画法几何与阴影透视专业基础课与数字时代的对接

袁萍 樊辉 张冠增

【摘要】文章以数字时代为背景，即慕课、VR技术不断成熟，对画法几何与阴影透视课程的内容、教学方法、后续课程的相互渗透衔接、理论联系实际等方面的改革进行了研究，提出了一些针对现实问题的解决方案，最终达到提高该门课程的教学质量和授课效果的目的。

【关键词】画法几何与阴影透视;数字时代;理论结合实践

【基金项目】2018年新疆维吾尔自治区创新环境（人才、基地）建设专项（自然科学基金）联合基金项目“基于协同效应的新疆巴扎综合体文化艺术功能价值创造”，编号2018D01C080。

画法几何与阴影透视是建筑学专业、规划专业以及其他工程类学科的专业基础课，同时也是学生最早接触到的专业课程，对其素质的培养具有重要的意义。学生步入社会以后所从事的工作都是与图纸打交道的，而图面表达就是工程专业的语言，这个语言的语法就是画法几何与阴影透视课程所教授的内容。

为了让学生掌握这门语言，画法几何与阴影透视着重培养的就是学生对图形及空间的分析能力、几何抽象能力、逻辑思维能力以及图面表达能力。本课程有很强的理论性、专业性和实践性，所以本课程的教学目的就是要通过一系列科学的、系统的、完善的训练，调动起学生丰富的形象思维能力，树立空间概念，促进空间分析能力的提升。什么是空间思维能力呢？比如画法几何部分，如何将空间几何元素转化到二维的形态，或者看到三视图的时候，怎样在脑海中或者图纸上展示三维形态，这个就是对学生空间想象力的培养和训练。

随着社会的不断发展和进步，高等院校的教育工作者都对制图课程进行不断的改革，由于这是一门非常重要的专业基础课，所以必须慎重对待。但是由于各个院校的培养目标、教育环境以及学生水平各不相同，所以对画法几何与阴影透视课程的教学内容、教学方法以及课程体系等方面的改革都有不同的侧重点，并没有形成统一的方案[1]。目前，我院对该课程的教学课时数进行了削减，同时受计算机制图的影响，虚拟现实等计算机技术发达，原来书本上的部分内容不再适合继续做详细讲解，而有些内容需要配合现在计算机技术的发展加以强调，这就需要对画法几何在建筑教育中的任务以及目的进行重新定位和调整。

本文就目前画法几何与阴影透视的教学提出个人的一些看法和观点。

一、课程的教学现状与存在的问题

（一）现状

1.课时安排。原本的课时安排总共有96学时，其中，画法几何64学时，在大一第一学期授课;阴影透视32学时，在大一第二学期授课。

新计划中，课时由96压缩到64，并要求在一个学期内上完，同时结合当下设计院的出图方式已经完全由电脑出图替代了手工绘图，因而必须对授课内容进行筛选、调整，以突出本课程应用的目的性和方向性。

2.教学手段。本系一直采用的是板书授课，重要的是让学生了解绘图的过程，板书的手绘过程能够更具体、详细地演示整个绘图过程。

在授课过程中为了提高学生的兴趣以及促进其对知识点的理解，教师会拿一些简易模型辅助教学，但由于模型有限，所以教学效果不太明显。

3.实践性教育环节的缺失。由于本课程所讲的内容本身知识点比较繁多，所以没有设置专门的实践性环节，对知识点的应用和检验停留在作业和期末考试上。

（二）问题

1.知识点零散，不能领会课程的主要目的。由于授課计划是按照教材的章节进行，教材的内容是针对某一类问题进行的分析讲解，更偏重该问题的基本原理、知识点和作图方法，所以学生对单一的问题能够很快找到解法，但当几个章节的问题在一个题目中出现时，很多学生无从下手。由此可见，学生对于各知识点的融会贯通、空间几何综合问题的解决能力还有欠缺。

2.教学手段落后，整体教学进度慢。由于本课程有些内容比较复杂，如阴影、透视、轴侧等，学生普遍反映学习时感觉困难。为了让学生明白制图原理，教师讲课比较细致，占用课时多，使得学生课上训练时间少，很难保证学生熟练掌握技巧进行效果图的创作。如何让学生从枯燥抽象的理论学习中解放出来，能够更轻松、明了地接受知识点，提高学生学习的主动性，是本课程教学手段改革的关键。

3.实践课不能及时配合，理论和实践脱节。本课程没有安排实践环节，而其他应用性课程大多是在半年以后，残留的知识点记忆对后续课程的应用来说帮助有限，甚至有些学生已经完全遗忘。这就是为什么有些学生大一“画法几何与阴影透视”考试得高分，而高年级画图时还会漏洞百出。

另外，在教学中，授课的内容理论性更强一些，所以整个授课和实际工程结合不紧密，使学生误认为画法几何的学习只是为了应付考试;学生拿到考题会解抽象后的纯画法几何问题，但在后期的设计类课程中，遇到实际工程的画图和读图问题时，不会用画法几何的方法去分析解决。例如在本课程中给学生讲透视图，会给出站点、h-h、g-g、p-p线等已知条件，大部分学生都能顺利完成准确的透视图，但到了高年级画自己设计的建筑透视图时，却无从下手，因为找不到已知条件。这是由于在学习本课程时没有搭建好的平台，没有把书上的知识点和实践联系起来，学生只会做习题，不会灵活应用。

二、课程的改革意见

（一）丰富教学手段和精简教学内容

加入PPT和虚拟现实的仿真技术授课，这样既可以节省教师在课堂上的板书时间，又能让例题的演示与教师口头的讲解同步进行，同时还可以借助虚拟模型解决原有实体模型成本高、种类少、灵活性差的缺点或者用电脑模型的动画进行演示，不仅能直观地反映教学内容，而且可增强授课的趣味性，调动学生的积极性。

根据总课时的调整，对原有安排进行取舍，具体来讲，64学时中画法几何部分40学时，阴影透视部分24学时。点、线、面投影的侧重点是图示法，降低图解法的要求。最大斜度线、直角的投影，直线和平面垂直，两平面垂直，投影变换，曲面立体的切平面，相交，表面展开，辐射光线下的阴影，复杂曲面形体的阴影，量点法，距点法，曲面的透视，倒影和镜像，这些部分的内容在工作中应用比较少，对专业帮助有限，所以只做介绍，或讲解特殊情况下的简化画法;而对于组合体的构成及图面表达要进行详细深入的介绍和练习，这是设计师表达思路的基本要求。轴测图的内容也应加强。阴影和透视部分主要是帮助设计师直观地表达自己的设计意图，而不是精确地设计图纸，所以虽然要详细讲解，但重点在于制图的原理及合理性。

（二）积极推进自学与知识扩展

课堂教学和课外自学相结合。现在学习的方法有很多，慕课等多种网络教学手段不断充实。由于受到课时和大纲的限定，本课程很多内容并不能得到充分发挥和延伸，这时就要培养学生的自学能力，不仅能拓宽学生的知识面，而且对学生独立学习、独立工作的能力也是一种考验。为了督促学生自学，通过让他们写教案、制作PPT甚至上台讲课等多种方法，检验他们的自学成果，能增强学生的学习兴趣与工程意识，拓展学习思路。

（三）紧跟设计与创新

本课程主要是为建筑的设计方案和施工图服务的，所以应该让建筑制图扎根于建筑设计，可以考虑和其他课程结合，让制图和设计同步。这里的设计并不是深入到施工图的层面，而是能够通过图纸表达设计师的思路，对方案进行批评指正，类似于初步设计阶段，所以工程的规模是否符合规范都不作要求，仅为表达思路，练习三维和二维的转化而用。

（四）密切结合实践和工程

建筑制图指导建造的实践，建筑的实践过程完善了建筑制图。所以，将制图和实际工程结合，能让学生深入理解空间形体，训练学生的空间逻辑思维能力，对学生研究热情、工作毅力的培养也很有帮助。在教学中，在PPT里加入实际工程的图片，并对工程的背景资料进行简介，树立学生的建筑设计意识，让学生直观地了解建筑设计和建筑制图之间密切的关系，提高学生对建筑制图的准确认知，帮助学生理解建筑制图的目的和对应关系。

另外，建筑学、城市规划专业有建筑设计基础课程，这门课主要是帮助学生练习线型、绘图的，被默认是画法几何与阴影透视的应用课程，但这两门课程的衔接、转化还有一定的困难。本课程纯理论的知识比较多，而建筑设计基础又主要是制图方法的应用，所以应该给学生时间进行实践性环节的补充。有些学生采用抄绘施工图的办法，但笔者认为这对二、三维的转化帮助有限，因为很多学生在抄绘过程中不思考，只是模仿。所以换个方法，拿小模型或建筑细部构件让学生进行绘制，这样不仅能够检验学生对课程的认识程度，而且能提前将学生引入本专业的学习，让学生时刻感受到自己学科的专业性，提升学习兴趣，做好铺垫。例如绘制模型楼梯，让学生进行观察、测量，并将空间组合体转化为三面投影图、轴测图和透视图，这样通过一次练习就能将整门课程所学的内容进行一次完整的训练和巩固，对楼梯进行二、三维转化的同时，也是对建筑构造课的提前铺垫，理论联系实际，以培养学生的工程意识。

（五）突出历史与未来

在授课中从技术历史发展的角度梳理建筑制图的发展历程和未来趋势，结合本地当前最常用的绘图手段进行有针对性的讲解和引导，并对不同制图手段的优缺点进行比较，让学生不仅能在毕业后对即将面临的绘图工作有初步认识，也能为今后更高水平的设计做铺垫。

当前VR技术、BIM技术在国内都发展迅速，可以在教学中适当地引入。例如讲解透视图的时候，一方面，将同学们平时忽略的日常生活场景还原，通过VR模型生动地讲述其形成的原理以及绘制的要点，帮助大家理解;另一方面，手绘透视图更具有灵性和设计感，拿一些大师手稿给大家欣赏，也能在一定程度上提升学生对本门课程的学习兴趣。

（六）突出想象力和动手能力

本课程是一个三维和二维空间的转化过程，所以想象力和实际项目之间的成功转化是这门课程的意义所在。如果利用大型的建筑空间来检验想象成本过高，就退而求其次，利用小模型设计制作来辅助教学。建筑设计基础中有一个内容是建造节——制作瓦楞纸椅、小品等，为了更好地教学，在建造节开始之前先联合起来，把三面投影图讲完以后就让学生按照自己的想象绘制1∶100理想椅子的三面投影，等建造节一开始，学生就能直接将想象运用到现实中去。这样不仅能检验学生对专业知识点三面投影图、平立面图的应用及对相贯线的掌握度，而且可以再让他们画出透视图作为效果表现，不仅能提高学生对课程的兴趣，而且考核了学生将三维立体和二维平面的对应、转化能力，在运作的过程中也能让学生知道，所有的专业课都是相互依托、相互连接的，要重视每一门课程。

画法几何作为建筑学和城市规划专业的第一门专业基础课，如果学生感到力不从心，无法理解，那么在后续的其他专业课学习中更是感觉到无从下手，所以本课程的授课效果对学生的影响非常大。

笔者希望通过以上对教学内容和教学手段的改革，能够在课堂上让学生更彻底地领会知识点的关键及其专业作用，并能在轻松、愉悦的课堂环境中熟练掌握知识点;让当前画法几何与阴影透视课程更加优化，能够和其他专业课程产生更多的联系;在授课中能更贴合实际项目，让学生将书本上的理论知识点尽可能多地顺利转化到学习以及工作中，让大学里的第一门专业基础课切实为学生将来的实际工作或者更高层次的深造服务。

综上所述，笔者认为对于建筑学、城市規划专业来说，画法几何与阴影透视课程是重要的，课程改革更是必要的，只有不断打破桎梏，突破创新，勇于实践，才能使本课程的教与学更加充满活力与生机。

【参考文献】

[1]姚军.画法几何与建筑制图模块化教学改革研究[J].现代商贸工业，2016（29）：205.

[2]谢培青.画法结合与阴影透视（上）[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[3]许松照.画法几何与阴影透视（下）[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.