圖課程通過二維圖樣反映三維空間形體，課程的目標是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和讀圖繪圖能力，教學(xué)過程中有部分學(xué)生由于空間想象能力的缺乏，導(dǎo)致無法構(gòu)想出形體特征，學(xué)習(xí)吃力的現(xiàn)象。傳統(tǒng)教學(xué)中通過掛圖、木質(zhì)或金屬模型對組合體及相貫體形狀進行展示，但對于當(dāng)前普遍的大班授課，傳統(tǒng)掛圖及木質(zhì)模型就顯示出其局限性——大小不可調(diào)節(jié)、資源數(shù)量有限。各種先進的繪圖、建模軟件的出現(xiàn)，為工程圖學(xué)提供了更直觀、便利的教學(xué)演示手段[11]。

通過SolidWorks、SketchUp等軟件建立的虛擬模型教學(xué)資源庫，利用三維動畫、虛擬場景等媒體手段凸顯教學(xué)內(nèi)容的直觀性，揭示視圖與形體間的轉(zhuǎn)換規(guī)律，幫助學(xué)生拓展空間思維能力，同時可以解決長期以來的教學(xué)難點。圖6為利用SolidWorks軟件建立的斗栱模型及其轉(zhuǎn)化生成的工程圖，為結(jié)合歷史建筑保護工程專業(yè)特色進行的建模，可直觀生動地演示斗栱的裝配過程；圖7為采用有限元軟件建立的橋梁模型，將懸索橋的橋塔、主梁、纜索及吊桿結(jié)構(gòu)進行直觀演示，不僅使土木工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)了橋梁結(jié)構(gòu)施工圖的繪圖原理及方法，還對橋梁的結(jié)構(gòu)型式及受力原理形成了初步認識，對于后續(xù)力學(xué)課程及專業(yè)課程起到了引導(dǎo)作用。

圖6 古建斗栱模型及轉(zhuǎn)化生成的工程圖

圖7 虛擬模型庫-懸索橋結(jié)構(gòu)演示

虛擬模型教學(xué)資源庫，較之傳統(tǒng)的教學(xué)手段，學(xué)生對于教學(xué)內(nèi)容的理解顯得更加透徹，更易促進空間概念的形成，教學(xué)效果有明顯提高。以北京建筑大學(xué)造價專業(yè)為例，采用虛擬模型庫教學(xué)后，學(xué)生建筑制圖課程期末總評成績的優(yōu)秀率、良好率均較高，不及格率很低(表1)。

表1 建筑制圖課程教學(xué)效果

3.2 建筑模型制作及展示

建筑施工圖與結(jié)構(gòu)施工圖是制圖課程的核心內(nèi)容，但是由于圖紙信息量大，涉及到的基本規(guī)定及國家標準較多，學(xué)習(xí)過程有些枯燥。因此，教師鼓勵學(xué)生利用課余時間以小組為單位，自行設(shè)計并繪制建筑施工圖，同時制作建筑模型，以加強圖紙與工程的聯(lián)系。

制作模型激發(fā)了學(xué)生空前學(xué)習(xí)的熱情，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。模型完成后的展示匯報環(huán)節(jié)又為學(xué)生提供了在眾人面前進行講解表達的機會，視頻短片、PPT、Flash等現(xiàn)代化的展示手段，再加上精彩的講解，為建筑模型增色添彩，也體現(xiàn)出當(dāng)代大學(xué)生自信、勇于表達的特點。例如，學(xué)生根據(jù)學(xué)校的大學(xué)生活動中心制作的建筑模型、建模分析及其展示、匯報過程，如圖8所示。

圖8 結(jié)合校園建筑制作建筑模型及展示

學(xué)生普遍反映模型制作是理論聯(lián)系實際最為直觀有效的手段，通過制作模型建立了立體和平面之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，加深了對課程相關(guān)內(nèi)容的理解，且額外學(xué)習(xí)了很多演示軟件的操作及應(yīng)用[9]。小組協(xié)作設(shè)計制作模型的過程使得學(xué)生充分意識到團隊分工協(xié)作的重要性，在學(xué)習(xí)知識的同時動手能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力、表達能力均得到了綜合提高。

4 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的課外學(xué)習(xí)資源建設(shè)

4.1 圖學(xué)社團建設(shè)

大學(xué)生社團是我國校園文化建設(shè)的重要載體，以具有思想性、藝術(shù)性、知識性、趣味性、多樣性的社團活動吸引廣大學(xué)生積極參與其中，是高校第二課堂的引領(lǐng)者。社團可打破年級、專業(yè)以及學(xué)校的界限，團結(jié)興趣愛好相近的學(xué)生，發(fā)揮其興趣特長，開展有益于學(xué)生身心健康的活動。

興趣是最有效的學(xué)習(xí)動力。在教學(xué)過程中，每個班都會涌現(xiàn)出對課程內(nèi)容興趣濃厚的學(xué)生，希望能夠有機會進一步深入學(xué)習(xí)。為此，在任課教師的指導(dǎo)下，成立了圖學(xué)社團——“圖研社”。通過定期組織圖學(xué)交流活動，發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性，以“學(xué)生講授”的形式構(gòu)建互助的學(xué)習(xí)氛圍。新老社團成員之間進行輔導(dǎo)、交流，形成學(xué)生間的朋輩學(xué)習(xí)氛圍，成為課堂教學(xué)的延展、實踐課堂的載體。興趣社團構(gòu)建了學(xué)生自我管理、自我成長的平臺，有效解決了現(xiàn)有制圖課時緊張，無法深入延展的問題，學(xué)生之間互相助力參與學(xué)科競賽和專業(yè)建模應(yīng)用，創(chuàng)新思維得以培養(yǎng)，以用促學(xué)，有效解決了學(xué)生學(xué)習(xí)目標不明確的困擾。

4.2 考試認證資源建設(shè)

隨著科技的進步，CAD、BIM建模等成為工程技術(shù)人員的必備技能。迫于激烈的就業(yè)市場競爭，大學(xué)生通過了含金量較高的考試認證更容易獲得用人單位的認可。因此，對于繪圖能力較好的學(xué)生，均希望能夠通過相應(yīng)的等級考試認證來增加其畢業(yè)應(yīng)聘的競爭力。

北京建筑大學(xué)作為全國CAD等級及BIM建模師考試點，通過開設(shè)選修課的形式教授軟件學(xué)習(xí)和技能等級考試知識，并在學(xué)生興趣社團配合下，連續(xù)多年組織學(xué)生參加全國CAD等級考試及BIM建模師考試，至今已有近千余名同學(xué)自愿報名并順利考取了國家人力資源部和中國圖學(xué)學(xué)會頒發(fā)的CAD一級、二級資格證書及BIM建模師資格證書。學(xué)生普遍反映，通過考試前的訓(xùn)練，使其自身讀圖能力、繪圖技能及繪圖速度均得到了極大提升，同時收獲了資格證書，受益匪淺。在學(xué)生群體中，通過考試認證這種以點帶面的學(xué)習(xí)方式，促進了學(xué)生對于讀圖能力、繪圖技巧及繪圖質(zhì)量的關(guān)注和交流，提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計和課程設(shè)計的圖面質(zhì)量。

4.3 競賽資源建設(shè)

當(dāng)代大學(xué)生自信，喜歡張揚自我，能夠參加北京市級比賽、國家級比賽并獲獎是對于自我價值的肯定，實現(xiàn)其英雄夢想的過程。學(xué)校關(guān)于競賽獲獎設(shè)置的獎學(xué)金及評優(yōu)時的優(yōu)先準入制度，更是吸引了更多學(xué)生踴躍參加各類學(xué)科競賽。

課題組將制圖競賽內(nèi)容與課程教學(xué)、實踐內(nèi)容相結(jié)合，開設(shè)競賽類選修課程、競賽選拔等活動，通過逐年級、有計劃、有組織、有層次地開展CAD競賽、BIM建模競賽、工程字大賽等各種圖學(xué)技能競賽，實現(xiàn)了理論與實踐相結(jié)合、普及與提高相結(jié)合、以點帶面的教學(xué)理念，競賽激勵學(xué)習(xí)氛圍，形成了以賽促學(xué)，以學(xué)促教的長效教學(xué)機制，課程教學(xué)水平及能力培養(yǎng)得到了提高和深化。

“課程-競賽相結(jié)合”教學(xué)機制的實施，不僅提高了教學(xué)質(zhì)量，也提高了競賽水平。北京建筑大學(xué)在參加教育部工程圖學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會和中國圖學(xué)學(xué)會聯(lián)合主辦的“全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽”中，曾多次榮獲團體一等獎，參加北京市工程設(shè)計表達競賽多次獲得團體一等獎、二等獎和優(yōu)秀獎，多名教師榮獲競賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師稱號，累計獲獎百余項。

5 結(jié) 論

以北京建筑大學(xué)為例的圖學(xué)教學(xué)資源建設(shè)，將當(dāng)代大學(xué)生特點與時代要求相結(jié)合，傳統(tǒng)教學(xué)手段與網(wǎng)絡(luò)媒體相結(jié)合，課堂教學(xué)與課外延續(xù)相結(jié)合，虛擬軟件模型與建筑模型相結(jié)合，教師引導(dǎo)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合等多種措施，充分發(fā)揮學(xué)生思維活躍、突顯自我的特點，在工程圖學(xué)教學(xué)過程中進行了多項特色教學(xué)資源建設(shè)，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，增強了學(xué)生的創(chuàng)新能力和合作意識，不但提高了工程圖學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，也為學(xué)生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)及終身學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

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Teaching Resource Construction of Graphics Based on the Characteristics of Contemporary College Students

WANG Shaoqin, YANG Zhun, LIU Xiaoran

(School of Science, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China)

With the development of the times, computers, network and mobile phones have become important learning tools for students. Based on the characteristics of contemporary college students, Beijing University of Civil Engineering and Architecture combines the traditional teaching methods and internet media, classroom teaching and afterschool activities, as well as teaching content and contemporary development, and conducts various teaching resource constructions of graphics to create the modern graphic learning environment and fully stimulate the learning interest of students. In addition, through the participation in and practice of various kinds of graphic resource constructions, the comprehensive quality of students can also be enhanced while they make progress in course learning.

architecture; engineering drawing; resource construction; characteristics of college student

TB 23

10.11996/JG.j.2095-302X.2018061225

A

2095-302X(2018)06-1225-06

2017-08-30；

2017-12-06

北京建筑大學(xué)雙塔計劃支持項目；北京建筑大學(xué)教研項目(Y1845)；北京市教委科研項目(SQKM201610016015)

王少欽(1981-)，女，河北辛集人，副教授，博士。主要研究方向為土木工程制圖教學(xué)。E-mail：wangsq81@163.com

楊 諄(1966-)，女，浙江余姚人，教授，碩士。主要研究方向為土木工程制圖教學(xué)。E-mail：zhitu66@126.com