方荔華
(莆田學院土木工程學院,福建 莆田 351100)
建筑制圖是土木工程專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程,主要培養(yǎng)學生的空間想象能力、 識讀和繪制工程圖的技能,是學生學習后續(xù)專業(yè)課程、完成課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計不可或缺的基礎(chǔ)[1]。 該課程理論和實踐性都很強,在理論教學結(jié)束后,還須完成一周的實踐性教學環(huán)節(jié),即建筑制圖實訓。 制圖實訓是教學中的重要實踐環(huán)節(jié), 實訓質(zhì)量直接關(guān)系到理論課程的教學質(zhì)量,對提高學生實踐能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)起著重要的作用[2]。 因此,如何設(shè)計實訓環(huán)節(jié),提高學生識圖、繪圖技能, 同時在實踐中提高空間思維能力和創(chuàng)造性,是建筑制圖實訓教學改革研究的內(nèi)容。
建筑制圖實訓開設(shè)在大一第一學期建筑制圖理論教學結(jié)束之后,由于學生在此階段還不具備專業(yè)的測量知識和手段[3],目前土木工程專業(yè)的實訓環(huán)節(jié)設(shè)計,仍把重點放在二維工程圖樣的描繪上,即工程圖紙抄繪練習。 教師給定幾套建筑施工圖,有多層辦公樓、住宅、教學樓和集體宿舍,選擇學生熟悉的建筑類型,難度、體量大小等相當,在一周的時間內(nèi),讓學生分組抄繪其中一套,完成規(guī)定的尺規(guī)繪圖練習。
1.2.1 形式單一,缺乏系統(tǒng)性
以多層辦公樓為例, 一套完整的建筑施工圖往往有十幾張,考慮時間問題不可能全部抄繪一遍,因此,往往指定學生抄繪部分代表性的圖樣,如平面圖、立面圖、剖面圖各畫一張。 繪圖訓練缺乏系統(tǒng)性,導致學生對各種圖樣表達內(nèi)容、圖示特點、制圖標準要求理解不透徹,繪圖經(jīng)常出現(xiàn)多線少線、標注不完整等錯誤。 這一問題在大二房屋建筑學課程設(shè)計中尤其突出, 總平圖、屋頂平面圖、建筑剖面圖以及詳圖出錯嚴重。
1.2.2 工程意識與創(chuàng)新意識薄弱
在實訓過程中, 發(fā)現(xiàn)學生往往就是照搬照抄,繪圖前不會先主動將整套圖紙系統(tǒng)性地識讀,認為只要完成指定的幾張抄繪練習,在規(guī)定的截止日期前上交全部作業(yè)就可以。 這種簡單的抄繪練習,提供給學生獨立思考的內(nèi)容有限,學生創(chuàng)新的地方太少,不利于空間想象能力的提高。 這樣的實踐教學缺乏對學生工程素養(yǎng)的基本訓練和積極主動的學習興趣的激勵,更加談不上對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。
土木工程專業(yè)以培養(yǎng)能從事工程設(shè)計、 施工、監(jiān)理等技術(shù)與管理的應(yīng)用型人才為目標,因此,實訓環(huán)節(jié)設(shè)計除了要提升學生的理論水平和制圖技巧之外,還應(yīng)著重關(guān)注學生空間思維能力、 自主動手能力、分析解決問題等綜合能力的培養(yǎng),這樣才能提升學生在未來工作中的技術(shù)應(yīng)用能力, 以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求。
根據(jù)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求,通過充分調(diào)研學生現(xiàn)狀、學生技能掌握規(guī)律及制圖課程的特點,對建筑制圖實訓體系進行重新構(gòu)建。 整個實訓體系設(shè)置為三個階段:基礎(chǔ)性訓練、系統(tǒng)性訓練和設(shè)計性訓練,由易到難、由低到高,通過實施多樣化、創(chuàng)新性的實踐活動,鼓勵學生積極參與、自主創(chuàng)新和團隊合作,逐步掌握專業(yè)繪圖識圖能力,實現(xiàn)對學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
2.2.1 基礎(chǔ)性訓練
培養(yǎng)學生繪圖和識圖技能是實訓環(huán)節(jié)的任務(wù)之一,而不管是繪圖還是識圖,從空間三維形體到二維平面圖形的投影,都要依靠空間想象力來實現(xiàn)。 土木工程專業(yè)學生基礎(chǔ)差距大, 部分學生空間想象能力差,因此,必須讓學生多接觸實物,以增強感性認識,通過不斷地由物看圖,由圖看物,由圖想物,通過從空間到平面,從平面到空間的思維轉(zhuǎn)換,逐漸強化空間想象力[5]。
(1)參觀實習。 制圖課程開設(shè)在大一第一學期,新生對專業(yè)認知不足,對課程了解很少,更不用說掌握課程和專業(yè)的關(guān)系,影響了學習的積極性。 在建筑制圖理論教學過程中,可以組織學生參觀校園內(nèi)典型的一些建筑物,如教學樓、宿舍樓,了解建筑形狀、體型、布局和立面效果, 培養(yǎng)和訓練他們的尺度感和空間感。 當學生提出問題的時候,盡量引導他們主動去查閱相關(guān)的資料,如設(shè)計規(guī)范或標準,培養(yǎng)這方面的工程意識。 通過對實體工程的參觀學習,激發(fā)學生學習的積極性,樹立正確的專業(yè)課程學習觀,為后續(xù)學習打好基礎(chǔ)。
在對建筑物有一個直觀認識之后, 組織學生參觀房屋模型陳列室、建筑構(gòu)造實訓室,讓學生反復對比實物模型,進一步了解建筑形體的空間組成。這種立體的三維空間模型,再現(xiàn)了建筑實物的造型,真實地反映了實物的空間結(jié)構(gòu)布局,具有一定的直觀性、可視性, 幫助學生更好地掌握圖紙中難懂的空間結(jié)構(gòu)。 通過對模型的觀察學習,進一步了解房屋構(gòu)造、建筑材料及建筑工程施工工藝, 鞏固和擴大所學理論知識。
(2)三維建模軟件輔助。 建筑物的內(nèi)部空間往往比較復雜,依靠想象很難理解,通過計算機三維建模軟件將其剖切開來,可以全面地表達其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。 教學過程中充分利用三維建模軟件演示,可以直觀地觀察到模型變化的過程,如建筑平面圖、剖面圖的形成,隨著剖切位置的變化,得到的投影圖也跟著發(fā)生變化,學生可以反復觀察,便于理解。 三維建模和實物模型的結(jié)合,可以有效地幫助學生逐步提高空間想象力,從而增強學習的積極性和主動性。
2.2.2 系統(tǒng)性訓練
為切實提高學生識圖、繪圖技能,實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合, 系統(tǒng)性訓練環(huán)節(jié)安排了課堂實訓練習、圖紙識讀技能考核、圖紙抄繪練習三種形式,以鞏固學生所學理論知識,加強對圖紙識讀、繪制能力的培養(yǎng)。
(1)課堂實訓。 課堂實訓是隨課堂教學進行的實訓,邊講邊練,學做結(jié)合。 為實現(xiàn)課程教學任務(wù),根據(jù)課程內(nèi)容和進度,設(shè)計了多個課堂實踐訓練,見表1。在講授制圖基本技能時,布置線型練習作業(yè),讓學生根據(jù)國家制圖標準嚴格規(guī)范線型和線寬等細節(jié),掌握制圖的正確步驟。 在講授立體表面交線、軸測圖、組合體及工程形體表達時,都把簡化的建筑體塊模型作為研究對象,既激發(fā)學生學習興趣,又為后面識讀和繪制建筑施工圖打好基礎(chǔ)。 簡化理論,重視實踐,讓學生把方法應(yīng)用到識圖和繪圖表達中,能顯著提高學習效果,進一步促進專業(yè)素質(zhì)和綜合能力的培養(yǎng)。
表1 建筑制圖實踐訓練環(huán)節(jié)
(2)識圖技能考核。 為了解決學生繪圖時照搬照抄、對圖紙識讀不夠的問題,選擇多層辦公樓、教學樓、集體宿舍和住宅施工圖,在校園網(wǎng)教學平臺上共享,要求學生識讀指定的一套圖紙,完成規(guī)定的考核任務(wù)。 通過建立識圖習題庫,發(fā)布識圖技能考核測試,考查學生對圖紙的識讀能力、對建筑構(gòu)造知識的了解程度及自主學習能力。 通過對實際工程圖紙的識讀,進一步熟悉圖樣特點及圖示內(nèi)容, 鞏固課堂教學內(nèi)容,培養(yǎng)和鍛煉學生識圖的專業(yè)技能。
(3)繪圖大作業(yè)。 當學生掌握制圖標準的規(guī)定,讀懂施工圖圖示的內(nèi)容之后, 開始進行圖紙抄繪練習。要求學生正確使用繪圖工具,掌握正確的繪圖方法和步驟,嚴格按照制圖標準的規(guī)定,規(guī)范作圖。 通過抄繪練習,了解和應(yīng)用投影法的基本理論,貫徹制圖標準、熟悉基本的專業(yè)知識,掌握正確閱讀和繪制房屋施工圖的方法和步驟, 充分將理論知識與實際工程相結(jié)合,提升實踐應(yīng)用能力。 通過引導學生先識圖再繪圖,將整套圖紙系統(tǒng)性地識讀,再完成抄繪任務(wù),這樣繪圖速度、準確度都大幅度提高了。 只有真正將識圖和繪圖有效結(jié)合起來, 才能提高學生學習的主動性,達到培養(yǎng)和鍛煉專業(yè)技能的目的。
2.2.3 設(shè)計性訓練
學生在完成實際工程圖紙的繪制后,會獲得一定的成就感,學習興趣逐漸提高。 這時,要積極鼓勵優(yōu)良的學生參加一些設(shè)計性的項目,綜合運用理論知識解決一些實際問題,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實際動手能力。
(1)建筑模型制作。 鼓勵大一新生參加建模比賽,與高年級學生一起組隊,3~5 人一組,共同完成建筑模型的制作。 通過建筑模型制作,訓練學生空間理解和想象能力,以便在繪制施工圖的時候能夠準確地表達平、立、剖面圖的位置關(guān)系,同時在與高年級學生討論方案的過程中也加深了對建筑平面布局、立面造型等專業(yè)知識的理解,提升了識圖能力。 在模型制作過程中,還培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實際動手能力,通過團隊參賽方式培養(yǎng)團隊合作精神。
(2)參與房屋建筑學課程設(shè)計。 在課程安排上,建筑制圖的教學先于房屋建筑學,但在教學過程中兩門課程教學內(nèi)容又相互滲透,見表2。
表2 教學內(nèi)容對比
在講授建筑制圖內(nèi)容時,需要介紹房屋建筑學的基本內(nèi)容,以使學生明白建筑施工圖各種圖樣圖示的原理和方法。 而在講授房屋建筑學內(nèi)容時,為使學生能規(guī)范、準確地表達設(shè)計成果,又要反過來重講建筑制圖的基本規(guī)定和繪圖技能。 建議可以結(jié)合房屋建筑學課程設(shè)計安排,在建筑施工圖繪制過程中,鼓勵大一學生參與其中, 既可以了解建筑方案設(shè)計的過程,又能綜合運用建筑制圖知識準確、 規(guī)范表達設(shè)計內(nèi)容,有利于學科的完整教學。
2.3.1 實踐學時分配
基礎(chǔ)性訓練和系統(tǒng)性訓練面向全體學生,設(shè)計性訓練讓優(yōu)良學生有施展才華的空間,充分發(fā)揮他們的主觀能動性和探究性。 根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)計劃,建筑制圖實訓只有一周時間,安排在建筑制圖理論教學結(jié)束之后的一周。 因此,部分實訓活動需要穿插在理論教學過程中,如基礎(chǔ)性訓練部分,而在一周的實踐周內(nèi),主要是完成系統(tǒng)性訓練環(huán)節(jié),時間緊任務(wù)重,必須合理分配,才能確保實訓質(zhì)量。
2.3.2 加強過程監(jiān)控
在實訓過程中,總有學生不按進度安排,出勤少,在實訓結(jié)束之后才上交全部作業(yè)。 雖然識讀、抄繪施工圖是要求學生自己獨立來完成, 而教師進行指導,但總有學生答疑時不到, 導致上交的作業(yè)內(nèi)容不完整、標注不齊全、線型不規(guī)范、字體書寫潦草,等等。
針對這種現(xiàn)象,需要加強考勤管理,制定一個嚴格詳細的考勤細則,同時把整個實訓過程進行階段地劃分,每個階段都要有相應(yīng)的成果上交。 目前建筑制圖實訓評分標準中,實踐性環(huán)節(jié)占90%,平時表現(xiàn)占10%,應(yīng)適當提高考勤在總評成績中的比重。
2.3.3 教師隊伍建設(shè)
建筑制圖是一門具有“實踐特色”的課程,需要教師具有扎實理論知識的同時還要具備豐富的工程實踐經(jīng)驗。莆田學院建筑制圖教師隊伍比較年輕,缺乏工程實踐經(jīng)驗,讓實踐能力強的教師加入,不僅提高實踐教學質(zhì)量,也更貼近專業(yè)發(fā)展。 年輕教師需要不斷學習,不斷提升自己的專業(yè)素養(yǎng),通過專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)計指導等教學工作,進行課程內(nèi)容優(yōu)化、整合,提高教學效果。
建筑制圖實訓環(huán)節(jié)設(shè)計,不僅要提升學生的理論水平和識圖、繪圖技能,更應(yīng)著重培養(yǎng)他們的綜合素質(zhì),讓學生在親身實踐和創(chuàng)造中學習,增加成就感,激發(fā)學習興趣,提高創(chuàng)新能力。三個實訓環(huán)節(jié),基礎(chǔ)性訓練在于實現(xiàn)實訓的知識目標,系統(tǒng)性訓練在于實現(xiàn)實訓的能力目標,設(shè)計性訓練在于實現(xiàn)實訓的素質(zhì)目標。 通過對建筑制圖實訓環(huán)節(jié)的探討,能夠更好地適應(yīng)專業(yè)人才培養(yǎng)計劃,滿足高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標要求。