SU在《画法几何与阴影透视》课程中的应用研究＊

董 成 刘 禹 孙 刚 王 侠 郑 爽 沈梦萨

（河北水利电力学院，河北 沧州 061001）

建筑学专业学生要成为一名合格的建筑工程师，首要会看图纸，而《画法几何与阴影透视》课程是学生学会识图的必备课程，主要包括画法几何部分、建筑施工图部分、阴影部分和透视部分，旨在培养学生空间想象力、绘制建筑工程图、建筑形体阴影图和透视图的能力。

《画法几何与阴影透视》课程是图学课程中较难的部分，学生学起来很困难，根源在于空间想象力不足。为了解决此问题，引入SU建模软件，将SU软件与《画法几何与阴影透视》课程教学相结合，针对《画法几何与阴影透视》课程特点与教学目标要求，项目将对传统的教学模式进行改进，优化教学设计，制作教学资源并进行教学实践，反复研究总结，使学生摆脱枯燥的理论学习过程，提高学生学习兴趣，提高学习效率与效果，提高教学质量，实现教学目标。

1 课程教学现状

1.1 教学模式陈旧

传统的图学教学模式，教师采用板书、PPT课件、相关图纸或一些简单模型把知识灌输给学生，从实际课堂效果来看，这种传统教学方法用在难度较大阴影透视部分无法清晰明了地展现出三维形态，学生还是觉得抽象，建立空间立体感较难，课堂效果一般。

1.2 学生“想明白”和“做出来”不同步

在《画法几何与阴影透视》这门课程包含的四部分内容中，画法几何部分是相对简单的，学生基本能够想明白，大多数同学能够做出来；建筑施工图部分，大多数同学能够识读单独的平面图、立面图和剖面图，但是诸如已知平面图、立面图画和剖面图这种深层次理解并绘制的内容，只有少数同学能够画出来，尤其是阴影透视部分，单个简单构件还可以画出来，但在建筑施工图上画阴影，依托建筑施工图画透视图，以及画透视图上的阴影，确实是有难度，这三部分内容，有些同学可能想得明白但做不出来，有些同学甚至想不明白也做不出来，呈现出“想明白”和“做出来”不同步的现象。

1.3 教师“供给端”和学生“需求端”不平衡

目前，各大高校的教师都想改变满堂灌的现象，但是现在《画法几何与阴影透视》课程学时少，内容多且难，一般情况下，作为“供给端”的教师，授课供给量是一定的，可是作为“需求端”的学生，每个人的需求是不一样的，有些学生一次性摄入量过多根本吸收不了，导致授课中有些学生看教师的眼神总是迷茫的，很想听但听不懂，呈现教师“供给端”和学生“需求端”不平衡的现象。

1.4 教师的整体数字化水平较低

《画法几何与阴影透视》课程上课只讲授理论知识和CAD二维知识，并不讲解三维软件的使用，对于大多数教师而言没有学习三维软件的动力，大多数教师对CAD三维、BIM三维、3Dmax和SU等三维软件仅了解或会简单使用，没有办法在课程学时这么少的情况下有效利用这些三维软件，故无法冲破课本自带课件中flash动画的局限性，因此，教师的整体数字化水平急需提升。

2 SU软件的优势

SU（Sketch Up）是一款易于使用的3D 建模设计软件，在建筑设计领域得到广泛应用，可以建立各种形式的投影图及三维图，并可以旋转剖切真切观察。可以利用其三维可视化特点，将建立的SU三维模型呈现给学生，帮助学生理解图形。尤其是阴影透视部分的内容，该软件可以将建立的三维模型进行渲染，赋予模型材质和光影表现，将大大提升学习效果。

利用SU制作教学资源库并应用于《画法几何与阴影透视》课程中，有助于提高学生的三维想象力，提高教学质量。

3 SU在《画法几何与阴影透视》课程中的应用

3.1 改进教学模式

为了提升教学效果，提高教学质量，在教学中注意综合使用多种教学方法和教学手段。除了传统教学中使用的多媒体、示范教学之外，还采用了“教、学、做、考、评”一体化教学，课堂内外教学相结合，让学生课上不仅看到资源库里的SU三维模型，课下还能用SU做简单的三维模型，提高构型能力。利用教学模式的改变带动学生学习模式的创新，以激励学生的学习积极性，提升教学效果。

3.2 丰富教学内容

《画法几何与阴影透视》这门课程包含四个部分的教学内容，每个部分根据难度和侧重点的不同，SU融入课程的方式也会有所不同，比如画法几何部分更多的是SU 所建立的三维模型资源库的调用和课上教师SU建立模型的演示，而阴影透视部分更多的是三维模型资源库的调用和课下学生SU建立模型的巩固练习。

3.2.1 画法几何部分和建筑施工图部分

在画法几何部分，根据重点和难点，教师课上利用SU建立截切、轴测图和组合体等形体的三维模型，然后用旋转、剖切、放大、移动功能查看截交线和组合体细节部分的处理，如图1和图2所示；在建筑施工图部分，利用SU创建建筑物模型讲解建筑形体的外部造型，课下同学还可以调用SU 所建立的三维模型资源库进行回顾思考，如图3所示。

图1 棱柱被截切

图2 组合体构型

图3 建筑物模型

3.2.2 阴影部分

点、线、面、体的阴影，大多数学生是能够想明白并画出来的，但将基本体上升为组合体或者建筑局部的阴影时，多数学生想不明白也画不出来，此时SU 制作的三维模型起到很大作用，在三维模型上能很清楚地看到建筑局部的阴影，再反向思维阴影的形成，有效提升了学生的学习效果，如图4～图6所示。

图4 建筑门洞的阴影

图5 建筑台阶的阴影

图6 建筑屋顶的阴影

3.2.3 透视部分

课上可以通过SU现场展示一点透视和两点透视，并且通过变换视距、视高和站点的位置等要素，感受透视图的变化，如图7和图8所示；另外，建筑透视图上加阴影更具真实性，但也是本课程中最难的部分，此时也可以用SU 现场设定光线来展示建筑透视图上阴影的变化，并将其纳入三维资源库供学生课下查看，如图9所示。

图7 棱柱的一点透视

图8 组合棱柱的两点透视

图9 建筑透视图及阴影

3.3 优化考核方式

本课程为考查课，成绩采用百分制。采用过程考核与期末考核相结合，理论知识考核、SU实践技能考核相结合的综合考核评价体系。过程考核占50%，期末考核占50%，过程考核由平时作业、SU 实践技能成果、日常考勤、课堂表现等构成，期末考核采用闭卷考试。

4 推进教师数字化技术技能的培养

建立教师数字化技术（CAD+SU+BIM）培训机制，鼓励教师暑假和寒假去企业实习，深入了解数字化技术目前在企业的应用情况，并积极学习拓展三维软件用于《画法几何与阴影透视》课程中，从而更加丰富教学内容，更好地指导学生建立三维模型，增强建筑设计水平。

5 结语

数字化技术应用于高校课程教学改革是必然趋势，SU 软件应用于《画法几何与阴影透视》教学中能够有效发挥其教学优势，制作优良的SU三维模型教学资源库，课上演示及课后回顾能够有效提升学生学习兴趣，增强自主学习的能力，进而提高学生的创新能力。

《画法几何与阴影透视》课程融入SU 在改进教学模式、丰富教学内容、优化考核方式的教学改革中，有效提升了课程的教学质量，为提高学生专业综合能力奠定坚实基础，为培养未来复合型建筑设计师提供有力保障。