关于“土木工程制图”课程教学的 认识与思考

刘焕春 于建新 赵宇

摘   要：“土木工程制图”是普通高等院校土木工程专业的一门专业基础课，既注重基本经典投影理论的学习，又具有较强的实践性。课程主要内容包括画法几何、制图标准、专业图与计算机绘图等。文章探讨了该课程教学的主要特点，结合教学现状，重点分析了教学中存在的主要问题，进而提出关于“土木工程制图”课程教学的几点建议，以期对今后的教育教学改革起到一定的促进作用。

关键词：土木工程制图;课程;教学改革

中图分类号：G642.3        文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2019）03-0046-03

一、引言

土木工程，包括建筑结构、岩土工程、道路桥梁、地铁隧道等，它们的设计、施工和维护管理都离不开工程图纸。工程图能够清晰、直观、具体、形象地表达出文字不能表达的内容。它根据投影原理及国家标准的规定来表示工程对象的形状、大小以及技术要求，被称为工程界的语言，是工程界进行表达、交流的重要工具，是重要的工程技术文件，是施工管理过程中不可缺少的指导性技术资料。从事土木工程的相关工作人员，必须熟练掌握这一重要语言，能够绘制和识读工程图[1]。因此，“土木工程制图”在高等学校土木工程专业的教学中具有举足轻重的地位，是土木工程专业学生进入高校后最先接触到的专业技术基础课。通过本课程的教学，学生要掌握正确的作图方法和步骤、基本制图标准，训练绘制和阅读一般工程图的能力以及空间想象能力，对后期进行专业课程的学习，组织课程设计、毕业设计，以及工程素养的形成均有重要意义。这就要求我们对“土木工程制图”课程的教学目的、教学内容、课程特点、教学方法、考核方式、教学过程等进行反思，以期对今后的課程教学改革与发展指明方向。

二、课程内容及特点

“土木工程制图”，既注重经典投影理论的学习，更注重动手实践，其主要内容包括画法几何、制图基础、专业绘图、计算机绘图等[2]。我们在安排该课程教学时，将其分为上下两学期授课：第一学期主要讲授投影理论（正投影、轴测投影）、制图基础、投影制图（组合体视图）;第二学期讲授透视投影、标高投影、建筑形体表达方法（剖视图与断面图）、专业制图（建筑施工图、结构施工图、路、桥、隧、涵工程图）及AutoCAD计算机绘图。该课程的主要理论基础是以正投影原理为主要内容的画法几何，其主要依据是以介绍、贯彻国家有关制图标准为主要内容的制图基础。课程主要特点包括以下几点。

画法几何研究的是图示法和图解法，讨论空间形体和平面图形之间的对应关系。学生需要下功夫培养空间思维能力，做到：根据实物、模型或立体图画出该物体的一组二维平面图形;由物体的投影图想象它的空间形状（物）。

这是一门注重实践性的课程。学生要掌握用投影法（主要是正投影法）表达空间几何形体的基本理论和方法，具备用仪器和徒手绘制与阅读投影图以及常见土木建筑施工图和结构施工图的基本能力。在计算机绘图方面，要求学生能够掌握AUTOCAD绘图软件的基本操作，实现图层、线型、标注、字体格式等设置，能够阅读并绘制一定复杂程度的专业图。

这是一门“遵纪守法”的课。在制图标准方面，我国职能部门制定、颁布的标准有《技术制图图线》（GB/T17450-1998）[3]、《CAD工程制图规则》（GB/T18229-

2000）[4]、《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2010）[5]、《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2010）以及部分行业标准等[6]。因此，在课程学习过程中，要培养学生遵守制图标准绘制图样的习惯，严格按照制图标准中的“法”来绘图。

这是一门培养严谨、细致学风的课程。工程图样是施工的依据，一条线的疏忽或者一个数字的差错，结果有可能会导致严重返工与浪费，甚至是重大的工程事故。需要学生严格要求自己，培养认真负责的工作态度和严谨细致的良好学风，一丝不苟，力求图样正确无误，尺寸齐全合理，表达完善清晰，符合制图标准和施工要求。

三、课程教学存在的问题

“土木工程制图”是一门专业技术基础课，相对复杂抽象，注重基本理论学习与实践能力锻炼，较多学者开展了关于本门课程的教学改革[7-10]，存在的问题有以下几点。

（一）内容多，课时少，师生负担重

“土木工程制图”一般安排在第一学年开设，新生入学未适应大学上课模式，且课程内容多、具有一定的抽象性和复杂性，学生易滋生消极情绪，影响教学质量[11]。随着高校教学改革的推进，“土木工程制图”课程教学时数不断减少，教学内容有增无减，教学要求不断提高，在有限的课时内把内容讲完，教师讲得累，学生听得累，课堂效率低[12]。本课程的教学，学生需要大量课余时间复习并完成作业，而教师需要对学生作业进行批改，并把握学生对知识的掌握程度，教师、学生的负担都很重。

（二）方法落后，上课单调，教学效果差

计算机三维绘图技术渐已成为各种绘图软件的必备组成模块，对工程形体的表达有着无可替代的直观优势。就目前来说，三维技术尚未完全得到推广应用，对于学生空间思维能力的培养和学习兴趣的激发没有引起足够的重视[13]。多媒体资源使得制图教学过程变得生

动、形象。但多媒体课件时间长、容量大、知识点集中、授课速度快，学生应接不暇、理解不及时、学习集中度和持久度不高，教学效率大打折扣[14]。多媒体教学缺乏师生之间的沟通交流，学生过于集中在投影屏幕上，易产生视觉疲劳，会产生“教师读、学生看”的不良现象，导致教学过程单调枯燥，长此以往，教学效果差，教学目标难以保证。

（三）专业针对性不强，教师队伍质量不高

土木工程专业本科生入学伊始，未细分专业便学习“土木工程制图”课程，且教学内容未针对各自专业特色，只注重各工科专业共性的学习内容，缺乏专业工程图样的详细分析和引导，与后续专业课知识学习相脱节，给教与学带来一定困难[15]。随着高校扩大招生规模，学生增多的同时，年轻教师也越来越多，而较多年轻教师缺少工程实践经验和教学经验。工程专业尤其是应用型人才的培养，需要工程师与教师双重身份的教学队伍。“双师型”教师队伍的质量，成为制约地方高等教育转型发展的瓶颈[16]。

（四）实践环节薄弱，缺乏创新能力培养

目前的实践教学主要集中在二维工程图样的描绘，以及从纸质到电子版本的转变，缺少对工程实例的观察和绘制、工程素养的训练和创新能力的培养上[17]。习题课和制图课，这些实践环节的减少，不利于课堂内容的消化、理解和实际运用，学生的创造能力和动手能力得不到较好锻炼[18]。由于课时的限制，目前的课堂教学只能采用“老师讲、学生听”的教学模式，学生参与度低，而且“填鸭式”“满堂灌”教学极不利于学生创新能力的培养。

（五）学生学习兴趣不高，知识掌握程度低

对于初入大学的学生来说，投影理论和方法一时难以掌握，动手能力较差又缺乏一定空间的想象能力，学生普遍反映课程难度高，学习兴趣低，听课效果差。课程要求按照制图标准进行尺规绘图，一方面由于缺乏一定的工程素养;另一方面当代大学生自我意识强，做事我行我素，对标准绘图的严格要求存在抵触心理。课堂内容多，学生一时难以掌握，课下复习时间少，面对习题作业，学生反映无从下手。大班上课，学生人数多，学生掌握程度不均衡，以致出现教师需要对同一问题反复讲解强调多遍的情况。

（六）考试考核不合理，评价体系不健全

课程考核有时只是简单采用最终的期末考试作为评价方式，忽略了平时表现及作业的重要程度，導致学生上课与习题训练的积极性降低，学习成绩得不到提高。普遍的考核方式主要采用期末考试与平时成绩相结合的形式，也存在部分学生课上不听课、课下抄作业，体现不出平时成绩考核的公平公正。最后期末考试成绩的差距很大，显示出部分学生的掌握程度并不如平时成绩那般“牢固”。为了得到好成绩，大部分学生把学习时间都分配在看教材和做习题上，实践动手能力得不到锻炼。

四、思考及建议

根据本课程的特点及教学现状，结合笔者的教学经验，提出以下几点建议。

（一）凝练核心内容，注重基本原理

针对人才培养目标，紧密结合课程目的，优化教学内容。画法几何部分，精简一些难度大的空间几何问题，如换面法、旋转法等，重点讲授投影理论，掌握点、线、面、基本体的投影规律。制图基础部分，严格根据制图标准的要求，重点训练学生徒手及应用尺规作图的能力，包括线型、尺寸、字体样式、剖视图、标准图等的画法，培养图形分析的基本能力，锻炼绘图基本技能。针对不同的专业方向进行优化，多引入与专业方向相关的工程图例，突出重点，为后期专业课的学习奠定基础。以AutoCAD为主，结合土木工程领域相关专业图，重点掌握与其相关的软件基本命令操作。

（二）推广国家规范，严守制图标准

教师要以身作则，掌握绘图制图标准并在教学中遵守，给学生做好示范。在规范学习方面，需要结合最新的国家标准和行业标准，在课程教学过程中予以体现，训练学生遵守标准、查阅标准的能力，培养学生的工程意识和素养，养成细致严格的工作作风。对于学生学习中出现的不规范、不标准的问题，及时发现并制止，在全班范围内警示。对于绘制效果较好的学生，课堂上予以展示，学生不仅可以效仿，还能结合自己的问题进行改正。真正达到图样表达准确、符合技术规范、图线清晰、尺寸标注合理、文字书写规范的教学目的。

（三）采用多种方法，提高教学效果

结合课程特点，教学时应多采用直观性和形象性的教学方法，以图文并茂、动画演示的电子课件为主体，辅以尺规板书作图和模型观察，可将多媒体教学和传统教学模式有机结合。板书效率低、工作强度大，可以在授课初期为学生示范时采用。对于基本体、立体截切和相贯，可以采用实物模型展示，并结合AutoCAD、3Dmax、Flash等软件制作的三维多媒体动画演示，将抽象难懂的基本原理和方法变得形象、生动和直观，激发学生的学习兴趣。对于较难理解的知识点、重点内容、例题、习题等讲解过程制作成微课，通过教学平台（如河南理工大学Sakai（赛课）系统）、QQ、微信、微博等形式发布，供学生反复观看学习以强化记忆。将学生进行有效分组，优劣结合，采取互促互进、互帮互助、互相监督、相互学习、共同进步的形式提高教学效果。

（四）依靠模型软件，培养想象能力

为培养学生的空间思维能力、空间构型能力，教学过程中可采用观摩模型、制作模型的形式，加强学生动手能力和空间想象能力的锻炼。在课堂教学中，有能力的教师可以利用AutoCAD、SolidWorks等三维软件，构建三维模型，详细分析空间点、线、面、体的投影规律及相互关系。为提高学生的课堂参与程度，对于同一问题有多种解法的情况，鼓励学生提出自己的想法，打破常规、弱化思维定势，培养发散思维能力。

（五）着眼工程实际，加强能力锻炼

处理实际工程问题时，工程师较多采用手工绘制草图的形式来快速表达设计思想，因此要提高学生手工绘图的能力，提高学生表达设计构思、进行技术交流的综合素质。在实验实践课锻炼时，采用绘制立体模型三视图的形式，不仅可以提高学生的空间想象能力、动手绘图能力，还能巩固投影特性、立体截切和相贯等方面的知识。计算机绘图在学生将来的工作中必不可少，运用AutoCAD软件进行计算机绘图是土木专业学生必须要大力加强的实践环节，以提高学生采用计算机进行读图和绘图的基本技能。在课程设计阶段，带领学生进行工程参观、实地考察，强化工程概念，让学生明白图样在实际工程中的应用和重要性，结合设计题目进行设计训练，综合考察学生的绘图能力。

（六）规范考核方式，严守考核标准

教师在第一堂课就要对学生提出课程要求，明确考核办法，并贯以始终。让学生清楚知道，自己在今后的课程学习中应该怎么做，为自己的目标而努力。土木工程制图注重动手能力和实践能力训练，平时的习题作业及实践课，均要列入考核内容，建立综合评价体系，严格统一标准。为避免学生抄袭，可采用随堂作业实时考核的形式，保证考核的公平公正性。为保证课程教学对基本概念、基本理论、基本知识的要求，期末考试采用闭卷形式，保证题型的多样性、丰富性、全面性，综合考察学生的绘图、读图、动手能力。

此外，授课教师必须具备一定的绘图能力和实践经验，理论联系实际，做到：上课前认真备课，课堂上灵活运用教学手段，活跃课堂气氛，课后做好学生辅导，不断进行课后总结，保证教学过程的顺利有效实施。

五、结论

“土木工程制图”是一门技术基础课，更是一门工程启蒙课，与后续专业课程的学习以及步入社会后的专业技术工作密不可分。如何保证课程的教学效果，提高课程教学质量，满足社会发展对人才各方面的需求，是高校教师在教学过程中需要不断探讨和研究的课题。人才培养始终是高等院校的首要任务，我们作为教育工作者，只有在工作中不断发现问题、不断反思，总结自己在教学中的成功经验，不断提高我们的教育教学水平，才能不断推进高等教育的综合改革浪潮。

参考文献：

[1]李亚丽.基于向应用技术型高校转型下有关画法几何与    工程制图课程教学改革[J].四川水泥，2016，（6）.

[2]丁宇明，黄水生，张竞.土建工程制图：第3版[M].北京：    高等教育出版社，2012：1-15.

[3]国家质量技术监督局.GB/T17450-1998 技术制图 图线    [S].北京：中国标准出版社，1999.

[4]国家质量技术监督局.GB/T18229-2000 CAD工程制    图规则[S].北京：中国标准出版社，2001.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部. GB/T50001-2010   房屋建筑制图统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50105-2010    建筑结构制图标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[7][11][12][14][18]冯欣蕊.画法几何及土木工程制图微课教   学改革与实践[J].高等建筑教育，2015，（6）.

[8][13][15][17]刘树元，林宏剑，刘文莉.以工程人才培养为目    标的工程制图课程教学改革实践[J].台州学院学报，    2015，（3）.

[9]兰界.画法几何与工程制图课程教学改革实践[J].建材与     装饰，2017，（10）.

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