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Abstract: With the development of China's education reform at all levels, the curriculum reform in higher vocational education has become the focus of the research, and as professional building courses, the reform of Building Structure and Drawing Recognition and Architecture CAD has also been put on the agenda. In this paper, it mainly analyzes the curriculum reform, and discusses the content and teaching after the reform, in order to promote the development of higher vocational education reform.
P鍵詞:構造與識圖;建筑CAD;課程改革
Key words: structure and drawing recognition;architecture CAD;curriculum reform
中圖分類號:G423.07 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)09-0199-02
0 引言
課程內容改革作為教學改革的重要部分,其在教學質量提升方面擔任著重要角色,是課程建設當中的重點,而其改革主要是圍繞著提升教學質量中心來進行的,從社會需要出發,培養符合時代社會的專門型人才,而房屋構造與識圖與建筑CAD作為高職建筑類當中的重要教材,自然也是課程改革的重點。
1 房屋構造與識圖和建筑CAD課程改革的價值
高職、高專是為社會培養專門型、技能型人才的院校,其教學改革質量直接關系著人才培養的效果,因而院校應該加強對教學改革的重視,尤其是課程內容改革,充分發揮其在課程建設當中的重要作用,提升教學質量,通過課程內容改革,為社會培養更多符合需要的高素質人才。房屋構造與識圖這門是在建筑制圖與識圖和房屋建筑學基礎上進行編寫的教材,其中所記錄的建筑制圖部分很多內容都是屬于手工繪圖范圍,而現在的建筑繪圖員很多都是用電腦進行繪制,在畫法上很多學生比較難理解,而且以后用到的時間也比較少,實用性不強,因而在課程內容改革的時候,可以考慮將其進行刪減。而在房屋構造部分,有些內容尤其是構造規律方面的內容,對于剛開始學習的一年級學生來說是比較困難的,這些部分都是需要進行改革的重點。而對于建筑CAD課程主要應該是對建筑繪圖和制圖進行講解,但相關建筑圖樣繪制方面的內容卻比較簡單,對于制圖方面的內容比較少,學生在這方面接觸少,對于之后的學習不利,因而需要對其進行調整和改革。為了有效提升學生的學習能力,應該對課程內容進行適當調整,抓住課程教學重點,對學生的實踐能力和學習積極性進行培養,從而促進學生在專業技能方面的提升。
2 設置合理的教學目標
房屋構造識圖和建筑CAD課程是比較基礎的課程,是建筑施工和建筑工程等多門專業課當中的基礎,對于這部分知識的學習不牢固的話,會直接影響到專業課程的學習,也很難做建筑方面的工作,因而應該加強對房屋構造識圖和CAD課程的重視,在課程內容改革上,應該先確定教學的目標,然后從教學目標出發對課程內容進行調整和改革。首先是要培養學生的專業能力,讓學生能夠對建筑房屋結構的制圖標準、投影等知識進行掌握,并且能夠熟練繪制相關的工程土樣,熟練掌握施工圖組成和識讀方法,對圖紙會審的流程進行掌握,對CAD當中的制圖命令和制圖方法進行掌握。二是對學生的方法能力進行培養。讓學生能夠應用所掌握的制圖標準和投影知識對簡單的磚混結構施工圖進行識別和解讀,能夠應用所掌握的制圖標準和投影知識等對框架結構施工圖進行識別解讀,能夠應用所掌握的制圖標準和CAD制圖命令來繪制出一定的建筑房屋圖樣來。讓學生在具備除建筑構造、建筑識圖方面的理論知識之外掌握相應的繪制技能。三是對學生的社會能力進行培養。學生不僅要掌握專業知識,而且還要具備一定的社會交往能力,具有和團隊一起合作完成任務的合作精神,具備和他人進行良好交流的溝通能力,并且具備建筑行業所需要的敬業和吃苦耐勞精神,為學生未來的職業道路打好基礎。
3 建筑CAD和房屋構造與識圖的內容改革
3.1 教學內容結構改革
首先是在房屋構造與識圖課程的內容結構上可以分為三個部分,一是對建筑制圖進行基本介紹,包括建筑制圖方面的基本知識、正投影方面的知識、形體投影和剖切;二是房屋建筑施工圖方面的部分知識;三是房屋構造方面的基本知識,包括構造的規律、做法等等。這一門課程所安排的時間是比較長的,而在改革之后,將其與建筑CAD課程內容進行融合,將第一部分改成先對建筑制圖的基礎知識進行講授,然后對CAD在現代建筑制圖當中的作用和基礎知識進行講解,配合教材當中的內容布置繪圖方面的習題和簡單任務;第二部分將建筑CAD作為講授的中心,在講解CAD過程中穿插一些房屋構造和識圖知識,這樣學生能夠在重點掌握CAD的基礎上拓展房屋構造方面的知識,對房屋構造知識能有個初步了解;第三部分是重點講授建筑施工圖方面的內容,包括如何對建筑施工圖進行認識和解讀,如何繪制建筑施工圖等;第四部分是以房屋構造設計為主要內容,在之前房屋構造知識的基礎上重點對房屋構造和識圖進行講解,并可以在中間穿插一些CAD的制圖內容。
3.2 課程知識點改革
房屋構造與識圖課程當中要掌握的知識點主要是包括:制圖基本知識、投影的基本知識、平面、直線和點的投影知識、軸側投影知識、組合體投影知識、斷面圖、結構施工圖等知識,而在房屋構造方面需要掌握的知識點則是包括民用建筑構造基礎、地下室結構、基礎結構、墻體、垂直交通設施、屋面結構、建筑裝修等知識。而對于建筑CAD來說需要掌握的知識點主要是包括:對CAD的基本認識、CAD間接、繪圖環境、對象特性、幾何圖形繪制、二維圖形編輯、工程尺寸標注、打印等等知識,通過這些知識的掌握,讓學生能夠對建筑房屋結構和施工圖有個初步認識,并且能夠初步掌握CAD當中的制圖方法。
3.3 課程內容安排
一是對于基礎知識部分,主要是包括制圖方面方面的基本知識,投影圖的制作講解,CAD概念的學習,繪圖環境的設置講解等等,在講授的順序上講究從易到難、從概念到技能的順序,重點是對投影作圖進行講解,并且配合大量的手工繪圖練習,讓學生能夠在短時間內掌握手工繪圖的方法,然后對CAD概念進行講解,讓學生初步了解CAD制圖的作用和環境。
二是二維圖形繪制的學習。二維圖形繪制是課程當中的教學重點,首先應該對民用建筑構造進行講述,并對房屋構造在工程當中所起的作用進行講解,然后對構造當中的各個構件知識進行講解,以各個構件為對象對其繪制方法進行講解,比如在給學生們講授直線繪制的時候,要讓學生們掌握如何應用CAD工具執行直線命令聯系,并用直線繪制出房屋構件當中的柱、梁等,讓學生能夠在熟練掌握直線繪制方法的基礎上對包含直線的各個構件繪制方法進行了解,繪制所用的尺寸就采用工程常用尺寸就可以,并且要將尺寸標注和文字標注方法教給學生。同時,為了能夠讓學生盡快掌握CAD繪圖方法,在這一部分的教學過程中可以安排比較多的上機操作,讓學生能夠直接上機進行CAD繪圖練習,這樣既能夠讓學生盡快掌握CAD工具的應用方法,掌握CAD的繪圖命令,認識房屋構件,又能夠為之后的建筑圖繪制打好基礎。對于尺寸標注、打印以及設中心等教學內容,相對來說學生比較容易掌握,因而在課時上可以適當縮短,同時在對建筑構造進行講解的時候,可以不用深入太多進行講解,簡單講解一下基本構件的形式、位置等內容就可以,具體的內容可以在之后的教學當中進行滲透。
三是三維制圖的繪制。這一部分主要是對三維制圖方法和施工圖繪制方法進行講解,讓學生能夠掌握三維制圖方法,學習三維繪圖和編輯命令,對房屋構造的剖面圖和斷面圖等進行繪制,并且在其中加入制圖講解。比如在進行三維制圖講解過程中可以選擇比較典型的六棱錐或是圓角板作為講解的重點,不同的角度上對這些形體的軸測圖進行觀察,并且對軸側投影的形成進行講解,并對軸側投影的做法進行講解。在教學的時候,為了能夠讓學生更加容易地理解,可以選擇比較簡單的臺階或是牛腿柱進行切割,讓學生能夠直觀對剖面體的形成進行認識,并掌握相應的作圖方法,這樣直觀生動的教學方法,能夠擺脫以往單調的講授帶來的弊端,增強學生的學習積極性。在了解簡單三維制圖之后,可以開始講授施工圖的繪制方法,這部分則主要也是以繪圖練習為主,以CAD制圖和手工繪圖相互結合的方式,讓學生在短時間內掌握CAD制圖和手工繪圖的方法。而對于結構施工圖在講解上則是以識圖為主。
四是房屋構造知識。對于這部分應該結合之前將講解過的大體知識來進行,對各個部分的構件特點、類型等進行詳細講解,并且對民用建筑的平面圖、剖面圖設計原理進行講解,對天正繪圖的繪制方法和步驟進行講解,在這部分的教學當中,房屋構造是教學的重點內容,其他的可以作為拓展性內容,讓學生了解就行。
4 結語
通過改革課程內容,能夠有效降低課程教材學習的難度,并且結合適當的教學方法和教學手段,能夠積極調動學生在學習方面的主觀能動性,激發學生的學習熱情,鼓勵學生自己進行思考和觀察,加深學生對于投影知識的理解,同時也能夠對學生的CAD制圖操作水平進行鍛煉,不斷提升學生的學習能力,促進高職院校教學質量的不斷提升。
參考文獻:
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關鍵詞:電子工程制圖;教學;改革
一、電子工程制圖課程的目的及意義
電子工程制圖是電子類專業的基礎核心課程之一。電子工程制圖主要著眼于培養學生建立正確的投影概念,具備一定的空間分析問題與解決問題的形象思維能力,并能夠應用相應的圖形技術語言理解、表達設計思想和開展技術交流。在掌握正確投影概念與國家標準的前提下,側重訓練與培養學生的讀圖、繪圖能力(包括徒手繪圖能力、尺規繪圖能力與計算機繪圖軟件的應用能力),最后在專業大類的層面上,落實與工程實際的銜接。課程的體系架構將工程制圖所基于的投影理論與現代計算機技術的主要成果,通過對學生 “能力”的培養要求很好地整合在一起,既注重了基礎理論的學習,又將先進技術的運用作為一個重要指標落實到了實際的課程教學中,“經典”理論與“現代”技術在課程教學內容的組織上。課程的主要目標是培養學生4種能力,即:空間想象能力、繪制和閱讀工程圖樣能力和計算機繪圖能力。
二、目前電子工程制圖教學現狀
以前傳統的教學方模式及教學思路是基于向學生盡可能多的傳授知識,授課的覆蓋面基本上是從制圖的基本知識、投影基礎、點、線、面到裝配圖、電氣圖,完全講授的方式,學生就是聽眾、觀眾,一味的傾聽,這種教學的結果可想而知了。
針對電子類學生的教學效果來看,大部分的學生沒有較好的掌握繪圖和讀圖的基本方法,只是在教師講授時了解了這種方法,課后基本上就不記得了,課堂上學習的基本知識來不及消化吸收,對于繪圖的基本思想很難應用到實際工作中去,更談不上圖樣的繪制與閱讀。也有對知識理解比較透徹的學生,但看到一幅三視圖很難想象出來它的實際形狀。這都是現在這種純粹的講授模式無法避免的弊端,使學生的理論知識無法與理論完全的聯系起來。針對這種弊端,也出現了精簡傳統內容,增強具有現代特色的內容如計算機繪圖、創造構型、徒手技術等。但又由于課時有限,無法把所有的環節都兼顧上,或者是顧此失彼,就使這種教學方法也存在一系列無法避免的矛盾。針對這種現狀,就要求在電子工程制圖的教學過程中找到并施行一套能夠適應學生更好掌握這門專業課程的教學方案。
三、改革的方向及內容
在教學的過程中,通過與學生交流,了解學生學習的心得,經過分析研究,制定出了一種適高職學生學習電子工程制圖的教學方案。在這個方案中提出電子工程制圖課程的教學包含有以下幾個方面: 制圖的基本知識和技能、投影基礎、基本體的投影、常用電子元器件外形結構和緊固件的畫法、電子產品零件圖的繪制、電氣圖和計算機繪圖。這幾部分相互結合,合理分配實踐,多媒體教學與傳統授課并存,手工繪圖與計算機繪圖結合,完成常見電氣、電子圖形的繪制工作。
開始教學時,要重視第一堂課的效果,這對培養學生的興趣至關重要。在第一堂課中老師應該簡要地向學生介紹該課程的性質和作用,課程目標(知識目標和能力目標),教學方法和考核方式,激發學生學習的積極性。在講授的過程中以多媒體課件和實際物件的演示,加強學生實踐的指導。例如,如何更好地繪制電路原理圖。
在選擇教材上,經過反復比較后,選用了西安電子科技大學出版社出版的電子工程制圖(含習題集)。它與機械類教材相比,主要壓縮了畫法幾何的內容,增加了常用電子元器件外形結構、電子產品零件圖、電氣圖等內容,符合電子類專業學生的學習要求。縱觀全書的內容,包含的內容較多,在授課的方式上做了一定的改革,采用項目化教學,增強學生的實踐動手能力。
“師者,傳道,授業,解惑也”, 長期以來,教師的教學工作是必須緊扣基礎知識的傳授和基本技能的訓練。在教育教學的全部過程中,教師工作的一個極其重要的任務是使學生“學會學習 ”。教師的工作要從“教會知識”轉變到使學生“學會學習”。教師的工作要使學生變“接受”為“創造”。在電子工程制圖教學過程中要引導學生正確的去分析問題,培養他們的空間想象思維能力、繪圖的實際技能。
在目前高職院校的課程教學中,內容多與學時少的矛盾已普遍存在,這一矛盾在少學時的電子工程制圖的教學中顯得尤為突出。在教學過程中,將全書重新分成八個項目,制圖的基本知識和基本技能、投影基礎、基本體的投影、常用電子元器件外形結構圖和緊固件的畫法、電子產品零件圖的繪制、裝配圖、電氣圖、計算機繪圖,改變傳統的章節教學。學生不喜歡抽象、復雜的理論知識,喜歡動手操作,不愛思考。所以采用項目化教學,把枯燥的理論溶于項目中。
在教學過程中,用實際案例導入章節內容學習,激發學生學習熱情;做到“教、學、做”合一 。“教” 不僅是把知識裝進學生的頭腦中,更重要的是引導學生會分析和思考問題;強調學生在學中做,在做中學,在實際繪圖的過程來掌握相應的理論知識與基本技能,以 “必需、夠用”為度講授理論知識。部分章節內容組織學生分組交流討論,分析、研究電子產品圖形,展開充分的對話和溝通,形成合作學習;項目點評與展示,師生共同歸納總結,鼓勵學生“自我評鑒” ,自我完善。
選項目要與實際相結合,選擇實用的、學生感興趣的比較熟悉的項目,吸引學生。還要考慮到學生的實際能力,難度適中為好。難度過小,沒有挑戰性,學生不愛做,也起不到鍛煉的效果;而難度太大,學生經過多方努力仍不能做好,容易產生畏難情緒,挫傷學生的學習積極性,變得不愛學習。選好項目后,具體項目的展開的步驟:
(1)具體工作情境的設置(繪制的圖形)
(2)準備工作(繪圖工具、儀器、比例、圖幅、圖紙、繪圖軟件)
(3)布局、底稿的設計
(4)修改、定稿
(5)繪制中具體知識點的解決
(6)作品點評和展示
讓學生對任務能夠產生形象直觀的認識并加以聯想,明確任務目標,有助于項目的開展。
在電氣圖這一章教學時所采用的教學方法:
(一)實物展示
教師首先通過多媒體及實物展示幾幅電原理圖和印制板圖,讓學生自己分析討論其特點,由此導出電氣圖樣的相關概念、電氣圖的類型、特點、構成、繪制步驟等規范要求(由實物導出概念,討論加講解,印象更深刻)。
(二)案例制作:電路圖的繪制(學生為主體,解決操作問題)
教師介紹此案例繪制的要求,并點出注意事項。學生討論此案例的設計風格,應用并設計草圖;在圖紙上繪制電路原理圖,教師在一旁加以指導。教師可以介紹其繪制步驟:(1)將全圖按主要元件分成若干段;(2)排列主要元件的圖形符號,并注意將各主要元件盡量位于圖形中心水平線上;(3)分段畫入各單元電路,并注意前后上下的疏密和銜接;(4)檢查無誤后,描深;(5)標注各元件的位置符號及有關附注(文字、波形、說明);(6)最后審查、核對,完成全圖。學生繪制作品底稿完成后,分析每位同學的底稿,教師可參與分析問題所在,不足之處加以修改。
(三)作品展示
學生繪制完成后,每位同學展示自己的作品,并自評。
四、總結
關鍵詞:應用轉型;園林制圖;教學改革
中圖分類號:TU986-4;G642
十二五期間,國務院根據國內經濟發展變化和國家高等教育現狀,對地方本科院校人才培養提出了新要求,要求地方院校積極探索向應用技術型發展,培養與之相適應的技能型人才[1]。我校目前處于積極推進應用轉型的發展階段,園林專業積極申報應用試點,針對專業課程進行教學改革要求,重點對園林制圖課程進行教學改革。
園林制圖是園林專業的重點專業基礎課,實用性強,重點是培養學生的尺規作圖和識圖能力,掌握園林制圖規范,訓練手工繪圖、園林素材表現。能熟練識別各類園林工程施工平面圖、立面圖、剖、斷面圖、鳥瞰圖的,以適應園林行業應用型人才需求的能力培養。
目前,各高校園林專業一般都相應開設有園林制圖課程,課程教學都有各自特點。國內對園林制圖課程的教學研究主要集中在教學模式的探討、創新能力的培養、就業技能、實踐教學的探討探討等方面,如周麗娟等提出的“拋錨式”教學方法研究,田建林、楊海榮提出的就業技能談園林制圖課程教學改革等[2],這些研究范圍較廣,但缺少對本科高校應用轉型背景下的園林制圖教學改革的系統研究。重慶三峽學院地處三峽庫區腹地,正處于應用本科轉型發展階段,針對西南地區特有環境和行業背景,本研究根據學校應用轉型的要求,結合專業實際從教學內容、教學手段和考試考核等方面進行積極探索和改革,以期為全面提升教學質量,培養適應西南地區市場需求的應用型、創新性復合人才,具體內容如下:
1 教材知識體系調整
1.1 現有教材的知識結構 我校園林專業園林制圖課程選用的教材是吳機際主編的《園林制圖》,包括習題冊。內容主要包括三個部分。第一、園林制圖的基本知識,主要是制圖規范,包括圖紙、圖框、線條、比例、文字等方面的國家標準規范。第二、投影原理,此部分主要對于理解園林工程施工圖的繪制原理進行講解,包括點、線、面、體的投影、軸測投影,陰影和透視部分。第三、園林施工圖識圖,包括建筑施工圖、綠化施工圖、結構施工圖的識別。教材內容以第二部分內容占絕大篇幅,其次是園林工程圖的識別,園林制圖規范和基本知識所占比例最小。
1.2 對教材熱蕕牡髡 經過近幾年的工程制圖課程教學經驗,結合實際應用,根據學校應用轉型要求,園林專業需對現在教學內容做出部分調整:①、增加對園林制圖基本知識,即園林制圖規范的教學內容;②、加強對園林要素的手繪教學包括課堂和實踐訓練;③、減少部分投影知識的講解,因為此部分內容應用性不強,教學效果不佳,面面俱到反而增加學生學習負擔。
2 園林制圖課程教學內容改革
2.1 強化制圖規范要求制圖規范是園林制圖基本要求,是技術人員識圖和工程施工的重要語言,必須按照國家建筑行業標準規范執行。而在現實中,同學們對這方面的重視程度較低,隨意性較普遍[3],比如:字體、圖例、比例、線型各式各樣,沒有嚴格按照要求繪制,作圖較隨意,這方面的標準制圖意識淡薄,勢必會對日后工作中的交流和應用形成障礙。平時教學中需加強對規范知識的講解并強調,并通過大量施工圖紙的抄繪練習來形成良好的規范制圖習慣。
2.2 強化園林要素徒手表現能力 徒手表現園林素材的能力是園林設計者必備技能,需要通過大量的訓練,在前期方案表現很有幫助。通過嫻熟的手繪可以迅速表現方案意圖和方案交流。同學們需要練就扎實的素材表現功底,比部分內容通過平時作業的布置和通過實踐課時來加強,并在后期課程不斷強化,主要包括園林植物、山石、水體、建筑小品和線條的鉛、鋼筆表現技法。
2.3調整投影知識部分內容投影原理是園林制圖的主要原理,對于學生理解平面圖、立面圖、剖面圖有很大幫助。其中的點線面體基本投影、透視陰影知識對學生理解具有好的效果,但是有一部分關聯度低的效果較差,對學生的學習適得其反,形成負擔,比如球體的投影、相交線、相貫線等知識點,在具體教學過程中可進行刪減。
2.4調整工程制圖教學內容 按照課程教學大綱要求,園林制圖主要講述投影原理和畫法幾何的實踐,由于課時原因,對于工程圖的識別部分重視不足,沒有很好的掌握,但恰恰這部分內容在日后工作中實踐性很強,需要熟悉園林結構、建筑、綠化種植施工圖、大樣圖、平面圖、立面圖、剖面圖等等。所以需要把這部分內容進行重點講解,做一調整,需要識別即可。確保學生能夠見圖識別理解圖面意思。
3 園林制圖教學方法改革
3.1 空間想象引導教學法 園林制圖中有很多投影方面的知識點需要進行空間思維的轉化,對于初學者有一定的難度,很容易一個小知識點沒聽懂導致對后面的內容變得枯燥以至于失去學習的興趣。所以在教學工程中通過模型和多媒體演示幫助學生理解,提高空間思維想象能力。該方法主要是通過建立平面幾何圖形與空間立體關系的方式,鍛煉學生二維空間與三維空間相互轉換的空間思維能力[4]。在實際教學過程中,通過空間思維引導,實現學生對制圖原理的理解。(表 1)。
3.2 項目教學法 園林制圖是一門實踐課程,僅僅通過課堂講述效果未必明顯,和其他理論教學一樣會出現課堂興趣低落、教學效果不明顯現象。通過實際案例,把和市場結合緊密的具體規劃項目在教學中應用不僅可以達到教學效果還可以提高學生學習興趣[5]。比如一個學校或者一個小游園的施工方案圖,里面包括施工總平面圖、放線定位圖、土建施工圖、節點大樣圖、園林建筑施工圖、綠化施工圖等等一系列比較全面的套圖紙。通過案例講解,同學們能夠更好的接受和理解。通過該項目結合園林制圖教學 :①可以將課程中單一知識點聯系到項目的具體內容;②可以將多個知識點聯系到項目的關聯內容;③可以將整個課程內容聯系到系統的整個項目,可以由點到面,由簡單到復雜,由個體到系統,對學生系統掌握園林制圖有重要意義。
3.3 考評結合法 教學效果需要通過考核來評判和檢驗。教學方法的執行情況及效果如何需要通過考評來檢驗。為了保證教學計劃順利進行,結合培養方案中的園林制圖課時量,理論課時24,實踐課時16。為達到較好的教學效果,制定如下考核制度:①園林制圖期末考核成績組成 :總成績 100 分 ,其中平時成績(出勤+作業)占 20%、實踐實訓占30% 、考試占50% ;②制定實踐制圖的成績量化辦法,圖紙內容主要是園林施工圖的抄繪練習,包括各類園林工程圖,園林要素鋼筆表現圖。需嚴格按照規范繪制。對每次布置圖紙進行嚴格審查并給出量化分,最終按照比例匯總成實踐實訓分。繪圖實訓成績量化辦法,實訓繪圖的內容以各種工程制D、園林圖表現、園林圖規范制圖為主,教師對實訓繪圖按學生每次完成的情況打分量化,最后由匯總的成績得出每位學生的最終繪圖實訓成績[6] (表2)。主要目的在于訓練和強化同學們對園林制圖的規范操作和對園林工程圖的識別和熟悉。
4 結語
應用轉型是一個系統,需對學科、專業、課程進行探討。在我校本科應用轉型的背景下,對園林制圖課程做出必要的改革探索,以培養方案為基準,從對教材內容的調整、教學方法和手段、考試考核等方面進行改革,從而更好的適應新形勢下市場對人才的需求,培養專業的應用性人才。同時通過本課程的成功探索,可以為風景園林專業的應用轉型提供堅實支撐。
參考文獻:
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關鍵詞:土建專業;建筑制圖教學;教學模式
1.引言
建筑圖是所有信息的載體,所以它也是做工程界的技術語言.建筑制圖是土木工程建設設計專業施工管理專業,房屋地產的運營和開發專業的必修課,是最基本的技術性文件. 土建專業學生進入大學后,第一學期都會開展面廣量大的建筑制圖課程,對于沒有制圖基礎的低年級學生而言,建筑制圖擔負著培養學生的空間想象能力,讀圖制圖能力的重要任務。課時長,內容多,要求學生空間想象能力提升要快,如果按照以往以課堂講授為主而不注重和實際結合的教學方式學生在學習起來較為吃力,如何快速提高學生的空間想象力和讀圖能力呢?本文通過分析目前學生在學習工程中普遍存在的相關問題,從研究教學組織方式、具體課程進度安排和實踐效果等方面介紹了在學生中開展實驗型教學研究的情況.
2.操作型教學的組織方式的側重點:
2.1 注重教學方法改革的獨立性和綜合性
當前在建筑制圖教學中更加需要強調的是獨立性、綜合性。①自主性。建筑制圖教學改革要注重學生制圖設計方案的獨立性、實施過程的自主性,同時注結合教師的指導作用。②綜合性。融合多繪圖方法、采取多種認識空間形體的手段、經過形體組合切割等系列變化、最終得到正確投影圖。綜合性制圖教學主要目的在于培養學生的空間想象能力。
2.2注重培養學生的創新意識和實踐能力
建筑制圖的操作型教學是指學生利用圖形,模型和電腦,通過觀察、分析、綜合、設計等獲得知識、發展能力和養成素質的教學活動。通常的建筑制圖教學過程,在開始時往往注重在教師指導下,通過基本訓練掌握基本知識、基本方法和基本技能。隨著教學進程的不斷深入,學生空間想象能力逐步增強,制圖深度不斷增加, 建筑制圖教學活動要逐漸過渡到學生自主研究探索,獨立思考創新的階段。
2.3 注重建筑制圖教學的基礎性、系統性和層次性
建筑制圖教的基礎性即是讓學生掌握建筑制圖的畫法幾何、投影原理、讀圖技巧,培養學生利用計算機繪制建筑圖的基本能力。這是建筑制圖教學對學生的最終目標。
建筑制圖操作型教學的系統性即是提供系統的基本知識體系,使學生形成在相關領域繼續學習的穩定的能力基礎和行為習慣。系統性主要體現在對教學內容的選擇和教學環節的安排上。操作型教學內容的選擇要注意:實踐與理論的平衡、基礎與前沿的平衡、單項分解原理與綜合設計創新的平衡、科學原理與工程技術綜合應用的平衡、循序漸進與研究探索創新的平衡。建筑制圖教學環節的安排:突出綜合訓練、突出獨立思考、突出基本訓練基礎上的研究與探索、突出創新、突出課內課外一體。
操作型教學的層次性即是在教學過程中必須貫徹因材施教的層次性原則。這就要求即是應該既要有普適的統一基本要求,又要有多樣化、多類型、多層次的適應性要求。操作型教學的層次性體現在三個方面:課程要求的層次性、實驗內容要求的層次性、實驗過程要求的層次性。
3.教學改革方案的制定和實施方法
3.1轉變傳統教學方式
在以往的傳統方式教學中,學生的空間思維能力提高地較慢,點線面的投影,直線與平面、平面及平面的相對關系,及其投影作圖,由于不直觀,學生掌握的效果并不令人滿意,常常是事倍功半。稍微復雜的組合或者變換容易出錯。針對這種情況,可以采用操作型教學以提高學生的空間想象能力和空間邏輯思維能力,將傳統的教學方式改變為三維立體的相關位置空間邏輯思維和形象思維能力訓練,并且將讀圖和制圖通過實際練習緊密聯系起來。由于三維立體的直觀性較好,所以既大大的降低了難度,又能更緊密地與讀圖制圖聯系起來,簡化了畫法幾何的內容和難度,加強投影制圖教學的同時,既深入淺出地使學生掌握了原理,又較快地培養了學生的讀圖制圖能力,同時也提高了學生的電腦制圖能力,是較為行之有效的教學方式。
4建筑制圖操作型教學的重點實施方式
4.1結合PPT動畫課件講解例題,增加直觀性
4.2結合習題集,教學生制作基本形體模型,可以采取用橡皮泥等方式制作,簡便易于操作
包括長方體,正方體,三棱柱,三棱椎,四棱臺,圓球體,圓柱等。方便進行形體的疊加,分割,學生興趣較為濃厚,理解起來較快,使得空間想象能力在實際操作中得到鍛煉。
4.3運用計算機繪圖軟件,讓學生動手繪制施工圖,同時也可以用計算機軟件繪制三維形體,使學生將學習過程快速和空間形體聯系起來
5.建筑制圖操作型教學的教學效果
通過建筑制圖的操作型教學,學生反映產生了良好的后續效果,其中包括:
5.1激發了求知欲
學生為了能設計出一套完整的建筑圖,必須對所有的工種有個較全面的認識,因此在實習中,要領悟制圖原理和技巧。在設計階段,學生們可以說是絞盡腦汁,極大程度地開動自己的思維,充分運用所學知識做到準確完整全面地繪制圖紙”。
5.2提高了理論結合實際的能力
理論不同于實踐,實踐過程中會發現設計中不合理或不能實踐的部分,這就要復習有關的知識、更正、完善方案,然后再實踐、再完善,直到方案中的每個細節都能實現為止。建筑制圖的操作型教學教會了學生如何把理論轉化為實際應用。
5.3鍛煉了分析問題、解決問題的綜合能力
建筑圖的設計方案不止一個,學生通過建筑制圖的操作型教學知道了如何進行多角度的設計,同時進行幾個方案的對比,最后選定最優方案。這更多的是對學生綜合能力的一種考驗,促使學生應該主動地尋找答案,這樣比老師直接教授效果要明顯得多。
5.4增強了操作能力
通過建筑制圖的操作型教學,學生進一步鞏固了建筑圖紙的閱讀和繪制的具體原則方法,操作技能比往屆的同學得到了更有效的提高。
5.5為今后走向社會打下基礎
建筑制圖的操作型教學使學生在工程實踐能力、設計能力、空間想象能力,整體及細部觀念方面受到了培養和鍛煉,這對我們學生來說是系統的鍛煉。對今后的工作和學習有著深遠的影響。
參考文獻:
[1]何斌,陳錦昌,王楓紅. 建筑制圖.高等教育出版社.2010
關鍵詞: 多媒體教學; 手工繪圖; CAXA軟件
一、學習電子工程制圖的目的及意義
隨著現代科學技術的快速發展,知識的更新越來越快,社會各界對高等教育提出了更高的要求。特別是隨著電子計算機、多媒體等新知識技術的出現及日益成熟,傳統的教學內容、教學方法、教學手段等均不能適應技術發展的要求。
實用電子工程制圖是一門研究工程圖樣的繪圖原理和讀圖方法的課程,作為工科學生一門必修的技術基礎課程。工程圖樣是表達和交流技術思想的重要工具,是工程技術部門的一項重要技術文件。通過該課程的學習,可以培養學生的空間想象思維能力以及讀圖、繪圖的實際技能,培養學生空間分析能力和解決空間幾何問題的能力。學好這門課程不僅為學生學習后續的電路方面課程、完成課程設計和畢業設計不可缺少的基礎,更是學生畢業后從事高級工程技術工作的基礎。
二、目前電子工程制圖教學現狀
傳統的教學模式及教學思路是基于向學生盡可能多的傳授知識,授課的覆蓋面基本上是從點、線、面到裝配圖,完全講授的方式,學生就是聽眾,一味的傾聽,這種教學的結果可想而知了。
針對電子信息專業、自動化專業及計算機科學與技術專業的學生的授課結果來看,大部分的學生沒有較好的掌握繪圖和讀圖的基本方法,只是在講授的瞬間了解了這種方法,下課之后基本上就不記得了,課堂上學習的基本知識來不及消化吸收,對于繪圖的基本思想很難應用到實際機件的平面圖繪制上面來,更談不上機械圖的繪制與閱讀了。也有對知識理解比較透徹的學生,但看到一幅三視圖很難想象出來它的實際形狀。這都是現在這種純粹的講授模式無法避免的弊端,使學生的理論知識無法與理論完全的聯系起來。針對這種弊端,也出現了精簡傳統內容,增強具有現代特色的內容如計算機繪圖、創造構型、徒手技術等。但又由于課時有限,無法把所有的環節都兼顧上,或者是顧此失彼,就使這種教學方法也存在一系列無法避免的矛盾。針對這種現狀,就要求在實用電子工程制圖的教學過程中找到并施行一套能夠適應學生更好掌握這門專業課程的教學方案。
三、改革的方面及內容
在教學的過程中,通過與學生交流,了解學生學習的心得,經過分析研究,制定出了一種適應本科學生學習電子工程制圖的教學方案。在這個方案中提出電子工程制圖課程的教學包含有三個方面:多媒體教學、手工繪圖、計算機輔助設計制圖,這三個部分相互結合,合理分配實踐,多媒體教學與傳統授課并存,手工繪圖與計算機繪圖結合,完成常見機件的繪制工作。
開始教學時,要重視第一節課的效果,這對培養學生的興趣至關重要。在第一堂課中老師應該簡要地向學生介紹本課程的地位和作用,特別介紹該課程在后續課程中的作用和在社會實踐中的位置,當他們了解制圖課的基礎地位和它的實際作用,清楚了這門課的重要性后就會重視它,并且激發他們學習這門課的積極性。在講授的過程中一定要重視實際物件的演示。例如,要求判斷一條直線與一個平面的交點的可見性,就要根據已知的兩面投影來判斷直線與平面的相對位置,從而判斷其可見性。
在選擇教材上,經過反復比較后,選用了高等教育出版社出版的非機械專業使用的實用電子工程制圖及配套習題集。這套教材與機械類教材相比,主要壓縮了畫法幾何的內容,添加了電子電氣圖樣簡介、電氣工程圖和電子產品零件圖等內容,此書的章節安排合理并且恰好符合電子類專業學生的學習要求。縱觀全書的內容,包含的內容較多,為了能夠在原有課時的基礎上完成教學任務,在授課的方式上做了一定的調整,對于理論性較強的,并相對容易理解的內容或使用講授的教學方法和手段費時費力而又難以表達清楚、學生聽起來枯燥乏味的內容采用多媒體教學,制作多媒體課件。比如后面的章節:電子、電氣圖樣簡介、電氣工程圖、電子產品零件圖、裝配圖等采用多媒體教學。同時對于一些投影的基礎知識的理論部分也采用多媒體教學。工程制圖中還包含有很重要的繪圖知識,就采用講授并且是手工繪制方式,著重講解如何去分析給定的三視圖中兩個圖形,想象出實際的形狀,這樣才能夠更好的繪制出其另外的一個視圖,或者根據實際的組合體,分析從什么角度觀察其形狀有利于制圖,把這些方法了解了之后再去繪圖就比較簡單了。針對不同的教學內容和教學對象采用不同的教學方法和手段,不強求形式上的統一,講授教學手段、電化教學、CAI課件并行,更有利于提高教學效果。
老師的任務就是講授理論知識,并且引導學生正確的去分析問題,培養他們的空間想象思維能力、繪圖的實際技能。學生要具有一定的繪制和適度機械圖樣的能力,就要求他們在接受老師的講解之后,自己要從事大量的制圖習題。可以根據所選用教材配套的實用電子工程制圖習題集,通過手工繪制平面圖,從點、線、面的投影到組合體的三視圖的繪制,逐步培養工程平面圖的繪制能力。手工繪圖是基礎,是培養讀圖和識圖的根本途徑。只有熟練掌握了手工繪圖的方法,在使用計算機繪圖的時候才能得心應手。
計算機輔助繪圖技術是一種繪圖環境和工具,只有已學會工程制圖知識的人才能更好的掌握和使用計算機繪圖。如果學生沒有熟練掌握手工繪圖的步驟,計算機命令用得再熟練,也不能完成繪圖工作。比如:學生在“圓弧連接”中未能掌握兩直線間圓弧連接的步驟,那么在計算機繪圖中他就不會找圓心、確定半徑,也就無法完成連接圓弧。又如:工程制圖中的投影規律是:主、左視圖高平齊,主、俯視圖長對正,俯、左視圖寬相等,學生領會后,在計算機繪圖中,就會很快掌握計算機繪圖時三個視圖要兼顧,從而明顯提高繪圖的速度。所以,面對如今社會對計算機繪圖能力的需求,我們一定要明確:手工制圖是根本,是基礎。沒有堅實的手工制圖做基礎,就難以成為優秀的設計者。
我們就必須在掌握好使用電子工程制圖課程的基本知識的基礎上,努力培養和提高作為現代CAD重要組成部分的計算機輔助繪圖技術,能在計算機上繪制出符合國家標準和工程要求的圖紙。
在目前院校的課程教學中,內容多與學時少的矛盾已普遍存在,這一矛盾在少學時的工程制圖的教學中顯得尤為突出。傳統的教學過程中為了提高繪圖效率引入了AutoCAD,但由于它設置參數較多、操作煩瑣,缺乏較強的工程圖“導航”功能。在畫“立體及其表面點、線的三面投影”、“截交線的投影”、“相貫線的投影”以及繪制三視圖方面并無多大幫助,學生用AutoCAD繪圖感覺比手工還慢。顯然必須要進行教學改革,要進行改革首先就要解決計算機輔助繪圖軟件好用易上手,短時間內能基本掌握它,其次,該軟件還必須要有較好的人機界面以及符合中國工程制圖和操作習慣。要有好用的投影“導航”功能,利用它學生可以很容易地理解工程圖的投影關系,明白工程圖的閱讀和繪制的原理和方法,而且讓繪制工程圖更簡潔。
由于國產的CAXA電子圖板和CAXA實體設計軟件具有易學易用、滿足國家制圖標準的特色,比較能滿足目前教改的需要。CAXA電子圖板2007默認的系統設置能滿足學生初學工程圖的基本需要,圖框、標題欄都可以隨時調用,它們符合國標且文字輸入非常方便。其繪制等分點、平行線、多邊形、中心線、軸和孔、標注倒角、粗糙度和公差等功能很好用,繪制三視圖時具有導航功能,能解決學生繪制三視圖困難的問題,也給講授工程圖樣的原理和方法帶來了極大的方便,大大提高了教學效率。
通過以上三個方面研究和學習,使學生能夠更好的掌握電子工程制圖這門課程,培養了學生的空間想象思維能力以及讀圖、繪圖的實際技能,培養學生空間分析能力和解決空間幾何問題的能力,并且在CAXA輔助軟件的作用下,使工程制圖的效率更高,適應現代科技的發展需求。為學生學習后續的電路方面課程、完成課程設計和畢業設計提供了一定程度上的作用,同時更為學生畢業后從事高級工程技術工作的提供了基礎。
參考文獻:
[1] 高慧.畫法幾何與工程制圖課程的教改思考[J].北京:北京工業職業技術學院學報,2004.
[2] 丁歡.實用電子工程制圖課程教學的研究與實踐[J].大眾科技,2009.
關鍵詞:高職高專;建筑制圖與識圖;教學模式;期末考核
中圖分類號:S771.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一、課程性質和學習目的:
《建筑制圖與識圖》是建筑工程相關專業中一門實踐性較強的專業基礎課。本課程主要解決的是學生在學習專業課程之前的理論基礎問題,所以將該課程定位為一門專業基礎課。它在建筑專業中起著承上啟下和貫徹始終的作用。教學質量的好壞將影響到學生對后續專業課程的學習和課程設計。尤其是今后實際工作中的現場施工以及CAD工程制圖。本課程重點培養學生繪制和閱讀建筑工程圖樣的基本能力,使學生掌握投影法的基本理論及其應用,具備對三維形狀與相關位置的空間邏輯思維和形象思維能力、閱讀建筑圖樣的初步能力,此外,在教學過程中還必須有意識地培養自學能力,分析問題和解決問題的能力,認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風。本課程經常用到初等幾何的一些定理和作圖方法等基礎知識。因此,在學習本課程之前必須具備初等幾何,特別是立體幾何的基本知識。
高職高專院校所培養的學生是面向生產第一線的實用型人才,是以實用技術能力和基本專業素質的培養為主的,它與本科所培養的目標有所區別。“建筑制圖與識圖”是高職高專院校建筑工程技術、工程造價、建筑裝飾工程技術等與建筑相關專業的通用能力課,既是后續專業課程學習的基礎,又是具有獨立培養學生識圖和繪圖能力的課程。為了讓教學重點更加突出,教學效果更加顯著,知識能力有效地轉化為崗位能力,必須根據專業特點制定課程標準。因此,教學上必須要有所側重,應以“應用為本,夠用為度”原則,強調“識圖為主”、“以畫促識”。學習的主要目的是看圖,即“識圖為主”,而看圖與繪圖是相輔相成的,只有通過一些必要的繪圖才能深刻理解投影規律,而繪圖是看圖的逆過程,因此,必須要求學生進行適當的繪圖,從而以繪促識。此外,教學上應以“應用為本,夠用為度”原則來引導學生,降低課程的學習難度,盡量符合高職高專學生的低起點特點。
二、課程設計標準
在課程設計上,根據高等職業技術教育以服務為宗旨,就業為導向的辦學要求,結合建筑專業人才培養方案,針對性地安排課程教學內容。遵循學生的專業認知規律,由淺入深安排課程內容順序。以激發學生學習興趣和對專業熱愛為目標進行內容設計。教學內容主要分三部分,第一部分為投影原理及在工程中的應用,這是制圖課最基本的理論知識。主要包括點線面的投影、立體投影、軸測圖、組合體、剖面圖和斷面圖,要求學生能夠掌握三視圖原理及基本應用,具有一定的空間想象能力;第二部分為國家制圖標準,規定了建筑施工圖紙的元素符號含義、線形比例要求等,是制圖與識圖必須遵守的標準尺度,也是工程界交流的標準語言,要求學生熟悉制圖國家標準的基本規定,學會正確使用繪圖工具和儀器,掌握繪圖的方法和技巧;第三部分為識讀建筑工程圖紙,主要內容包括識讀建筑施工圖、結構施工圖和給排水施工圖,要求學生掌握繪制與識讀一般工程施工圖的方法,能正確識讀施工圖中專業信息,即能看懂施工圖,使今后具體工作中能達到按圖施工的目的。在整個教學過程中,注意對學生自學能力、自信心的培養;注重思維方法的訓練,使學生在學習知識的同時,掌握思維方法提高解決問題的能力;對日常作業嚴格要求,養成對工程問題一絲不茍的作風。
三、教學實施意見
(一)教學模式
建議采用多元化教學模式進行教學。
1. 啟發互動式教學方法 “建筑制圖與識圖”部分內容相對枯燥,比如投影知識部分,如果一味地靠教師講解,會造成信息傳達與接收嚴重脫節,學生會對課堂失去興趣,因此在教學過程中對課堂內容要進行精心設計。應引導啟發為主,通過提問、交流、答疑等方式,解答學生問題的方式。教師在教學過程中精心設計每一個教學環節,對于新問題的提出常常采用設問、反問等方式。
2. 討論、互動式教學方法興趣是最好的老師,一些問題可以通過課堂討論的方式來解決。讓學生參與到教學活動中來,成為課堂的主體,這樣既調動了學生的積極性和主動性,激發他們的學習興趣,又活躍了課堂氣氛。應多采用互動教學模式,不再是教師對學生單方面的影響,也不是那種填鴨式的教學思維,而是比較重視信息的多維度共享。師生之間不再是單純的知識傳授,而是變成朋友式的對話與切磋,他們共享知識的樂趣通過對信息的接受與理解,從而達成師生及生生之間的意思一致。
3. 多媒體+黑板+模型多種教學手段的優化組合 整個教學過程全部應使用多媒體課件進行教學。這樣大大豐富了教學內容,增加了信息量。清晰的圖形,鮮明的色彩,栩栩如生的動畫,動靜結合,生動有趣,大大激發了學生的學習興趣,以多媒體為主輔以傳統的黑板教學和模型展示立體形狀的優化組合教學方式,有利于培養學生能夠從物到圖,再由圖到物,形成較強的形象思維能力。
其中,教師在重點難點問題的教學中一定要注重學習方法的傳授。 如組合體的畫圖和識圖這部分內容,教師一定要把形體分析法當作重點來講。根據形體畫三面投影圖時,教師首先要把復雜形體分解成若干個簡單的形體,分析各組成部分的相互關系,然后根據相互位置分別畫出各個簡單形體的三面投影面,再進行整合完成組合體的三面投影圖;根據三面投影圖想象形體的立體形狀時,教師要教會學生將三面投影圖綜合起來分析,根據投影規律和特性找出它們的內在聯系,從整體到局部,逐步剖析,最終想象出形體的結構形狀。(二)多種教學方法的運用
1. 多媒體教學
本課程基本概念多、涉及面廣,為了便于學生理解,調動學生的積極性,提高學生的綜合素質和技能,本課程組以多媒體課件、立體化教材、網上資源等為載體,建立了參與式、互動式、仿真式的教學方法體系。
2.建立多渠道、獲取式大教學系統的教學方法體系
針對目前學生自主性、實踐性較差的特點,堅持以學生為中心的教學理念,改變傳統教育中以課堂為主的灌輸式教學方法,鼓勵學生自主學習,實施多渠道培養的獲取式教學方法,在教師的必要指導和寬松學習環境條件下,讓學生能夠主動利用多條獲取知識的渠道(比如網絡),自主地、選擇性地去獲取知識。
3.創造多種形式的互動式課堂教學
在課堂教學的過程中注重理論聯系實際,啟迪學生的思維,激發學生的潛能,加深學生對有關知識、理論等內容的理解。此外,還可采用多媒體等輔助教學手段,以及互聯網上相關工程資料信息、圖紙的下載,以加大課堂授課的知識含量。
四、考核方法
考核是鞏固學生所學知識、檢查課程教學效果的重要教學環節。《建筑制圖與識圖》是一門實踐性較強課程,如果采用單純的筆試考試的方法來考核教學效果,并不能完全反映學生對整個知識的掌握情況,因此,有必要對現行考核評價進行革新,更加關注學生學習的過程、知識的應用和能力的培養。課程總成績由平時成績、實訓成績和期末考試成績組成。其中平時成績、實訓成績各占30%,期末考試占40%。平時成績由出勤率、課堂互動性、作業完成情況等組成。實訓成績主要考核學生繪圖、識讀實際工程圖紙的能力,實訓成績教師可以在每學期安排時間分次進行,在課堂上提問進行實際訓練,其內容包括在互聯網上查閱相關實訓資料以及實際工程圖分析等。期末考試通過筆試的方式主要考核理論知識的掌握情況以及綜合知識的應用能力,但題目并不全部來自教材,應綜合考慮就業崗位和職業資格考試等因素,做到試卷充實化、實用化,以此促使學生重視平時積累知識、重視實踐環節、培養自身綜合素質。綜合的成績更能體現本課程的特點,促進學生重視教學過程和課內外實訓,可更全面地反映理論實踐知識的掌握情況。
五. 結語
《建筑制圖與識圖》課是一門實踐性較強的技術性專業基礎課,它的教學是一個復雜的工程,提高這門課的教學質量和水平在于要求學生多觀察、多練習、多實踐。教師多傳授、多指導、多示范。根據本課程的特點,發揮教師的主導作用,激發學生的學習熱情,在有限的課時中達到最佳教學效果是我們需要研究的課題。我們應不斷的深入研究,根據專業目標、課程特點,設計該課程的最優化教學模式,以取得良好的效果。
參考文獻:
[1] 李志宏,王偉,李津石.就業導向—高等職業教育改革與發展的主旋律[J].中國大學教學, 2003(11): 35.
地理信息系統(GIS)是采集、存儲、管理、分析和描述地理信息的空間信息系統。GIS誕生于20世紀60年代,隨著人們對資源、環境和災害防治等問題的日益關注,其在短短五十年的時間里得到蓬勃發展,從一開始僅在地學領域應用到現今幾乎深入社會生活的各個領域。GIS的迅速發展,帶動了大量相關人才的需求,對GIS教育提出了更高的要求[1]。
GIS涉及計算機、測繪、管理等多學科,從理論和技術方法上,可分為數據采集、數據加工處理和應用等多個分支,《地圖學》是其最重要的理論與方法支撐。GIS是《地圖學》在計算機技術支持下發展的產物,《地圖學》與GIS一樣,都以空間地理信息為操作和表現對象,其相關理論、原理和技術方法等在GIS中的地理信息加工處理、可視化表達、分析應用等方面都得到充分體現[2]。
《地圖學》是使用圖形及符號模型系統再現客觀實體,反映和研究自然與社會現象的空間分布、變化、組合和相互聯系及其空間變化規律的科學。地圖是一種特定而又十分重要的空間信息描述及計算機表示信息系統數據的基礎與來源,為以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布的數字地球系統提供最基礎與真實的圖形和相關屬性數據。因為地球是人類賴以生存的基礎,所以《地圖學》是與人類的生存、發展和進步密切關聯的一門信息技術學科。知識經濟時代,知識的更新日益加快,《地圖學》的基本理論和應用技術也飛速發展[3]。
《地圖學》既是一門具有悠久歷史的傳統科學,又是一門隨現代信息科學技術發展而迅速發展的學科。如何在教學中幫助學生牢固地掌握本學科的基礎知識,以適應科學技術的快速發展變化,一直是《地圖學》教育領域中最關注的問題。在整個世界都已經信息化的今天,不同專業的學生學好《地圖學》是非常重要的。下面筆者以GIS專業為例,談一談《地圖學》教學。
長江大學是一所湖北省重點支持的綜合性大學。GIS專業培養適應我國社會主義現代化建設需要,具備地理信息系統與地圖學的基本知識、基本理論、基本技能,熟練應用計算機的能力,具有創業精神和創新能力的高級專門人才。根據本專業人才培養的目標,《地圖學》作為本專業的專業基礎課程之一,對于實現上述專業培養目標具有舉足輕重的作用。通過對本門課程的學習,學生掌握地圖學的基本知識、基本理論和地圖各要素的表示方法,理解并掌握普通地圖(特別是地形圖)的閱讀及量算,專題地圖的編制、分析及應用,了解現代地圖制圖的新技術、新方法,為后續《地理信息系統原理》、《地圖編繪與設計》、《地圖分析》、《電子地圖學》等課程的學習打下良好的基礎。
二、精選優秀教材
由于《地圖學》課程理論較深,涉及知識面廣,學習該門課程要求基礎知識較豐富,而該課程學時數又相對較少,因此教師針對專業特點,選擇合適的教材并合理安排教學內容顯得十分重要。目前有關《地圖學》的教材版本很多,側重點各有不同。按照長江大學教材選用管理規定,優先選用教育部推薦教材和國內具有影響力的優秀教材。2001-2006年,我們選用蔡孟裔等編著的由高等教育出版社于2000年出版的《新編地圖學教程》(面向21世紀課程教材);2007-2009,年我們選用由武漢大學出版社于2004年出版的祝國瑞主編的《地圖學》(高等學校測繪工程專業核心教材);根據我校GIS專業培養計劃的修改,最近幾年我們選用由科學出版社于2006年出版的王家耀等編著的《地圖學原理與方法》(21世紀高等院校教材)。這本書系統、完整地介紹了地圖學的原理和方法,包括地圖和地圖學的基本特征、定義、基本內容、學科體系、發展歷史與趨勢,地圖的數學基礎,地圖內容表示方法與制圖綜合,現代地圖制圖的技術方法,地圖分析與應用等[4]。這本書強調原理與方法相結合、理論與實際相結合、經典與現代相結合,內容的可讀性、客觀性很強。經過試用,本書十分符合制訂的教學計劃,教學效果良好。
一本教材肯定不可能達到最理想的教學效果,為了彌補教材的局限性,我們在教學過程中采用了由武漢大學出版社于2004年出版的祝國瑞主編的《地圖學》作為主要參考教材。該書系統地介紹了地圖學領域的理論、技術和方法,包括地圖的基本知識、地圖投影、地圖數據、地圖符號設計、圖形設計、制圖綜合、制圖數學模型、地圖編輯設計、地圖制圖工藝、地圖出版印刷及地圖分析應用等[5],是一本為測繪工程專業編寫的核心教材。該教材在某些知識的講解上具有獨到之處,十分適合作為補充教材。
三、教學內容安排
如何在選定教材的基礎上做好教學內容的安排是十分重要的一件事。《地圖學》的教學內容主要包括理論地圖學、地圖制圖學和應用地圖學三部分。針對GIS專業的特點,應將教學目標與新技術的進步結合起來,以現代的內容對傳統的內容加以拓寬及調整刪減,將新內容、新技術與傳統內容有機結合,把傳統內容轉化到現代內容中。
在長期的教學過程中,我們總結以前的經驗,對《地圖學》課程內容采用模塊化的組織方法,共劃分為六大知識模塊。每個模塊具有相對的獨立性。知識點是教材的重點或難點,也是教學大綱要求理解、應用的知識單元,根據知識單元的多少與掌握的難易程度,確定相應的授課學時。下面對各知識模塊做詳細說明。
知識模塊一:地圖與地圖學的基礎知識,這一模塊的講授共用八學時。主要知識點包括:地圖的概念、地圖的類型、地圖的基本內容、地圖的分幅與編號、地圖的基本功能能和用途、地圖學的歷史與發展、地圖學的學科體系構成、地圖學與其他學科的聯系、地圖學的發展趨勢等。
知識模塊二:地圖數學基礎,這一模塊的講授共用八學時。主要知識點包括:地球體的自然表面、物理表面、數學表面的概念及它們之間的關系、地球坐標系與大地定位、地圖投影的基本概念、比例尺的概念、變形橢圓的概念、投影變形的基本公式、地圖投影的分類、幾類常見的地圖投影的特點、地圖投影的應用與變換等。
知識模塊三:地圖內容要素的表示方法,這一模塊的講授共用十八學時。主要知識點包括:地圖數據、地圖符號的分類、基本圖形變量、地圖符號設計、地圖圖形設計、地圖色彩設計、地圖注記、普通地圖內容表示方法、專題地圖內容的表示方法等。
知識模塊四:制圖綜合,這一模塊的講授共用四學時。主要知識點包括:制圖綜合的基本概念、影響制圖綜合的基本因素、制圖綜合方法、制圖綜合的基本規律、地圖要素的制圖綜合、制圖數學模型等。
知識模塊五:現代地圖制圖技術,這一模塊的講授共用四學時。主要知識點包括:數字地圖的概念、分類與產品、數字地圖的數據結構、地圖數據庫、地形圖數據庫與數據生產、多媒體電子地圖與互聯網地圖、遙感制圖等。
知識模塊六:地圖分析與應用,這一模塊的講授共用六學時。主要知識點包括:地圖分析方法、地形圖的野外應用、地圖的專題應用等。
制圖綜合和地圖分析與應用兩個模塊所安排學時不多,是因為在教完《地圖學》后,我們還安排有《地圖編繪與設計》和《地圖分析與應用》兩門專業課,作為對地圖學所講內容的重要補充,以提高學生在《地圖學》領域的知識水平。
四、實踐教學設置
地圖學課程是地理信息、測繪和遙感等專業的重要專業基礎課程,它的教學內容緊湊、理論知識集成度高、實踐操作性強。為了培養學生的地理學綜合分析能力,全面提高學生素質,本課程安排了八學時的實驗和為期兩周的課程設計實習,實驗安排在理論教學中穿行,課程設計安排在理論教學結束后集中實習。
地圖學實驗的主要目的是鞏固相關理論知識,培養學生的動手能力。具體內容如下:
地圖投影:通過繪制某區域的經緯網與方里網,加深有關高斯-克呂格投影的知識;根據經緯網的特點判斷各地圖投影的性質。
地圖符號的設計與使用:通過設計制作柵格、矢量的點狀符號,設計制作線狀、面狀符號,學會常見繪圖軟件中地圖符號的設計方法,并利用多種方法設計不同類型的符號。
地圖矢量化:基于屏幕矢量化普通地圖的部分要素,通過對地圖部分要素的矢量化,了解從紙質圖形轉化為計算機數字圖形的基本過程,掌握數字地圖制圖軟件中地圖數據數字化輸入的處理方法。
設計制作專題地圖:基于ArcGIS或Mapinfo軟件,設計制作表示面裝地理信息的各種專題地圖。通過專題地圖的設計與制作,掌握表示面狀地理信息的主要方法,學會在制圖軟件支持下獨立地開展專題地圖設計與制作。
課程設計內容包括:編制各種類型的專題地圖,對全國人口分布、構成及演變進行分析;設計和編繪一幅電子地圖。課程設計主要是結合實例,對地圖學基本理論和方法進行綜合運用。
上述實踐教學,提高了本科生解決問題和綜合分析的能力,使學生對地圖學知識的掌握提到了一個新的高度。
關鍵詞:工程制圖;生物醫學工程;實踐與探討
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)29-0160-02
正確規范的繪制和閱讀工程圖是一名工程技術人員必備的基本素質。《工程制圖》作為我院生物醫學工程專業的必修基礎課課程之一,主要涵蓋了制圖的基本知識、基本技能、基礎理論,圖樣表達知識、零件圖、裝配圖的讀圖與繪制能力。工程制圖作為一門世界性的工程通用語言,同時結合我院作為醫科院校生物醫學工程學科特點,通過該課程的學習,目標是讓學生能夠掌握并且理解工程制圖的基本知識而且可以熟練運用初步這門工程技術語言,在以后的醫院或者企業研發的工作中可以得到有效的運用。
在我校的課程設置中,該課程設為醫學物理、X線機、CT[1]、MR等專業課程之前,在大一第一個學期開課,作為學習專業課之前非常重要的一門專業課程學習。為此,本課程的培養目標是塑造學生的空間想象和思維能力,引導學生把空間思維變成實際的圖像和立體,同時培養學生使用儀器繪圖、徒手繪圖以及通過計算機軟件繪圖的能力。所以我校結合醫學院校的特點[2],在工程制圖中融入醫療儀器相關制圖的內容和特點,貫穿學生的建模意識,加強學生的三維圖形表達能力及其夠形訓練,擴寬傳統的工程制圖課程范圍。針對該課程的特點和目標,本文中,我們通過近年來的教學實踐,總結了在理論教學、多媒體教學、第二課堂、考試考核等方面的工作,希望能夠提高當前的教學質量,實現教學相長。
一、明確教學目標,精選教學內容
課程學科的設計要求是教學內容應當新穎翔實,知識結構相對合理,能夠體現本學科最新的科研成果和應用方向,課程結構清楚,各知識點相互聯系并且聯系緊密,能放映體現學科的自身特點。在教學教材的選擇上,工科教材版本和材料選擇余地交大,但是專門針對高校生物醫學工程專業課程的兼具典型性與先進性的內容還不是很多。針對該問題,我院周凌宏教授、陳超敏教授在數十年對工程制圖教學基礎上,總結了以下五方面的課程主要教學內容:①投影的基礎;②構型設計;③表達方法;④制圖規范。在具體的課程教學中,堅持以基礎、概念、原理知識教學為主,同時以兼顧醫科院校生物醫學工程學科的特點,在教學內容和形式上,逐漸引入生物醫學其他學科的需求和內容的表達。比如,除了對基礎知識的學習之外,在教學內容上適當補充當前生物醫學工程中涉及工程制圖學科內容的前沿應用及發展趨向,比如3D打印在醫學中的應用以及和工程制圖的聯系,一則為了拓寬學生視野,二則提高學生學習興趣,激發其探索的欲望。
二、合理利用多媒體教學手段
在《工程制圖》的教學中,在講解基礎的理論知識需配合大量的圖片和圖畫,如在講解三視圖的投影法概念時,要求在三維空間投影到二維平面的方法和原理。那么如何讓學生直截了當理解的三視圖構成、表現的形式,空口的語言表達似乎顯得蒼白無力。又比如在介紹組合體和零件圖時,會有大量的空間圖形。如果采用板書或者畫圖的方式,一是無法保證圖像的準確性,二是浪費課堂的時間。所以,多媒體教學是一種有效而且必要的教學技術。通過多媒體動畫的模擬和表達等手段將投影過程中比較復雜、枯燥的內容通過直觀、形象、而且富有動感的方式和學生交流,可以達到立竿見影的效果,同時也充分調動學生在課堂教學中積極性,促進學生積極思考和探索的主動能動性。同時,對于教學中知識和內容,可以讓學生將復制,方便他們課后繼續學習,培養他們的自學能力。通過多媒體技術,互動教學成為了一種簡單有效的交流方式,突破了單純課堂教學的限制,形成良好的補充和反饋作用。比如學生們除了課堂的學習之外,還可以充分利用郵件,QQ或者微信的互動交流,實現答疑解惑的目的。
三、實踐與理論課程緊密聯系
《工程制圖》課程作業內容的配置要有利于創新精神和實踐能力的培養。如制圖大作業是給出一組醫療儀器零件平面圖.要求學生從一組平面圖任選一個方案.結合前面所學的制圖基本知識,查閱資料,確定設計方案.同時要求學生選擇自己熟悉的零件完成工程制圖大作業[3-4]。對此學生表現出極大興趣,將所學知識直接在作業中得到體現[4]。在具體課程講授過程中,通過討論生活中的具體工程制圖難題展開,從而引發學生主動思考解決問題的方法,帶著實踐中的疑惑開展理論學習,從而增強學生探索知識的好奇心和欲望,創造學生解決問題的能力。同時通過生活中實際難題與課堂理論的相結合,增強了學生學習理論知識的源動力。
四、堅持開放第二課堂
考慮到課堂的課時有限,針對學有余力,以及對工程制圖感興趣的學生。我校陳超敏教授在全校范圍開設了工程制度CAD選修課[3-5]。該選修課可以作為常規課堂教學的輔助和延伸。而且可以根據學生在日常生活和學習中遇到的相關工程制圖問題,自身自主性探索的同時,通過選修課老師的幫助和引領,得到完美的解決。比如,在此選修課學習中,我校中西醫的醫學生通過選修課的學習,在其醫學論文中通過AutoCAD軟件的表達來展示其使用的設備結構和原理,其的醫學課題研究提供極大幫助;也有醫學生在臨床業務中發現當前的手術剪存在可改進和提高的方面,通過工程制圖和CAD的學習,幫助他很形象展示了自己的創造和發明,并且使他的設計和思想變成實物。通過類似的良性循環,吸引對工程制圖剛興趣以及有需求的學生進一步對工程制圖的基礎概念和思想進行鍛煉,同時深化他們的實際動手能力。
五、結語
生物醫學工程專業涵蓋了工程技術、圖像處理和醫療儀器的眾多方向,具有高度交叉綜合的特性[2]。由于生物醫學工程具有特殊的復雜性且在我國的發展時問較短,如何將現有的教學模式與我同的醫療研究現狀相結合,培養出一批兼具工程技術研發和生物醫學基礎能力的專用及研究人員,是該學科發展中的重要課題之一。工程制圖作為我校生物醫學工程專業必修的一門基礎課,在教學上必須結合專業特點,從基礎知識到理論應用,環環結合,以學生的實際知識水平為基準,擴展思路,開發新的教學模式,提高教學質量。本文中,我們介紹了我校在授課內容、教學方式及實踐環節的實踐與探索,有效地提高了教學質量,激發了學生的學習興趣。
⒖嘉南祝
[1]張華,馬建華.《CT原理與技術》教學實踐探索[J].教育教學論壇,2005,(6):160-161.
[2]劉平.工程制圖課程創新教育的改革與探討[J].中國高教研究,2008,(07):91-92.
[3]孟祥賓.構建科學的高師物理設計性實驗教學體系[J].遼寧教育行政學院學報,2010,(09):159-161.
[4]叢文靜,馬曉霞,趙敏.工程制圖自主式學習平臺的構建[J].實驗室研究與探索,2013,(12):197-199.
[5]劉平,劉楠.工程制圖CAD考試的改革與探討[J].中國成人教育,2008,(06):137-138.
[6]吳F.淺談《機械基礎》課考試考核方式改革[J].科技創新導報,2015,(10):150+152.
一、精選教材內容,合理安排各章課時
《機械制圖》的理論基礎是畫法幾何,機械制圖是畫法幾何的最終目的,畫法幾何的投影理論200多年來一直被各國作為工程技術人員的“語言”的語法,但現行很多教材對該部分內容的引入多少不一,所以教師在實際教學中應做好取舍,首要是將投影的基本方法與點、線、面的投影講解清楚,使學生的基礎理論知識牢固樹立,根據我多年來的教學體會,該部分課時應占機械制圖教學總課時的15%左右。《機械制圖》教學的重點是在圖形的各種表達方法上,而組合體的視圖又是視圖表達的基本內容,起著承上啟下的作用。該章的重點又是形體分析法和線面分析法。同時,對于視圖上的尺寸標注和看視圖的方法兩節內容應著重從講清基本原理入手,逐步培養學生的空間想象力。機件的表達方法是《機械制圖》課程的重要內容,該節內容介紹了國家標準中圖樣畫法的各種規定,這是講解的重點。同時,對各種表達方法的基本概念、畫法及特殊規定等內容,應講清、講透。有了這些基礎之后,學生再學習零件圖、裝配圖的知識就會輕松許多。
二、綜合運用多種教學手段,充實課堂內容,充分利用周圍各種實物、模型
機械制圖這門課程對于一部分學生來說入門階段較為困難,不易掌握。為了避免引起不必要的混淆,一般情況下大多數學校只講授在我國普遍使用的第一角畫法,以求讓學生清楚地掌握三視圖的結構及繪圖、識圖的方法,而對國際上常見的第三角畫法只作簡單介紹甚至不予講解。然而近年來隨著改革開放步伐的加快和科學技術的高速發展,很多企業引進了國外的計算機輔助設計、輔助制造(CAD/CAM)系統,這其中有些軟件畫出的零件圖及裝配圖就是第三角畫法,更有一些外資企業直接使用外方圖紙。因此技校畢業生遇到類似情況的現象將會非常普遍。雖然繪圖的原理是相通的,但是由于學生沒有系統正規地學習過第三角畫法,因而不能很快地獨立上崗操作,對學校、企業和畢業生個人來講都造成了一定的損失。針對這種情況,我們在教學中應作一些相應的調整,在投影作圖、機件的表達方法、零件圖、裝配圖等內容學習完畢后,在學生對機械制圖這門課程有了全面、深入的認識并在一定程度上掌握了相關知識的基礎上,在課程的最后階段給學生講解一些第三角畫法的知識,并準備一些實際生產用的第三角畫法的零件圖,讓學生們進行較充分的識圖練習,這樣既能開拓學生知識面,又不致于引起學習過程中的混淆。
在講解點、線、面投影的基本規律時,學生往往對基本投影面的概念不是十分清楚,入門很慢,而這節內容又是機械制圖課程的理論基礎,如果學生對該節內容掌握不好,將直接影響今后各節內容的掌握,因此,為了讓學生能夠牢固掌握點、線、面投影規律,必須在講解中運用靈活的教學方法。如將教室的地面、兩面墻壁所在的面比作三個基投影面H面、V面、W面,手持一籃球或教棒在空間,將籃球或教棒規為空間的一個點S或直線L作講解,將會起到形象生動和事半功倍的效果,學生對該節知識會掌握得非常快。對于機件表達方法的講解,可將各種掛圖及模型帶進課堂,結合模型講解,課間還可讓學生仔細觀察,撥擺各種模型,加強感性認識,不應單單只作教師講解使用。
三、合理使用媒體技術
隨著現代教學手段在各個學校的普及,教師可以運用多種多媒體技術實施教學,在備課時利用Powerpoint、AutoCAD、Solidworks來呈現教學內容,如呈現包括教材中的各種例圖及習題集上需要講解的典型例題等。一方面,可以減少教師在黑板上板書及繪圖的時間,另一方面,電子課件中豐富的色彩、逼真的模擬效果,更好地吸引了學生的注意力,有利于豐富其視覺聽覺感官,使其快速形成空間想象能力和空間分析能力。另一種方式是通用等軟件制成三維動畫,在大屏幕上演示形象逼真的三維立體造型,使學生能直觀看到立體的各個角度,并觀察三視圖的形成過程。對于一些如投影變換,截交線相貫線的示解等模型演示效果欠佳的投影幾何學問題,通過多媒體演示能形成更好的直觀效果,便于學生學習,進而加深學生對課本知識點的理解與掌握。
四、加強徒手繪圖訓練
職校學生的就業主要是面向生產工程的第一線,在生產現場解決問題,因此,徒手繪圖是必不可少的技能,徒手繪畫的主要內容是三視圖、軸測圖及組合體、零件圖、在掌握了機械制圖的相關知識后,提高徒手繪圖能力的方法就是多練,只要教師和學生多付出,就定會有收獲。
五、適當練習并及時評講
每次作業都及時批改,并在課堂上對大多數學生都容易犯的共性的錯誤作統一評講,及時糾正學生理解上的偏差。個別學生可以課后單獨輔導,這樣學生會對自己的薄弱環節和錯誤留下深刻印象。有時我故意在黑板上畫出錯誤的視圖,請學生檢查有無需要更改的地方,引導學生展開討論,通過討論,學生的學習主動性被充分調動,既活躍了課堂氣氛,又使學生對所學內容留下了深刻印象。