土木工程制图多元化教学模式探索★

李娜 商庆清 姚鑫

(南京林业大学机械电子工程学院，江苏南京 210037)

0 引言

具有创新意识、创新思维、创新能力、综合素质的人才培养是构建21世纪高等学校人才培养新体系的核心［1］。土木工程制图课程是一门理论严谨、实践性强的专业基础课程［2］。对基础课的重新定位应该从新的人才培养模式的高度出发，充分认识并不断强化工程制图在人才培养中的重要作用，不断深化工程制图的内涵，不断拓展工程制图的外延［3］。因此，对于刚刚步入大学校园的大一学生，土木工程制图作为首门专业基础课程，不仅需要培养学生绘制和阅读土木工程图样的基本能力，使学生掌握手工绘图技术和计算机绘图技能，还肩负着激发学生专业兴趣，培养专业综合素质与创新能力的任务。

1 研究型思维模式培养

研究型思维是指探索及深入挖掘事物本质及规律的思维。在教学过程中，善于引导学生发现问题，采用系统分析方法去解决问题，这一过程有利于对课程内容进行深入探讨，强化研究型思维模式的塑造，为实践创新能力的培养奠定科学的思维模式基础。

结合教学内容中画法几何部分，几何元素的多面正投影所涉及的知识点比较纷繁复杂，难于理解。在教学过程中，首先引导学生认识到工程图样表达的复杂性，从而引入多面正投影体系解决这个问题。在多面正投影中，由点、线、面、体各几何元素的内在“进阶”关系，引导学生运用逻辑思考力，层层推演，以全局观念对知识点进行归纳总结，形成“知识块”区域集合，如图1所示。这样在解决空间点、线、面、体综合问题时，学生的思路不再是混乱零散的，而是由“知识块”进行索引分类，对应到知识体系的特定位置，寻求解决问题的方法，从而提高解决问题的效率，并且有利于举一反三，调动相关“知识块”进行系统整合分析，寻求解决问题的新思路、新方法。因此“知识块”的建立尤为重要，是构建完善知识体系的基础。在教学实践中应引导学生对知识体系进行梳理，如图2所示，在讲述“平面”相关章节时，引导学生依据图1所示“知识块”结构对平面知识点进行归纳分类，建立平面知识块体系。

图1 几何元素多面正投影“知识块”

图2 平面知识块

2 互动教学方法

土木工程制图课程中的知识点比较多的涉及到空间形体的形象思维:如组合体投影图的画法与读法、工程形体的表达方法等。对于初学者来讲，单一的讲授知识点的方式会让学生产生距离感。因此，教学模式中需要充分运用多媒体教学手段［4］，精心设计互动环节，密切结合专业研究热点，这样不仅可以激发学生对于本课程的学习兴趣，还可以培养学生的专业综合素质，为创新实践储备专业能力。

2.1 培养课程兴趣，提高专业认同感

对于课程兴趣与专业认同感的培养，应始于课程绪论讲解。在课程性质与课程任务介绍中，可以通过展示设计院实际工程图纸与丰富的效果图进行对比，指出本课程的重要任务是掌握工程形体的表达方法，掌握工程界交流的语言，从而加强了初学者对于专业的认识。在讲解组合体与工程形体的相关章节时，可结合AutoCAD实体教学示例与Flash实体构型动画以多媒体展示手段渗透到教学过程中，激发学生的学习兴趣，辅助学生理解由三维空间实体到二维投影图的生成过程，锻炼学生对于空间形体的形象思维能力。

2.2 设计互动教学活动，强化专业能力

互动教学活动的设计不应该仅仅体现在授课环节中的师生互动，还应包括学生个体、学生团队、教师三者之间的相互交流与沟通。互动环节实现的关键在于信息交流平台的搭建以及交流渠道的完善。在现代交流媒介技术如此发达的环境中，不应再拘泥于课后答疑等单一形式，应该充分利用电子邮箱、网站讨论社区等网络交流平台，及时发布课程信息，组织专题讨论等，不仅有利于教师对教学内容进行及时补充与更新，达到师生信息共享，而且可以使学生对于课程中的难点与困惑，创新思路与想法得到充分表达，而这种课外的全面顺畅的沟通也有利于反馈于课堂教学中师生互动的良好氛围。

互动教学活动的设计可以有意识地锻炼学生的自主学习能力，促进学生之间的交流与合作，培养团队协调意识，强化专业能力。针对专题教学，布置小组任务，驱动小组团队成员利用课外时间进行集体专题学习，并完成任务研讨报告;在课堂上将授课主导权交予各小组代表，集中展示小组研讨报告。比如将组合体投影图的相关习题任务分配给小组团队展开课外的集体学习，鼓励小组团队自由选择任务研讨报告的展示方式，并依据研讨报告情况计入平时考核成绩。通过这样的教学安排，一方面，调动了学生的学习热情，在研讨过程中表现都十分积极;另一方面，小组之间存在自然的竞争关系，促使各小组团队开动脑筋，采用灵活多样的研讨报告展示方式:比如板书组合体的轴测图样，精心准备演示课件，或者利用硬纸板等材料进行模型制作等。这一过程不仅加深了学生对于专题研讨成果的认识，而且在专业能力方面也得到了锻炼与提升。

2.3 结合教学强化训练，拓展专业素质

在本校课程教学安排中，围绕土木工程专业图教学内容采取教学强化训练周的教学形式，一般为2周～3周。为了确保强化训练周的教学效果，应该让学生明确专业制图强化训练的目标与任务不仅是要掌握土木工程专业图纸的基本制图规定，强化识图与绘图能力，还需要结合专业研究热点拓展专业素质。因此，土木工程专业图强化训练周的学习任务应该包括:

1)结合专业背景完成专业图纸大作业;

2)运用AutoCAD绘图软件基本绘图与编辑命令完成代表性专业图纸绘制;

3)有效利用文献检索平台，结合专业背景，完成专业综述性论文;

4)基于专业图纸识图，以小组为单位制作结构小模型。

以上四个方面的训练内容，总体上可以体现学生的专业背景要求并且拓展了专业素质。通过这样的教学强化训练安排，学生不仅对本专业有了初步认识，并且加强了AutoCAD实际应用能力，提升了文献数据库的查阅、文献资料的整理汇集能力，更培养了学生的动手实践能力。如图3所示为学生基于桥梁工程图的学习，以木材加工制作的斜拉桥模型。

3 教学相长促进实践创新

从科研与教学的关系来看，只有教师站在学科前沿，具有较多的理论成果、较丰富的实践经验并将其渗透到教学过程中，指导学生不断探索创新，才能培养出优秀人才［5］。对教师来说，从单纯教学或以教学为主向教学和科研结合的方向发展;对学生来说，从知识掌握到知识、素质、能力的综合培养，在教学相长的过程中促进实践创新。

图3 斜拉桥模型

针对大一学生，虽然对于土木工程中结构力学知识还不甚了解，但不可否认学生的新想法，特别是完成专业制图强化训练的学生，已经具备一定的专业能力。因此，应该积极吸纳学生团队参与到教师的科研项目中，完成与课程相关的辅助任务;鼓励学生参加各类大学生实践创新训练计划等实践创新课外活动。如图4所示为学生参加校际结构竞赛兴趣组模型作品。

图4 结构竞赛兴趣组模型作品

在参与活动的过程中，学生与教师之间的互动交流愈加频繁，相互之间思想碰撞，教学相长，促使学生更加深入了解专业知识与研究热点，加强了学生的动手实践能力，提升了专业创新能力。

4 结语

从以上研究型思维模式培养、互动教学方法、教学相长促进实践创新三个方面，总结了围绕土木工程制图课程开展的多元化新型教学模式的实践以及探索。多元化教学模式以科学的思维模式奠定创新意识基础，以互动教学储备专业综合素质能力，以实践创新课外活动培养创新能力、检验创新成果。教学实践表明新型教学模式可以积极调动学生的学习兴趣与主动性，引导学生的创新思维，提高创新能力，为专业创新人才的后续发展奠定基础。

［1］ 陆 颖，于德仁.基于创新人才培养的计算机绘图实验课程的改革与探索［J］.工程图学学报，2001，22(1):144-147.

［2］ 何铭新，李怀建.画法几何与土木工程制图［M］.武汉:武汉理工大学出版社，2009.

［3］ 陆国栋，谭建荣，张树有，等.工程制图课程体系改革研究与初步探索［J］.工程图学学报，1999(4):92-97.

［4］ 朱海华，杨为民.土木工程制图课程教学改革探索［J］.山西建筑，2011，37(25):248-249.

［5］ 陆国栋，谭建荣，张树有，等.基础课教学科研相互促进机制的探索与实践［J］.浙江工业大学学报，2000(Z1):5-9.