土木工程专业方向的“画法几何”课程改革

□王军军

土木工程专业方向的“画法几何”课程改革

□王军军

画法几何具有实践性、严谨性、难学性等特点。因此在教学过程中，教师应当针对这些特点，合理地选择教材，适时使用教学用具，让学生养成多画、多问、多思考的学习方法，发挥教师在教学中的引导作用，促进教学质量和教学效果的不断提高。

画法几何；教学改革；课程特点及分析

一个建筑物从无到有都要经历两个重要阶段，分别是设计阶段和施工阶段。而在这两个阶段中，工程师交流最多的资料就是工程图纸，因此图纸也被誉为是工程师界的语言。“画法几何”这门课程的目的就是让学生熟悉和掌握这种语言。在教学过程中如何让学生更好地掌握这门语言成为教学的重点和难点。笔者结合课程特点和自身的教学实践，对“画法几何”课程教学进行了研究。

一、课程的特点及教学中存在的问题

1.实践性

“画法几何”是土木工程专业的学生进入大学校园时接触的第一门专业基础课。画法几何的理论知识既是来源于实际工程，同时又为实际工程所服务，因此它具有实践性。而在实际的教学中，由于“画法几何”前述章节着重于点线面的基本理论讲解，容易在教学的过程中初期与生活实际联系不够紧密，从而使学生在初期学习过程中产生枯燥乏味的印象，影响学习效果。

2.严谨性

画法几何有着完整的理论体系和严格的制图标准。在教学过程中，通过讲解投影理论和制图基础，循序渐进地培养学生培养空间想象能力。要求学生养成正确使用绘图仪器和工具，按照制图标准的有关规定正确地循序制图和准确作图的习惯；培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，具有严谨性。而在实际的教学过程中，由于PPT等现代化教学方式的融入，在教学过程中许多教师不使用或者很少使用教学工具（如教学用的三角板、圆规等)，而直接徒手在黑板中作图，使得学生在无形中会养成随性作图的习惯，不利于学生养成严谨的学习习惯。

3.难学性

画法几何也叫投影几何，素有“头疼几何”之称，充分说明了它的难度。而空间想象能力（包括形象思维能力和逻辑思维能力)的建立有一个循序渐进的过程，必须由空间到平面、平面到空间不断反复训练才能逐步的建立。而在教学过程中，对于教学老师来说三维的难以全面透彻的阐述学生又无法全面吃透教师所讲的知识要点，对于同一个图形，可能有的学生只需点一下就明白空间或者平面的形状，而有些学生可能就算全面的讲解也难以对应空间或平面图形，这使教师对实际教学中某个图形要讲几点，讲多深的问题难以把握。所以出现了很多学生出现课上能听懂，课下能看懂，作业却不会做的情况。

4.作图理论与作图软件的结合性

计算机绘图是“画法几何”这门课程的一个重要发展方向。学生在学习过程中认为现在计算机如此发达，因此轻视了画法几何理论和基本的手工作图，无法夯实出牢固的制图基础。

5.教学内容的选择及重难点的选择

“画法几何”虽然是专业基础课，但是也存在内容多，课时少的问题。很多专业的学习都需要先学习画法几何，而在针对土木工程专业方向的画法几何在重难点的选择上难以把握，导致在教学过程中未能掌握重难点，学生在学习过程中也觉得较为单调和枯燥。

二、改革措施

1.理论知识与工程实际相结合

“画法几何”这门课程的前半段有很强的理论知识。而这些理论知识又是学习后续画法几何知识及相关专业课程的基础，因此在教学过程中必须重视。为了提高学生的学习兴趣，在具体的教学过程中应积极联系实际工程来进行讲解。如，在讲解最基础的三投影面体系的建立时可以结合所在教室进行讲解。让学生将地板所在平面为H面，让黑板这个面作为V面，让学生所坐位置的右侧墙面为W面。这样的教学既可以讲知识点与工程实践相结合，又可以让学生加深对知识点的理解和掌握。又如在讲解回转体相贯线时，也可以借助生活实践让学生去理解。举个具体实例，如下图1所示。

图1 两回转体相贯图

这道题在作图讲解时，通过前面讲的形体特点，先分析出分别是两个圆柱相互贯穿，然后又是一个水平方方向和竖直方方向的一个正交垂直贯穿，可以引导学生联想到我们生活中，在建筑物里类似于两根横竖相交的水管相互连接在一起。这样不仅跟土木工程工程专业相关，并且可以依据生活实例来给学生讲解，能使学生更易于接受。

2.使用标准教学用具，规范实际教学中的作图

由于画法几何有它独特的严谨性，因此在教学过程中，教师要合理地使用标准的作图工具。这样，不仅可以让学生感受教师作图的基本功底，还可以在无形中让学生养成用尺规作图的习惯。当然，由于课堂时间的限制，不可能每道题都使用作图工具进行课堂演练，因此在实际教学过程中，建议在教学的前期以及中后期的要点题目中进行演示即可。尺规作图和徒手作图应该相互结合，加快作图速度，保证课堂教学的整体流畅。

3.多画，多问，多思考

世上无难事，只怕有心人。教师应该要求学生在学习本门课程时多画、多问、多思考。

（1)让学生多画。用“眼过千遍不如手过一遍”这句话来形容画法几何的学习方法最为恰当。如果每张工程图纸都是一幅精美的图画，那么作为学习者来说如果不动手自己去作画又如何能提高自身的作图能力呢？在教学过程中，不仅要注意教师的教，更要注重学生的学。而画法几何正是通过多画来提升学生对空间形体的想象力和理解力。在课堂教学中，应该适当地腾出一定的时间给学生自己作图，通过课堂演练提高学生的课堂接受效果；课后，教师不仅要布置学生一些基本的课后习题，也要注重课堂上讲授过的一些典型例题。建议在布置学生的课后习题时，应有选择性、针对性地布置，不提倡用题海战术去侵占学生过多的课余时间。对于学生的课后作业，专业教师应该认真批改并进行总结，并抽出一定时间对学生的习题进行讲解。

（2)引导学生多问，多思考。“画法几何”是一个逻辑思维和空间思维相互结合的一门专业基础课程。在教学过程中，教师应该加强对学生的引导。举例如图2所示。

图2 两立体的相贯线

针对这类题目的讲授，由于已经讲解了一些基本形体以及相贯线的基本知识，可以从基本的先提问学生这是什么立体，有几条相贯线，相应的相贯线的形状（是直线还是曲线，哪段是直线，哪段是曲线)，然后可以提问相对深入点的问题，比如上半段相贯后形成一个什么图形，下半段形成一个图形；接着进行求点，连线，判别可见性。在讲完这个题目时，可以引导学生进行更为深入的思考，如这个图如此作法是否完整。其本质问题是在作相贯线段的上部分时，有没有考虑到它形成的椭圆是大半椭圆还是小半椭圆。如果是小半个椭圆，那么图示的作图就是正确作法；如果是大半个椭圆，那么由于大半椭圆存在长短轴，对应的长短轴点并没有在作图中显示出来，因此需要更正。最后可以提问学生如何判断相贯后形成的到底是大半椭圆还是小半椭圆。经过这样的引导可以让学生逐层深入，并且在解题的过程中不断思考和探索，从而提高学生的逻辑思维能力和空间想象能力。

4.理论知识与计算机绘图相互结合

针对在画法几何教学过程中的理论作图知识，教师应努力结合计算机作图中的快捷性进行演示作图，突出计算机绘图的高效性、快捷性等优点。例如，在讲解圆弧连接的时候，除了讲解几何尺规作圆弧连接是找圆心，找切点外，可以利用CAD给学生演示计算机的快捷性，利用CAD作图中的相切半径的命令即可进行圆弧的光滑连接。

5.紧扣土木工程专业方向对画法几何进行讲解

对于土木工程专业的学生来说，在讲解画法几何时，应该紧扣专业方向对学生进行讲解。具体来说，首先在讲课初期应该让学生结合自己所在的位置（例如教室)在脑海中建立空间模型；接着重点讲解土木工程专业方向的制图基本规定和制图仪器的使用，在这过程中，要结合土木工程专业方向进行讲解。

例如，在图纸中，默认没有单位的都是以毫米为单位，唯独图纸中的标高默认为米为单位；紧接着讲解点线面的投影，笔者认为这一部分只要学生建立基本的投影概念即可，不必进行深究；紧接着讲解基本体的投影，这里注意在讲解的过程中着重讲解平面立体和部分回转体即可，而像圆环这一类的回转体可以简单讲解，主要因为土木建筑物中类似圆环的建筑物较少。

对于画法几何的上半个学期，应重点放在轴测投影和组合体投影的讲解中。这两个章节是在今后的实际学习工作中经常用到的两个方面，应该重点加强学习。对于下半学期的课程，可结合学院人才培养目标，有重点性的进行讲解，如建筑施工图，结构施工图以及计算机绘图，辅助讲解道路桥涵施工图。

“画法几何”由于是一门形象思维想象能力和逻辑思维能力相互结合的一门课程。因此在教学过程中，教师应当针对这些特点，合理的选择教材，适时使用教学用具，让学生养成多画、多问、多思考的学习方法，并将理论知识与计算机绘图相互结合，将所讲的知识体系与工程实践相结合，发挥教师在教学中的引导作用，促进教学质量和教学效果的不断提高。

[1]吴金碧,胡志超,崔晓梅.“画法几何及工程制图”教学改革研究与实践[J].集美大学学报,2007,8(2):82-85.

[2]吉晓明.画法几何课堂教学改革初探[J].吕梁学院学报,2014,4 (2):90-92.

[3]朱颜,任忠民,赵艳荣.“画法几何”课程教学中的几点体会[J].聊城大学学报(自然科学版),2005,18(1):92-94.

（编辑：郝 婵）

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1671-0568（2016)26-0082-02

王军军，硕士，南京航空航天大学金城学院讲师。研究方向：岩土工程。