现代教育技术条件下《土木工程制图》的教学实践

林志维



现代教育技术条件下《土木工程制图》的教学实践

林志维1,2

（1.福建师范大学，福建 福州 350007；2.漳州职业技术学院，福建 漳州 363000）

从土木工程专业高职高专对人才培养要求出发，阐述了《土木工程制图》课程的特点，分析了传统制图教学方法的优势，应用现代教育技术手段在制图课程的教学成效，并对现代教育技术下《土木工程制图》教学实践进行了初步探讨。

土木工程制图;传统制图教学方法;现代教育技术;教学实践;教学效果

1 引言

近年来，随着计算机技术的普及和多媒体教学的应用，传统黑板加粉笔的教学手段已经不能满足当前土木工程制图的教学需要。而以计算机技术为主要特征的多媒体教学方式为土木工程制图教学带来了新的生机。为此我们针对制图课程特点，充分利用现代教学技术条件，发扬传统工程制图课程行之有效的教学方法，探索新型的教学模式，达到珠联璧合，取得较好效果。

2 《土木工程制图》课程的特点

研究运用现代教育技术手段在《土木工程制图》课程的教学实践表明，首先必须分析《土木工程制图》课程性质、任务及教学内容的选择及特点，才能合理选择恰当的教学方法。根据21世纪人才培养需求，对土木工程制图教学内容必须进行优化重组，充分注重传统制图内容与以计算机图形学技术为主体的新知识的融会贯通，推陈出新。力求做到提高课堂知识含量、加强知识的实践性、工程性和科学性，按认知规律组织教学。

2.1 《土木工程制图》课程的性质、任务

本课程是土木工程类各专业的实践性很强的基础课程，是研究工程图样的形成、绘制与识读规律的一门科学，是工程技术人员表达设计意图、交流技术思想、指导生产施工等必须具备的基本知识和技能。通过该课程的学习，使学生具备阅读和绘制（尺规作图、徒手画图和计算机绘图）土木工程图样的能力以及遵守国家标准和良好的工程意识。

2.2 课程教学内容选择

《工程制图》课程内容体系结构，各知识模块理论与实践相结合，充分体现课程的时代性，适应社会需求。

本课程包括工程制图基础和土木工程制图两部分内容。即画法几何和工程制图两部分,其中画法几何部分主要叙述投影的基本理论和作图方法,其核心内容是用图示、图解法解决空间几何问题;工程制图部分研究工程形体的表达方法, 绘制与阅读土木工程图样。制图基本知识部分介绍制图的基础知识和国家标准的有关规定；投影基础及应用部分主要介绍图示理论基础和方法；工程形体的图样画法部分主要讲述用投影图表达物体的内外形状、大小的理论与方法；主要培养绘制工程图样的基本能力，以及根据投影图想象空间物体内外形状的读图能力和查阅有关的国家标准的能力[1]。

3 工程制图传统教学方法与现代教育技术运用的比较

在土木工程制图教学过程中，要知己知彼，熟悉传统教学方法与现代教育技术的特点，才能恰当选择与运用，起到事半功倍的效果。

3.1 传统教学手段与方法

在土木工程制图传统教学中,教师通常采用三角板、圆规、挂图来演示作图步骤和方法, 安排绘图作业。具体表现为：板书法，在黑板上绘出图形及分步骤图示，可用不同颜色的粉笔表示不同的步骤，使学生看清每一步骤及分析过程，在口头语言的提示下显得比较形象，易于为初学者所接受，尤其是刚入校门的大一新生，教学效果较佳。另外教师的板书往往有严密的逻辑顺序，反映了事件发生的因果关系、承接关系等，因此，有利于学生形象思维和逻辑思维能力的发展，在制图教学手段中应成为主渠道。制图课大部分还是以绘图为主。如果只靠屏幕演示，计算机传授，没有教师的亲自演示，学生就无法体会如何运用投影原理绘制线条，如何绘制图形。因此，教师的引导与过程演示是不可替代的。要充分发挥传统教学方法的优势，在课堂讲解过程中，教师通过言传身教，努力做到板书工整、清晰，线条、板图标准，让学生看后产生信服，由羡慕到效仿，进而把教师的要求转化为自我要求和学习动力，从而使绘图质量和技巧的提高得到保证，也强化了学生的“标准化”意识和严谨的治学态度。该方法缺点是板书作图误差偏大，为准确作图而耗费了太多的时间。有时也可借助教学模型、挂图、投影胶片等，可增加直观性教学的效果，帮助学生建立空间概念。但缺点是教学模型不足，不能全面涵盖各种情形，且携带不便。

另外传统教学中所采用的教学媒体只能生成静态图，缺乏生动性和直观性。若采用多媒体教学，则教学方式可以多样化，对于教学中的重点和难点，配合三维模型和视图，必要时演示动画，可以大大减少学生的理解难度，使得索然无味的理论教学变得生动、直观和可视化。多媒体教学不仅能够极大地提高学生学习的积极性，有效改善教学效果，而且可以大大节省课堂教学中手工绘图的时间，减轻教师讲课的强度，提高教学效率，最终达到提高教学质量的目的。

3.2 现代教育技术的特点及优势

现代教育技术在制图教学中应用的优势，使教学内容更加形象、直观，从而达到深化课程改革的目的。多媒体具有图、文、声并茂以及活动影像等特点，充分发挥多媒体的形象化教学，可以弥补传统教学方法在直观感、立体感等方面的不足，取得传统教学方法无法比拟的教学效果[2]。现代教育技术教学中，教学方式通常采取以多媒体“启发、诱导、点拨”为特征的启迪、诱导方式为主，所以，教师在课堂教学中普遍用多媒体电脑充分展现课程内容的设置和教学活动的安排，通过人机实时对话，师生讨论互动的方式来进行必要的课堂交流，以满足素质教育的新要求，使教与学相得益彰，实现双赢。由此可见，现代教育技术在制图教学中有以下主要特点：（1）生动性、互动性突出，利用二维、三维交互动画以及虚拟现实技术模拟了几何形体的形成和组合过程，生动地再现了教师的完整解题过程。（2）可选性强：树状层级式结构的总体框架和众多的动画片段，使教师可以根据自己的需要灵活地重组和扩充课件内容。（3）界面简洁、导航明确：大大方便了教师的操作。（4）画面精美、视觉效果好：可满足大课堂的教学需要。（5）适用性广：超媒体文传格式，打破了课堂教学的时空局限性。（6）习题丰富并附答案：可供学生学习时参考。

发挥现代教育技术的优势还体现在，以往两节课的内容，现在一节课或一节略多一点的时间便可以讲完，这样给学生留出了足够的时间去思考、提问和练习[4]。从学生的角度来讲，接受快的，马上做练习巩固，减少了课后练习时间；接受慢的，课上可看书或问教师，解决了学生水平不一的矛盾。因此，这种教学手段对提高学生的学习效率是非常显著的。

虽然现代教育技术的优势非常明显，通过多媒体展示的内容，形象、直观，学生好理解，但理解并不是掌握，往往出现不能举一反三、作业不会做的现象。这正说明使用课件只是一种手段，不能替代课堂板书教学。

4 运用现代教育技术教学实践

4.1 深刻把握传统教学手段与现代教育技术的辩证关系

根据土木工程制图课程特点，采用电子教案：利用预先制作好的电子教案进行多媒体授课，会在有限的课堂上向学生传授较多的信息量，利用电子模型实时动态观看和分析，可将静止的板面制作为动态的显示，引起学生的学习兴趣，充分调动学生学习的积极性[5]。但传统教学具有长期的经验积累，所以它的优点不容忽视，在传统教学中，教学方式往往采用以“口授、板书、演示”为特征的授课方式，按部就班教给学生画图方法和步骤的内容，使用黑板作用授课，给学生留下深刻印象[3]。

为了充分体现制图这门课丰富多彩、形象生动的特点，因之要注重和提倡采用多种教学手段相结合的方式进行课堂教学。辅助的教学手段主要是利用计算机的多媒体功能，在课堂上采用PowerPoint展示复杂的图形、实物的照片、三维动画演示及产品生产制造加工过程的现场录象等，这些辅助的教学手段由于直观、形象、生动，很受学生的欢迎[1]。

但若试图以CAI代替传统的教学手段也是不明智的，尤其是口头教学和行为教学。如一些不恰当的动画等，在使用中反而分散了学生的注意力，结果显然达不到预期效果。笔者认为现代媒体只能是教师在教学活动中的辅助手段，在整个教学过程中教师主导性和学生主体性地位是不应丧失的，现代教育技术只是达到教学目的的手段之一。

由此可见，对工程制图课程体系采取以现代信息技术为主线的教学手段，以多媒体技术为代表的现代教育手段，配合传统的黑板教学手段，以增大课堂信息量提高教学水平和效果。

4.2 综合应用实例

4.2.1 基础绘图知识采用传统方法为例

笔者曾对第1章制图的基本知识采用传统方法进行尝试，如制图标准、有关概念等完全利用传统教学手段进行教学，并通过画图实践让学生自己掌握和理解，若一味采用多媒体教学，就不能达到预期的效果，故切不能不加分析地夸大和依赖多媒体的作用。

下面以直线投影图的作法为例，老师采用传统的黑板书加粉笔方法作图示范；

如图1（a）所示，在直线上找一点，使∶= 2∶3

分析：由点在直线上的投影特性可知，∶= 2∶3，则其投影a′k′∶k′b′= ak∶kb=2∶3。因此只要用平面几何作图的方法，把ab或a′b′分为2∶3，即可求得点的投影k、k′。

图1 分线段为定比

通过教师在讲台边讲边示范画图，使学生对工程制图有直观的认识，收到很好效果。

4.2.2 剖视图教学过程为例

例如在讲解组合体的读图时，各种类型的组合体视图的分析过程，以往教师都是利用徒手绘制轴测图的方法，来展示视图所表达的形体的形状，这对教师的徒手绘制轴测图的能力要求较高，尤其是新教师很难掌握，影响教学效果。另外，在讲解剖视图的时候，对两个相交的剖切平面的剖视图的画法，利用挂图分析几何形体的结构以及讲解表达时，缺乏形象生动的教学手段，也较难讲清楚。学生就不易理解与掌握。为此，在应用现代教育技术教学过程中，笔者曾对《土木工程制图》中的组合体一节做过尝试，把组合体的组合方式(特别是制图中认为难点的组合体视图的形成、剖视图)通过多媒体技术中的动画效果做成课件进行教学，学生一下子被形象、生动的动画深深吸引住，缩短了感知、认知的过程，效果显著，原来需要6学时的讲课内容，3学时就能完成，大大地提高了教学效益和质量。

假想用一个剖切平面平行于某一个投影面，把物体在某一位置剖开，将观察者和剖切平面之间的部分移去，其余部分向投影面作投影，所得到的图形为剖视图，如图2所示。运用多媒体教学手段，就能分析几何形体的结构，由静态电子挂图进行投影分析，有效实现了由三维到二维的投影转化过程，有效培养学生的空间想象力，使抽象的视图变得直观，使课堂教学获得最大的效率。多媒体的形象教学还可以激发学生对制图课程的学习兴趣，有利于发挥学生的主体作用，较快地培养学生的看图能力和绘图能力，突破教学的重点和难点。这样给学生实物，结合实际或模拟的工程，开展现场绘制，学生就能绘图与读图。

图2 剖视图

再则在授课过程中结合学院的建筑工程实践，穿插大量工程建设实例，对学生难以想像和理解的三视图形成、剖视、剖面等比较抽象的问题，图3所示。教师可以充分利用计算机的演示功能，利用3DMAX和Authorware及Powerpoint制作具有直观教学效果的课件，可以使用传统教学手段无法讲清或难于讲清的教学内容，化难为易、化繁为简，激发学生对课程的学习兴趣。如针对轴测剖视图，假想分解成若干部分加以研究，帮助学生理解和掌握。

图3 学生宿舍轴测剖视图

5 《工程制图》的教学效果

实践证明适当地应用了现代教育技术，使传统的土木工程制图课程显示出极大的活力，很好地激发了学生的学习兴趣，使土木工程制图课程教学效果大幅度提高，有效地提高了学生学习效率，使学生在工程制图与阅读方面得心应手，取得良好的效果。

[1] 朱育万,等.画法几何及土木工程制图[M].北京:高等教育出版社,2010:50-53.

[2] 彭国.高职院校《建筑制图》的教学探究[J].考试周刊,2007(7):115-116.

[3] 周孔标.多媒体课件在建筑制图教学中的应用[J].中国职业技术教育,2009(351):62-64.

[4] 田小娟.工学结合模式下《建筑制图》与《建筑结构CAD》课程教学融合探索[J].信息与电脑(理论版),2011(12):23-25.

[5] 孟春芳.谈工学结合模式下高职建筑制图课程教学[J].山西建筑,2009(34):217-218.

Teaching practice of Civil engineering drawing Under the modern education technology

LIN Zhi-wei1,2

(1.Fujian Normal University,Fuzhou,Fujian,350007;2.Zhangzhou Institute OF Technology Zhangzhou,Fujian,363000,China)

The article expounds the characteristics of the "civil engineering drawing" course, analyzes the advantage of teaching method in traditional drawing, From the requirement of talent cultivation in civil engineering college. And preliminary study of the teaching practice of "civil engineering drawing" under the modern education technology, according to the teaching effect of drawing course using modern education technology.

civil engineering drawing; teaching method of the traditional drawing; modern education technology; teaching practice; teaching effect

G718.5

A

1673-1417（2013）01-0082-05

2013－01－25

林志维（1983－），男，福建莆田人，助教，福建师范大学研究生在读，研究方向为现代教育技术。

（责任编辑：季 平）