《土木工程制图》课程教学思路创新的分析与探讨

李琦

摘 要：如何正确引导学生开展空间思维训练，激发他们的专业兴趣已经引起教学实践者的广泛关注。本文基于网络问卷调查，深入分析了土木制图课程面临的一些共性问题，探讨了课程教学的创新方法，重点阐释了针对空间思维的创新教学方法。

关键词：工程制图;问卷调查;空间思维;创新

一、引言

工程制图是各类高校工科专业的一门必修课，通常是学生进入大学后接触的第一门专业基础课。在土木工程专业中，主要涉及各种工程设施的建设，学生必须掌握制图、读图、绘图的基本知识，具备读图、写图的能力。空间思维能力的需求量很大，土木工程制图课程的重要性显而易见。土建制图课程一般包括绘图几何和建筑制图两个方面。将空间几何问题转化为平面问题，通过投影特征分析空间几何元素的形状尺寸和位置关系等实际问题，它要求学生具有较高的空间想象力和逻辑思维能力;建筑制图部分将画法几何中涉及到的一些原理融入到土木工程中，将三维的建筑形体或构件转化为平面形状进行研究，是以空间思维为基础的，而空间思维又是学生专业知识的重点。这两部分内容对于刚接触土木工程的大一新生来说，无疑是一个很大的挑战。如今，现代教学方法和学习媒体日新月异，如何在新形势下引导学生主动思考，激发学生对土木工程的兴趣，是一大挑战。激发土木工程的兴趣，提高课堂教学水平，应该成为每个土木工程制图课程教师的日常思考。

本文首先采取调查问卷的方式深入了解学生对土木工程制图课程的基本认识，并在此基础上分析总结出课程教学中普遍存在的常见问题，并针对课程教学方法的改革和创新提出一些可行的新思路，可以为土木工程制图课程建设提供参考，为打造更加生动、丰富、有趣的课堂提供帮助。

二、课程教学常见问题的调查与分析

笔者在文献研究、实践总结和师生交流的基础上，发起了一次借助网络媒体对学生进行教学实践的电子问卷调查设置的。

内容包括空间思维对土木工程专业的重要性，本课程对提高教育质量的重要性、本课程对提高教育质量的重要性"。空间思维的帮助有多大？在已经学过的大学课程中，这门课程的难度如何？高中立体几何对这门课程的帮助有多大？帮助程度，绘图的几何部分与建筑制图部分是否有脱节。

本次调查共收回80份问卷，其中男生62份，女生18份。调查结果显示，受访者一致认同空间思维能力对土木工程专业学生的重要性，认为非常重要。"这反映了土木工程专业学生对空间思维重要性的一致认同。当被问及本课程对提高空间思维能力有多大帮助时，68.75%的学生表示非常有帮助。27.5%的学生认为有点帮助，只有3.75%的学生认为"没有帮助"，这反映出《土木工程制图》课程对空间思维能力的培养具有重要作用。笔者还调查了学生对该课程在所学课程中的难度排序，结果显示，认为该课程"最难"或"难"的。的学生占60%，其中15%的学生认为这门课程是"最难"的。以中国矿业大学（北京）土木工程专业为例，高等数学和大学化学与制图课程同时开设。是公认的头疼课程，如计算机科学、计算机技术等，所以土木工程制图的学习对大多数学生来说是有难度的。的。

具体教学内容，调查结果反映出两个比较突出的特点。第一，高中立体几何知识在本课程的学习中起着重要作用。超过九成的被调查者认为高中立体几何知识对其本课程的学习有帮助，认为对其本课程的学习非常有帮助的被调查者超过半数。在教学实践中应充分重视高中立体几何及其与画图几何的联系，考虑到学生基础知识的个体差异。其二，画法几何与建筑制图的脱节现象比较明显，超过八成的受访者的。

认为这两部分的教学内容存在脱节问题，甚至有10%的学生认为脱节问题很严重。一方面应当认识到这是制图课程的属性所带来的必然结果，另一方面也要正视二者的区别与联系。

三、教学方法创新探讨

针对土木工程制图的课程特点及其存在的共性问题，本部分将对土木工程制图的创新教学方法进行探讨。

（1）借助立体几何知识培养学生的空间思维能力

根据调查结果，绝大多数学生认为高中立体几何知识对本课程的学习是有帮助的，在课堂上应注意调用学生的高中知识基础。刚进入大学的一年级新生和刚刚结束高中学习的学生，一方面有扎实的立体几何基础，另一方面对大学充满了好奇心，有的甚至會感到无所适从。在课堂上应适当运用立体几何的知识，或用一两道具体的高考题引出画法几何的知识，这样更容易让学生对所学的知识产生共鸣，帮助他们把所学的知识和将要学习的知识联系起来，保持学习的连续性。同时，也要帮助学生树立信心，快速进入专业学习状态。

（2）正视画图几何部分与建筑制图部分的辩证关系。

一方面，要明确两者的重要区别，画法几何对空间想象力和逻辑思维能力要求较高，而建筑制图则更强调土木工程制图知识。可以采用模块化教学法，为这两个模块分配固定的教学时数，每个模块都有自己感兴趣的领域。一方面可以培养学生的空间思维和专业绘图能力。另一方面，也要加强二者之间的相互联系，土木工程专业画法既从属于图形几何投影原理，又发展了许多土木工程学科特有的绘图方法和规范;绘图几何是建筑制图原理的内在组成部分，而建筑制图是绘图的几何部分，专业性很强，二者是相互排斥的。在课堂教学中应强调两者的相互联系，帮助学生掌握两者的知识原理。

（3）基于动态三维模型的创新教学方法

考虑到空间思维能力在本课程学习中的重要性，我专门调查了学生对几种创新几何三维模型的认知情况教

学方法的认可度，“教师展示几何实体”、“学生制作几何实体”、“教师构建动态三维模型”和“学生操作空间想象游戏”这4种方法的认可度均超过六成，其中“教师构建动态三维模型”的认可度更是超过了八成，这充分体现了学生对于创新教学方法的渴求。笔者在教学实践中借助商业软件构建了一些复杂形体的三维模型，这些三维模型的优势在于动态演示，以及任意角度投影图像的一键生成。学生在观摩过程中可以直观感受形体的空间特征以及投影的形成过程，灵活生动，取得了良好的教学效果。在实践中可以充分发挥三维软件的建模优势，形成与课程内容配套的动态三维模型，随课时推进可以灵活调用模型库。另外，在课程进行到中后期，可尝试结合“展开图”内容实施项目化教学，即布置学生分组开展折纸建造复杂建筑形体的项目化实践，完成二维图纸到三维模型的转换，这是投影的逆过程，对于巩固投影知识、提升空间思维能力具有很大促进作用，同时也可激发学生的学习兴趣，培养创新创造思维。

四、结语

《土木工程制图》是土木工程专业的一门专业基础课，新形势下的工程制图课程对学生的空间思维能力与阅读绘制图纸技能提出了更高要求，如何引导学生主动训练空间思维、激发他们的专业兴趣应当引起足够重视。本文通过网络问卷调研，深入分析了土木制图课程所面临的一些共性基础问题，阐明了立体几何知识在本课程学习中发挥的重要作用，以及画法几何与建筑制图的辩证关系。在此基础上，对《土木工程制图》课程教学的方法创新进行了探讨，并提出一些可行的新思路，重点针对空间思维的培养阐释了几种教学方法的创新举措。本文可为土木工程制图课程创新提供参考，为营造更加生动有趣的课堂氛围提供帮助。

参考文献

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