对“土木工程制图”课程教学的思考*

张程博 裴红艳 张 静

(黄石理工学院土木建筑工程学院,湖北黄石 435003)

0 引言

“土木工程制图”是土木工程专业的第一门专业基础课程,又是该专业的一门入门课程。要求该专业建筑工程方向的学生通过本课程系统学习《房屋建筑制图统一标准》(GB/T50001-2001)和《混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图》(03G101-1)的内容,包含画法几何和专业制图 2部分内容,其中专业制图部分的内容主要包括建筑施工图、结构施工图、给排水施工图等。此外,结构施工图部分还要讲述《混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图》的内容,主要包括钢筋混凝土框架柱、框架梁、钢筋混凝土剪力墙等结构构件的制图规则和构造详图。

通过以上内容的学习,使学生逐步提高建筑空间思维能力,将建筑空间模型与正投影法结合起来,学会并熟练掌握房屋施工图的识读和绘制方法,为学生学习后续专业课程和从事专业工作打下良好基础。

本课程通常安排在大学一年级学习,分 2学期学习讲授。由于学生中学阶段学习繁忙,接触社会少,对土木工程专业知识几乎是完全陌生的,故大学新生学习本课程时存在的问题较多。笔者就近几年“土木工程制图”课程专业制图部分的教学实践,从教材建设、教学方式方法改革等方面结合当前我国城乡建设形势发展浅谈个人体会。

1 课程教材建设

大部分“土木工程制图”教材内容体系陈旧,适应当前建筑工程行业发展趋势的优秀土木工程制图教材较少。随着现代建筑工程向高层、地下复合结构体系等“高、大、深”方向发展,传统教材中的专业制图部分内容亟待更新和调整。例如,大部分教材中结构施工图章节的内容仍是普通砖混结构房屋的投影图,而对于使用越来越多的钢结构房屋施工图的内容涉及较少甚至没有;结构施工图章节的基础工程部分内容,仍然是砖基础、混凝土条形基础等内容,缺乏当前广泛应用的各种桩基础等深基础内容的阐述。

此外,当前我国城乡建设主要采用的建筑结构类型是钢筋混凝土结构,故掌握钢筋混凝土结构房屋及其结构构件的施工图的阅读、绘制方法的重要性不言而喻;《混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图》(03G101-1)是该系列钢筋混凝土结构国家标准图集中的第一本,是学习和应用该系列钢筋混凝土结构图集的基础性指导文件,也是现阶段混凝土结构制图、识图的重要国家标准之一。对“建筑结构平面整体设计方法”(简称“平法”)知识重点的讲述不但有助于学生深入学习混凝土结构施工图的阅读和绘制,而且该部分内容对后续“混凝土结构”、“土木工程施工技术”、“土木工程概预算”等课程属于先修的基础性内容,也是土木工程师基本训练中的重要知识点。而当前大部分教材对于“平法”标准基本内容的讲授却较少且不够系统,部分教材错误较多。

此外,部分教材没有紧密结合互联网的在线教学资源或配套光盘,而且缺乏实际工程应用方面的彩页图片介绍,不便于学生课后自学。

2 教学方式方法改革

2.1 鼓励学生创新思考,尝试开展探究性学习

要鼓励学生主动思考、创新思考、主动提出问题,引导学生进行探究性学习,以适应大学阶段学习特点和应用型人才的培养目标。

新世纪的人才应是高素质的创新型人才,这对人才素质提出了更高的要求。打破传统教育模式中存在的不足,建立快速提高学生实践能力、创新意识和创新设计能力的培养模式,是高素质应用型人才培养的关键[1]。当前的大学新生在原高中阶段就初步开展了探究性学习,因此,他们在大学阶段的学习也应该是紧密连接高中阶段的探索研究性学习;此外,高校为学生提供全新的学习环境和学习方式,以及现代教育手段的增加,学生的自主学习和终身学习成为现代教育的潮流。为学习者提供随时随地、全方位、个性化学习的资源,变课堂的被动教育为学习者的主动教育也将成为必然趋势[2]。所以教学主要通过教师在课堂上引导,讲授内容紧密联系教材知识与工程实例,同时学生在课后广泛查找相关的文献资料,并就遇到和发现的问题与教师交流解决。只有这样,才能使学生在学习中迸射出创新的灵感火花,有利于未来工程师的科学素养和良好的工程意识的培养。对于程度较好的学生,应多鼓励他们在大学初期广泛阅读与土木工程制图及本专业相关的图书,以开拓视野并为后续专业课程学习和学生个人职业规划打下良好的基础。

2.2 引导学生利用好互联网资源

由于学生在高中阶段学习压力较大,对如何正确使用网络的探索较少,所以,教师在教学过程中应提倡学生充分利用互联网为学习服务,逐步引导学生用好网络资源,要求学生在自学中不断探索网络学习方法。可以向学生推荐一些较好的土木工程专业网站和名校精品课程学习资料,如筑龙网、建工之家、天工网等。应鼓励学生充分利用这些网络资源中的施工图像资料、设计模型、论坛交流区等内容,为学习包括“土木工程制图”课程在内的所有专业课程和未来专业工作服务,用好网络这把“双刃剑”,从而不断提高学习效率。例如,可指导学生在网络上查找并观察(鱼腹梁、花篮梁、钢结构梁柱节点等)复杂结构构件的三视图、轴测图等,帮助他们正确理解和应用正投影法。在讲授钢筋混凝土结构施工图章节时,应引导他们利用专业论坛里的图片资源并结合教材来正确理解并掌握结构构件的连接构造,如钢筋的连接方式、混凝土的浇捣过程、混凝土保护层的作用、箍筋加密区与非加密区的区别等。

2.3 广泛利用各种影像资料,激发学生学习和观察探索的积极性

笔者在教学过程中发现,由于专业制图内容较为抽象且枯燥,学生普遍感觉难度较大,学习兴趣不高,特别是结构施工图部分的内容较多,主要包括基础、上部结构、构件结构施工图的识读与学习,各种符号简写和构造要求应结合图纸和图片的反复识读,如各种材料的基本符号、钢筋的等级符号、构件的简写名称、钢筋混凝土板的配筋类型及画法。笔者利用工地现场的图片和视频资料来辅助教学,并紧密结合教学图纸、模型、文字资料,为学生提供较为翔实的配套学习资源,提高了学生的学习兴趣,效果较好。

通过施工现场影像资料与施工图纸对照学习,让学生充分理解学习内容。又如,在钢筋混凝土结构图章节,由于在学习本课程之前学生缺乏对混凝土结构等直观具体的认识,理解内容较为困难。为帮助学生充分理解保护层的作用及在施工中的应用,可以采用支好模板后浇筑混凝土之前的梁、板等混凝土结构构件来进行讲授,方便直观,利于学生理解,从而提高学生熟练读图、识图的技能。

2.4 将板书与多媒体结合以提高教学效果

教师在教学过程中不能完全依赖多媒体课件来展开教学,而应与板书分析、身边的直观教具紧密结合[3]。传统工程图学教学是依靠教师在黑板上绘制形体的轴测图加上空间思维,学生的学习就靠课本和习题集[4],一些复杂的结构构件和建筑模型很难具体完整地表达在学生面前,加上学生在制图课程学习阶段还未学习结构和力学课程,过多的理论讲授也不利于学生学习。而多媒体教学图文并茂、形式多样,形、声、光结合,所以多媒体课件在“土木工程制图”课程中用于形象信息的传递具有独特的优势,其可以使抽象难懂的基本原理和方法变得形象具体[5-6]。但学生作为土木工程专业的初学者无法在一个信息量很大的PPT页面上分辨出哪些信息是重点、次重点或非重点,所以这时需要教师对页面的内容做好区分,或者利用多媒体解决共性问题,教师则多做个性方面的工作,比如,对重点、难点进行着重分析、举例,或者就重点内容对学生进行启发,引导学生思考、想像,从而提高教学效果。

2.5 要求学生侧重理解图纸内容,做到学习致用

专业制图部分应先将教学重点放在看懂图纸内容上,之后再要求学生画图。笔者在该部分教学过程中发现,学生应用正投影法看图、读图时困难较大,无法将正投影法的基本理论熟练应用于看图、读图过程中。而绘图练习过程中,学生仅仅依据原图来按照比例进行“描绘”,很少甚至根本没有加入个人的理解和思考。所以应先让学生大量看图、读图,围绕图纸提出问题,或者就图纸的内容在师生、同学中展开交流,使学生逐步学会并熟练应用正投影法进行看图,在彻底看懂的基础上再动手画图。这样,他们会对所绘画的图样有更深层次的理解和掌握,从而实现该课程的教学目标。

“土木工程制图”课程的内容将贯穿于土木工程专业学习的整个过程,如分析结构类型与受力、结构建模、建筑造型布局等,其在后续混凝土结构、钢结构等课程设计与毕业设计(论文)阶段的应用也较多。然而笔者发现,部分学生在学完本课程后,很长一段时间都不曾再回顾该课程内容。大部分学生在后续课程的实训和设计练习阶段的绘图过程中存在问题较多,而大多数问题都是“土木工程制图”的基本内容。例如,有的学生在做毕业设计时对“夯实土层”的画法缺乏掌握;有的在基础设计实训绘图时,混淆素混凝土和钢筋混凝土断面图画法,这表明学生对基本结构构件的图例掌握较差。所以在讲授本课程时,应让学生充分认识到“土木工程制图”作为第一门入门课程在后续专业课程学习中的基础作用与重要性。

3 结束语

综上所述,笔者认为“土木工程制图”课程作为土木工程专业的第一门专业基础课,其教材建设、教学方法改革、教学水平提高应顺应当前我国城乡建设和教育科学技术的发展趋势,从而更有利于高等技术应用型人才的培养并更好地服务于国家大规模的基础设施建设。

[1] 胡琳.“工程制图”工程项目引入法实践教学模式的研究与实践[J].工程图学学报,2010(2): 167-173

[2] 刘西拉.从土木工程领域看 21世纪的工程教育[J].高等工程教育研究,2006(3):8-14

[3] 陶旭升,张怡.《建筑制图》教学中提高学生空间思维能力的研究[J].价值工程,2010(3): 143

[4] 王红,梁博,赵成刚.画法几何和工程制图立体化教学体系的建立[J].时代教育,2010(6):75 -76

[5] 陈晓霞.土木工程制图CAI探索[J].山西建筑,2009(32):201-202

[6] 王法武.《土木工程制图》教学改革与实践的几点思考[J].中国科技信息,2008(24):259-260