基于当代大学生特点的图学教学资源建设研究

王少钦，杨 谆，刘晓然



基于当代大学生特点的图学教学资源建设研究

王少钦，杨 谆，刘晓然

(北京建筑大学理学院，北京 100044)

随着时代的发展，计算机、网络、移动设备等成为学生获取知识的重要途径。为适应时代发展需求，北京建筑大学针对当代大学生特点，将传统教学手段与网络媒体相结合，课堂教学与课外延续拓展相结合，教学内容与时代发展相结合，在课堂内外开展多项图学教学资源建设，为学生创造利用多样化教学资源进行学习的氛围，充分激发其对课程的学习兴趣。此外，通过各种图学资源建设的参与实践，使学生在提高课程学习效果的同时，综合能力也得到了有效提升。

建筑；工程制图；资源建设；学生特点

随着经济的发展与时代的进步，当代大学生在学习和生活中普遍表现出新的特征：好奇心强，接受新生事物能力强，敢于质疑教师讲课内容及教学方式；作为独生子女，喜欢张扬自我个性，相对缺乏团队意识；生活环境受到大量网络信息包围，缺乏明确的学习目标和方向，学习动力不足；对于手机、电脑等电子产品非常依赖，更喜欢通过电子信息接受新鲜事物。因此，大学教育也必须与时俱进，立足于当代大学生的性格特点，优化教学方法和教学内容。

近年来，各高校对工程制图的教学方法和教学内容进行了优化改革：三维建模与课程内容相融合，制图课程与专业课程相结合，大力加强选修课、学生竞赛等课外学习实践环节，调整考核方法和考核手段等，取得了有益的经验和成果[1-4]。近些年，很多高校通过精品课程建设，将制图素材库、CAI课件、作业库、试题库等上传到网上，有利地推动了教学内容信息化建设和优质课程资源共享。但上述成果，以机械制图类偏多，建筑类制图极少[5-6]；庄东晓[7]对国内外的建筑制图网站进行调研，发现网络上的建筑制图教学资源存在内容单一、多为文本资料，缺少在线交流等不足。

北京建筑大学针对建筑类制图教学资源匮乏及当代大学生性格特点，制定了“立足当代大学生特点、全面开展图学资源建设，突出能力培养，彰显图学特色”的总体思路，对建筑制图的教学内容、教学方法、课程社团建设等进行了一系列持续性、突破性的改革与实践，开展了多项建筑类制图教学资源建设，以全面加强学生综合素养提升，如图1所示。

图1 建筑制图教学改革思路

1 特色资源库建设

在当今信息快速膨胀的时代背景下，以计算机和网络为核心的信息技术作为加速学生认知、协作、体验与知识内化的工具，成为信息时代解决学时与信息量矛盾的重要途径[8]。课题组以北京高校特色教育资源库建设项目为契机，建设了“图呈建筑”主题资源库校园网络学习平台。该学习平台“以图呈现建筑”为主题，创新性地将工程制图课程与建筑图学文化相结合，以图文并茂的形式展现了图学历史、基本理论、绘图工具、制图标准、工程设计软件应用、古建筑保护、建筑施工图等方面的内容。资源库内容框架及部分界面如图2、3所示[9]。

一级目录二级目录三级目录 1 图之嬗变1.1 中国古代建筑制图发展概览原始时期 先秦-秦汉 魏晋南北朝隋唐时期 宋时期 元明清时期 1.2 西方早期建筑制图发展概略古代及中世纪 文艺复兴时期17―19世纪 1.3 现代图学的发展概况 成果展示 2 图之工具2.1 古代作图工具规与矩 尺 笔和墨 2.2 传统绘图工具图板 丁字尺 三角板 圆规 铅笔 墨线笔针管笔 曲线板和模板 比例尺 图纸 2.3 计算机绘图技术AutoCAD 3DS MAX SketchUp BIM 3 图之理论3.1 投影图投影法 三面投影图 基本视图 3.2 轴测图与透视图轴测图 透视图 3.3 剖面图与断面图剖面图 断面图 4 图之类别4.1 建筑工程图建筑施工图 结构施工图 设备施工图 4.2 城市规划图总体规划图 区域详细规划图城市设计图 4.3 其他工程图装饰工程图 路桥工程图 5 图之标准5.1 标准概况概述 相关论文 5.2 标准类别统一标准 总图标准 建筑标准 结构标准 给排水标准 采暖通风标准 建筑电气标准 6 图之呈现6.1 古代建筑佛光寺大殿 应县木塔 6.2 现代建筑央视新大楼 国家图书馆 首都博物馆北建大新校区学生综合服务楼

图3 “图呈建筑”主题资源库界面

“图呈建筑”主题资源库校园网络学习平台可帮助在校学生对图学整体框架、图学的发展过程形成比较明确清晰的认识；为制图教师及土建专业课程教师提供可直接利用的教学演示素材，使其了解建筑图学的相关知识；此外，该学习平台对古建等相关专业知识进行了普及，对传承中国古代建筑文化及思想、研究中国古建的先进设计理念与方法，提高学习者的文化素养都起到了积极的作用。

“图呈建筑”主题资源库校园网络学习平台针对全校师生开放，已经成为制图课程的重要课外学习资源，学生均反映通过学习平台的使用，对看似非常枯燥难懂的制图课程形成了新的印象，学习制图课程兴趣高涨。借助该平台还可将教学过程中发现的优秀学生作品进行展示，增强了学生的学习积极性。项目建设共涉及万余张图片、音视频以及3万多文字的收集、编辑及整理工作，完成页面设计与制作400余幅，吸引了本校建筑学院、土木学院、经管学院的30余名本科生及4名研究生参与创作过程，大大提高了学生的实践能力、沟通技巧、团队协作意识，并培养了学生科学严谨的学习态度。

2 移动学习资源建设

2.1 数字化新形态教材建设

移动通讯设备已经成为学习和生活的必备工具，二维码、云课堂等均是近年来移动设备上流行的学习方式。课题组积极推进教学改革，采用手机APP软件进行点名、课堂答题等与学生开展互动。同时为学生创造更方便、快捷的学习及辅导资源，编写出版了融合数字化资源的新形态教材《画法几何简明学习教程》和《土木工程制图》，创新性地将教材中对应知识点概念、例题动画演示及课后习题答案等设置二维码，使学生随时随地能够通过二维码扫描观看视频演示进行自主学习，如图4所示。

图4 数字化新形态教材建设

2.2 微课、慕课资源建设

随着信息技术的快速发展，微课作为互联网时代下的一种新型教育信息资源形式，以短小生动、主题突出等特点在高校课程教学改革中迅速推广。建筑制图的授课特点是传递的信息量大，信息结构复杂[10]，利用微课、慕课可以将知识点分解、细化，更生动直观地表达，课题组将建筑制图的相关知识点进行了梳理及分解，制作了微课系列视频教程，其中，建筑平面图一节被评为北京建筑大学“微课、翻转课堂和慕课实操培训”优秀作品进行展示(http://xww.bucea.edu.cn/tgx/104148.htm)，如图5所示。

图5 建筑制图微课视频

3 模型资源库建设

3.1 虚拟模型库资源建设

建筑制图课程通过二维图样反映三维空间形体，课程的目标是培养学生的空间想象能力和读图绘图能力，教学过程中有部分学生由于空间想象能力的缺乏，导致无法构想出形体特征，学习吃力的现象。传统教学中通过挂图、木质或金属模型对组合体及相贯体形状进行展示，但对于当前普遍的大班授课，传统挂图及木质模型就显示出其局限性——大小不可调节、资源数量有限。各种先进的绘图、建模软件的出现，为工程图学提供了更直观、便利的教学演示手段[11]。

通过SolidWorks、SketchUp等软件建立的虚拟模型教学资源库，利用三维动画、虚拟场景等媒体手段凸显教学内容的直观性，揭示视图与形体间的转换规律，帮助学生拓展空间思维能力，同时可以解决长期以来的教学难点。图6为利用SolidWorks软件建立的斗栱模型及其转化生成的工程图，为结合历史建筑保护工程专业特色进行的建模，可直观生动地演示斗栱的装配过程；图7为采用有限元软件建立的桥梁模型，将悬索桥的桥塔、主梁、缆索及吊杆结构进行直观演示，不仅使土木工程专业学生学习了桥梁结构施工图的绘图原理及方法，还对桥梁的结构型式及受力原理形成了初步认识，对于后续力学课程及专业课程起到了引导作用。

图6 古建斗栱模型及转化生成的工程图

图7 虚拟模型库-悬索桥结构演示

虚拟模型教学资源库，较之传统的教学手段，学生对于教学内容的理解显得更加透彻，更易促进空间概念的形成，教学效果有明显提高。以北京建筑大学造价专业为例，采用虚拟模型库教学后，学生建筑制图课程期末总评成绩的优秀率、良好率均较高，不及格率很低(表1)。

表1 建筑制图课程教学效果

3.2 建筑模型制作及展示

建筑施工图与结构施工图是制图课程的核心内容，但是由于图纸信息量大，涉及到的基本规定及国家标准较多，学习过程有些枯燥。因此，教师鼓励学生利用课余时间以小组为单位，自行设计并绘制建筑施工图，同时制作建筑模型，以加强图纸与工程的联系。

制作模型激发了学生空前学习的热情，极大地调动了学生的学习兴趣。模型完成后的展示汇报环节又为学生提供了在众人面前进行讲解表达的机会，视频短片、PPT、Flash等现代化的展示手段，再加上精彩的讲解，为建筑模型增色添彩，也体现出当代大学生自信、勇于表达的特点。例如，学生根据学校的大学生活动中心制作的建筑模型、建模分析及其展示、汇报过程，如图8所示。

图8 结合校园建筑制作建筑模型及展示

学生普遍反映模型制作是理论联系实际最为直观有效的手段，通过制作模型建立了立体和平面之间的转换关系，加深了对课程相关内容的理解，且额外学习了很多演示软件的操作及应用[9]。小组协作设计制作模型的过程使得学生充分意识到团队分工协作的重要性，在学习知识的同时动手能力、团队协作能力、沟通能力、表达能力均得到了综合提高。

4 激发学习兴趣的课外学习资源建设

4.1 图学社团建设

大学生社团是我国校园文化建设的重要载体，以具有思想性、艺术性、知识性、趣味性、多样性的社团活动吸引广大学生积极参与其中，是高校第二课堂的引领者。社团可打破年级、专业以及学校的界限，团结兴趣爱好相近的学生，发挥其兴趣特长，开展有益于学生身心健康的活动。

兴趣是最有效的学习动力。在教学过程中，每个班都会涌现出对课程内容兴趣浓厚的学生，希望能够有机会进一步深入学习。为此，在任课教师的指导下，成立了图学社团——“图研社”。通过定期组织图学交流活动，发挥学生自主学习的主动性，以“学生讲授”的形式构建互助的学习氛围。新老社团成员之间进行辅导、交流，形成学生间的朋辈学习氛围，成为课堂教学的延展、实践课堂的载体。兴趣社团构建了学生自我管理、自我成长的平台，有效解决了现有制图课时紧张，无法深入延展的问题，学生之间互相助力参与学科竞赛和专业建模应用，创新思维得以培养，以用促学，有效解决了学生学习目标不明确的困扰。

4.2 考试认证资源建设

随着科技的进步，CAD、BIM建模等成为工程技术人员的必备技能。迫于激烈的就业市场竞争，大学生通过了含金量较高的考试认证更容易获得用人单位的认可。因此，对于绘图能力较好的学生，均希望能够通过相应的等级考试认证来增加其毕业应聘的竞争力。

北京建筑大学作为全国CAD等级及BIM建模师考试点，通过开设选修课的形式教授软件学习和技能等级考试知识，并在学生兴趣社团配合下，连续多年组织学生参加全国CAD等级考试及BIM建模师考试，至今已有近千余名同学自愿报名并顺利考取了国家人力资源部和中国图学学会颁发的CAD一级、二级资格证书及BIM建模师资格证书。学生普遍反映，通过考试前的训练，使其自身读图能力、绘图技能及绘图速度均得到了极大提升，同时收获了资格证书，受益匪浅。在学生群体中，通过考试认证这种以点带面的学习方式，促进了学生对于读图能力、绘图技巧及绘图质量的关注和交流，提高了学生毕业设计和课程设计的图面质量。

4.3 竞赛资源建设

当代大学生自信，喜欢张扬自我，能够参加北京市级比赛、国家级比赛并获奖是对于自我价值的肯定，实现其英雄梦想的过程。学校关于竞赛获奖设置的奖学金及评优时的优先准入制度，更是吸引了更多学生踊跃参加各类学科竞赛。

课题组将制图竞赛内容与课程教学、实践内容相结合，开设竞赛类选修课程、竞赛选拔等活动，通过逐年级、有计划、有组织、有层次地开展CAD竞赛、BIM建模竞赛、工程字大赛等各种图学技能竞赛，实现了理论与实践相结合、普及与提高相结合、以点带面的教学理念，竞赛激励学习氛围，形成了以赛促学，以学促教的长效教学机制，课程教学水平及能力培养得到了提高和深化。

“课程-竞赛相结合”教学机制的实施，不仅提高了教学质量，也提高了竞赛水平。北京建筑大学在参加教育部工程图学教学指导委员会和中国图学学会联合主办的“全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛”中，曾多次荣获团体一等奖，参加北京市工程设计表达竞赛多次获得团体一等奖、二等奖和优秀奖，多名教师荣获竞赛优秀指导教师称号，累计获奖百余项。

5 结 论

以北京建筑大学为例的图学教学资源建设，将当代大学生特点与时代要求相结合，传统教学手段与网络媒体相结合，课堂教学与课外延续相结合，虚拟软件模型与建筑模型相结合，教师引导与学生自主学习相结合等多种措施，充分发挥学生思维活跃、突显自我的特点，在工程图学教学过程中进行了多项特色教学资源建设，培养了学生自主学习的习惯，增强了学生的创新能力和合作意识，不但提高了工程图学的教学质量，也为学生的后续课程学习及终身学习奠定了良好的基础。

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Teaching Resource Construction of Graphics Based on the Characteristics of Contemporary College Students

WANG Shaoqin, YANG Zhun, LIU Xiaoran

(School of Science, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China)

With the development of the times, computers, network and mobile phones have become important learning tools for students. Based on the characteristics of contemporary college students, Beijing University of Civil Engineering and Architecture combines the traditional teaching methods and internet media, classroom teaching and afterschool activities, as well as teaching content and contemporary development, and conducts various teaching resource constructions of graphics to create the modern graphic learning environment and fully stimulate the learning interest of students. In addition, through the participation in and practice of various kinds of graphic resource constructions, the comprehensive quality of students can also be enhanced while they make progress in course learning.

architecture; engineering drawing; resource construction; characteristics of college student

TB 23

10.11996/JG.j.2095-302X.2018061225

A

2095-302X(2018)06-1225-06

2017-08-30；

2017-12-06

北京建筑大学双塔计划支持项目；北京建筑大学教研项目(Y1845)；北京市教委科研项目(SQKM201610016015)

王少钦(1981-)，女，河北辛集人，副教授，博士。主要研究方向为土木工程制图教学。E-mail：wangsq81@163.com

杨 谆(1966-)，女，浙江余姚人，教授，硕士。主要研究方向为土木工程制图教学。E-mail：zhitu66@126.com