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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键词:构造与识图;建筑CAD;课程改革
Key words: structure and drawing recognition;architecture CAD;curriculum reform
中图分类号:G423.07 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)09-0199-02
0 引言
课程内容改革作为教学改革的重要部分,其在教学质量提升方面担任着重要角色,是课程建设当中的重点,而其改革主要是围绕着提升教学质量中心来进行的,从社会需要出发,培养符合时代社会的专门型人才,而房屋构造与识图与建筑CAD作为高职建筑类当中的重要教材,自然也是课程改革的重点。
1 房屋构造与识图和建筑CAD课程改革的价值
高职、高专是为社会培养专门型、技能型人才的院校,其教学改革质量直接关系着人才培养的效果,因而院校应该加强对教学改革的重视,尤其是课程内容改革,充分发挥其在课程建设当中的重要作用,提升教学质量,通过课程内容改革,为社会培养更多符合需要的高素质人才。房屋构造与识图这门是在建筑制图与识图和房屋建筑学基础上进行编写的教材,其中所记录的建筑制图部分很多内容都是属于手工绘图范围,而现在的建筑绘图员很多都是用电脑进行绘制,在画法上很多学生比较难理解,而且以后用到的时间也比较少,实用性不强,因而在课程内容改革的时候,可以考虑将其进行删减。而在房屋构造部分,有些内容尤其是构造规律方面的内容,对于刚开始学习的一年级学生来说是比较困难的,这些部分都是需要进行改革的重点。而对于建筑CAD课程主要应该是对建筑绘图和制图进行讲解,但相关建筑图样绘制方面的内容却比较简单,对于制图方面的内容比较少,学生在这方面接触少,对于之后的学习不利,因而需要对其进行调整和改革。为了有效提升学生的学习能力,应该对课程内容进行适当调整,抓住课程教学重点,对学生的实践能力和学习积极性进行培养,从而促进学生在专业技能方面的提升。
2 设置合理的教学目标
房屋构造识图和建筑CAD课程是比较基础的课程,是建筑施工和建筑工程等多门专业课当中的基础,对于这部分知识的学习不牢固的话,会直接影响到专业课程的学习,也很难做建筑方面的工作,因而应该加强对房屋构造识图和CAD课程的重视,在课程内容改革上,应该先确定教学的目标,然后从教学目标出发对课程内容进行调整和改革。首先是要培养学生的专业能力,让学生能够对建筑房屋结构的制图标准、投影等知识进行掌握,并且能够熟练绘制相关的工程土样,熟练掌握施工图组成和识读方法,对图纸会审的流程进行掌握,对CAD当中的制图命令和制图方法进行掌握。二是对学生的方法能力进行培养。让学生能够应用所掌握的制图标准和投影知识对简单的砖混结构施工图进行识别和解读,能够应用所掌握的制图标准和投影知识等对框架结构施工图进行识别解读,能够应用所掌握的制图标准和CAD制图命令来绘制出一定的建筑房屋图样来。让学生在具备除建筑构造、建筑识图方面的理论知识之外掌握相应的绘制技能。三是对学生的社会能力进行培养。学生不仅要掌握专业知识,而且还要具备一定的社会交往能力,具有和团队一起合作完成任务的合作精神,具备和他人进行良好交流的沟通能力,并且具备建筑行业所需要的敬业和吃苦耐劳精神,为学生未来的职业道路打好基础。
3 建筑CAD和房屋构造与识图的内容改革
3.1 教学内容结构改革
首先是在房屋构造与识图课程的内容结构上可以分为三个部分,一是对建筑制图进行基本介绍,包括建筑制图方面的基本知识、正投影方面的知识、形体投影和剖切;二是房屋建筑施工图方面的部分知识;三是房屋构造方面的基本知识,包括构造的规律、做法等等。这一门课程所安排的时间是比较长的,而在改革之后,将其与建筑CAD课程内容进行融合,将第一部分改成先对建筑制图的基础知识进行讲授,然后对CAD在现代建筑制图当中的作用和基础知识进行讲解,配合教材当中的内容布置绘图方面的习题和简单任务;第二部分将建筑CAD作为讲授的中心,在讲解CAD过程中穿插一些房屋构造和识图知识,这样学生能够在重点掌握CAD的基础上拓展房屋构造方面的知识,对房屋构造知识能有个初步了解;第三部分是重点讲授建筑施工图方面的内容,包括如何对建筑施工图进行认识和解读,如何绘制建筑施工图等;第四部分是以房屋构造设计为主要内容,在之前房屋构造知识的基础上重点对房屋构造和识图进行讲解,并可以在中间穿插一些CAD的制图内容。
3.2 课程知识点改革
房屋构造与识图课程当中要掌握的知识点主要是包括:制图基本知识、投影的基本知识、平面、直线和点的投影知识、轴侧投影知识、组合体投影知识、断面图、结构施工图等知识,而在房屋构造方面需要掌握的知识点则是包括民用建筑构造基础、地下室结构、基础结构、墙体、垂直交通设施、屋面结构、建筑装修等知识。而对于建筑CAD来说需要掌握的知识点主要是包括:对CAD的基本认识、CAD间接、绘图环境、对象特性、几何图形绘制、二维图形编辑、工程尺寸标注、打印等等知识,通过这些知识的掌握,让学生能够对建筑房屋结构和施工图有个初步认识,并且能够初步掌握CAD当中的制图方法。
3.3 课程内容安排
一是对于基础知识部分,主要是包括制图方面方面的基本知识,投影图的制作讲解,CAD概念的学习,绘图环境的设置讲解等等,在讲授的顺序上讲究从易到难、从概念到技能的顺序,重点是对投影作图进行讲解,并且配合大量的手工绘图练习,让学生能够在短时间内掌握手工绘图的方法,然后对CAD概念进行讲解,让学生初步了解CAD制图的作用和环境。
二是二维图形绘制的学习。二维图形绘制是课程当中的教学重点,首先应该对民用建筑构造进行讲述,并对房屋构造在工程当中所起的作用进行讲解,然后对构造当中的各个构件知识进行讲解,以各个构件为对象对其绘制方法进行讲解,比如在给学生们讲授直线绘制的时候,要让学生们掌握如何应用CAD工具执行直线命令联系,并用直线绘制出房屋构件当中的柱、梁等,让学生能够在熟练掌握直线绘制方法的基础上对包含直线的各个构件绘制方法进行了解,绘制所用的尺寸就采用工程常用尺寸就可以,并且要将尺寸标注和文字标注方法教给学生。同时,为了能够让学生尽快掌握CAD绘图方法,在这一部分的教学过程中可以安排比较多的上机操作,让学生能够直接上机进行CAD绘图练习,这样既能够让学生尽快掌握CAD工具的应用方法,掌握CAD的绘图命令,认识房屋构件,又能够为之后的建筑图绘制打好基础。对于尺寸标注、打印以及设中心等教学内容,相对来说学生比较容易掌握,因而在课时上可以适当缩短,同时在对建筑构造进行讲解的时候,可以不用深入太多进行讲解,简单讲解一下基本构件的形式、位置等内容就可以,具体的内容可以在之后的教学当中进行渗透。
三是三维制图的绘制。这一部分主要是对三维制图方法和施工图绘制方法进行讲解,让学生能够掌握三维制图方法,学习三维绘图和编辑命令,对房屋构造的剖面图和断面图等进行绘制,并且在其中加入制图讲解。比如在进行三维制图讲解过程中可以选择比较典型的六棱锥或是圆角板作为讲解的重点,不同的角度上对这些形体的轴测图进行观察,并且对轴侧投影的形成进行讲解,并对轴侧投影的做法进行讲解。在教学的时候,为了能够让学生更加容易地理解,可以选择比较简单的台阶或是牛腿柱进行切割,让学生能够直观对剖面体的形成进行认识,并掌握相应的作图方法,这样直观生动的教学方法,能够摆脱以往单调的讲授带来的弊端,增强学生的学习积极性。在了解简单三维制图之后,可以开始讲授施工图的绘制方法,这部分则主要也是以绘图练习为主,以CAD制图和手工绘图相互结合的方式,让学生在短时间内掌握CAD制图和手工绘图的方法。而对于结构施工图在讲解上则是以识图为主。
四是房屋构造知识。对于这部分应该结合之前将讲解过的大体知识来进行,对各个部分的构件特点、类型等进行详细讲解,并且对民用建筑的平面图、剖面图设计原理进行讲解,对天正绘图的绘制方法和步骤进行讲解,在这部分的教学当中,房屋构造是教学的重点内容,其他的可以作为拓展性内容,让学生了解就行。
4 结语
通过改革课程内容,能够有效降低课程教材学习的难度,并且结合适当的教学方法和教学手段,能够积极调动学生在学习方面的主观能动性,激发学生的学习热情,鼓励学生自己进行思考和观察,加深学生对于投影知识的理解,同时也能够对学生的CAD制图操作水平进行锻炼,不断提升学生的学习能力,促进高职院校教学质量的不断提升。
参考文献:
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关键词:电子工程制图;教学;改革
一、电子工程制图课程的目的及意义
电子工程制图是电子类专业的基础核心课程之一。电子工程制图主要着眼于培养学生建立正确的投影概念,具备一定的空间分析问题与解决问题的形象思维能力,并能够应用相应的图形技术语言理解、表达设计思想和开展技术交流。在掌握正确投影概念与国家标准的前提下,侧重训练与培养学生的读图、绘图能力(包括徒手绘图能力、尺规绘图能力与计算机绘图软件的应用能力),最后在专业大类的层面上,落实与工程实际的衔接。课程的体系架构将工程制图所基于的投影理论与现代计算机技术的主要成果,通过对学生 “能力”的培养要求很好地整合在一起,既注重了基础理论的学习,又将先进技术的运用作为一个重要指标落实到了实际的课程教学中,“经典”理论与“现代”技术在课程教学内容的组织上。课程的主要目标是培养学生4种能力,即:空间想象能力、绘制和阅读工程图样能力和计算机绘图能力。
二、目前电子工程制图教学现状
以前传统的教学方模式及教学思路是基于向学生尽可能多的传授知识,授课的覆盖面基本上是从制图的基本知识、投影基础、点、线、面到装配图、电气图,完全讲授的方式,学生就是听众、观众,一味的倾听,这种教学的结果可想而知了。
针对电子类学生的教学效果来看,大部分的学生没有较好的掌握绘图和读图的基本方法,只是在教师讲授时了解了这种方法,课后基本上就不记得了,课堂上学习的基本知识来不及消化吸收,对于绘图的基本思想很难应用到实际工作中去,更谈不上图样的绘制与阅读。也有对知识理解比较透彻的学生,但看到一幅三视图很难想象出来它的实际形状。这都是现在这种纯粹的讲授模式无法避免的弊端,使学生的理论知识无法与理论完全的联系起来。针对这种弊端,也出现了精简传统内容,增强具有现代特色的内容如计算机绘图、创造构型、徒手技术等。但又由于课时有限,无法把所有的环节都兼顾上,或者是顾此失彼,就使这种教学方法也存在一系列无法避免的矛盾。针对这种现状,就要求在电子工程制图的教学过程中找到并施行一套能够适应学生更好掌握这门专业课程的教学方案。
三、改革的方向及内容
在教学的过程中,通过与学生交流,了解学生学习的心得,经过分析研究,制定出了一种适高职学生学习电子工程制图的教学方案。在这个方案中提出电子工程制图课程的教学包含有以下几个方面: 制图的基本知识和技能、投影基础、基本体的投影、常用电子元器件外形结构和紧固件的画法、电子产品零件图的绘制、电气图和计算机绘图。这几部分相互结合,合理分配实践,多媒体教学与传统授课并存,手工绘图与计算机绘图结合,完成常见电气、电子图形的绘制工作。
开始教学时,要重视第一堂课的效果,这对培养学生的兴趣至关重要。在第一堂课中老师应该简要地向学生介绍该课程的性质和作用,课程目标(知识目标和能力目标),教学方法和考核方式,激发学生学习的积极性。在讲授的过程中以多媒体课件和实际物件的演示,加强学生实践的指导。例如,如何更好地绘制电路原理图。
在选择教材上,经过反复比较后,选用了西安电子科技大学出版社出版的电子工程制图(含习题集)。它与机械类教材相比,主要压缩了画法几何的内容,增加了常用电子元器件外形结构、电子产品零件图、电气图等内容,符合电子类专业学生的学习要求。纵观全书的内容,包含的内容较多,在授课的方式上做了一定的改革,采用项目化教学,增强学生的实践动手能力。
“师者,传道,授业,解惑也”, 长期以来,教师的教学工作是必须紧扣基础知识的传授和基本技能的训练。在教育教学的全部过程中,教师工作的一个极其重要的任务是使学生“学会学习 ”。教师的工作要从“教会知识”转变到使学生“学会学习”。教师的工作要使学生变“接受”为“创造”。在电子工程制图教学过程中要引导学生正确的去分析问题,培养他们的空间想象思维能力、绘图的实际技能。
在目前高职院校的课程教学中,内容多与学时少的矛盾已普遍存在,这一矛盾在少学时的电子工程制图的教学中显得尤为突出。在教学过程中,将全书重新分成八个项目,制图的基本知识和基本技能、投影基础、基本体的投影、常用电子元器件外形结构图和紧固件的画法、电子产品零件图的绘制、装配图、电气图、计算机绘图,改变传统的章节教学。学生不喜欢抽象、复杂的理论知识,喜欢动手操作,不爱思考。所以采用项目化教学,把枯燥的理论溶于项目中。
在教学过程中,用实际案例导入章节内容学习,激发学生学习热情;做到“教、学、做”合一 。“教” 不仅是把知识装进学生的头脑中,更重要的是引导学生会分析和思考问题;强调学生在学中做,在做中学,在实际绘图的过程来掌握相应的理论知识与基本技能,以 “必需、够用”为度讲授理论知识。部分章节内容组织学生分组交流讨论,分析、研究电子产品图形,展开充分的对话和沟通,形成合作学习;项目点评与展示,师生共同归纳总结,鼓励学生“自我评鉴” ,自我完善。
选项目要与实际相结合,选择实用的、学生感兴趣的比较熟悉的项目,吸引学生。还要考虑到学生的实际能力,难度适中为好。难度过小,没有挑战性,学生不爱做,也起不到锻炼的效果;而难度太大,学生经过多方努力仍不能做好,容易产生畏难情绪,挫伤学生的学习积极性,变得不爱学习。选好项目后,具体项目的展开的步骤:
(1)具体工作情境的设置(绘制的图形)
(2)准备工作(绘图工具、仪器、比例、图幅、图纸、绘图软件)
(3)布局、底稿的设计
(4)修改、定稿
(5)绘制中具体知识点的解决
(6)作品点评和展示
让学生对任务能够产生形象直观的认识并加以联想,明确任务目标,有助于项目的开展。
在电气图这一章教学时所采用的教学方法:
(一)实物展示
教师首先通过多媒体及实物展示几幅电原理图和印制板图,让学生自己分析讨论其特点,由此导出电气图样的相关概念、电气图的类型、特点、构成、绘制步骤等规范要求(由实物导出概念,讨论加讲解,印象更深刻)。
(二)案例制作:电路图的绘制(学生为主体,解决操作问题)
教师介绍此案例绘制的要求,并点出注意事项。学生讨论此案例的设计风格,应用并设计草图;在图纸上绘制电路原理图,教师在一旁加以指导。教师可以介绍其绘制步骤:(1)将全图按主要元件分成若干段;(2)排列主要元件的图形符号,并注意将各主要元件尽量位于图形中心水平线上;(3)分段画入各单元电路,并注意前后上下的疏密和衔接;(4)检查无误后,描深;(5)标注各元件的位置符号及有关附注(文字、波形、说明);(6)最后审查、核对,完成全图。学生绘制作品底稿完成后,分析每位同学的底稿,教师可参与分析问题所在,不足之处加以修改。
(三)作品展示
学生绘制完成后,每位同学展示自己的作品,并自评。
四、总结
关键词:应用转型;园林制图;教学改革
中图分类号:TU986-4;G642
十二五期间,国务院根据国内经济发展变化和国家高等教育现状,对地方本科院校人才培养提出了新要求,要求地方院校积极探索向应用技术型发展,培养与之相适应的技能型人才[1]。我校目前处于积极推进应用转型的发展阶段,园林专业积极申报应用试点,针对专业课程进行教学改革要求,重点对园林制图课程进行教学改革。
园林制图是园林专业的重点专业基础课,实用性强,重点是培养学生的尺规作图和识图能力,掌握园林制图规范,训练手工绘图、园林素材表现。能熟练识别各类园林工程施工平面图、立面图、剖、断面图、鸟瞰图的,以适应园林行业应用型人才需求的能力培养。
目前,各高校园林专业一般都相应开设有园林制图课程,课程教学都有各自特点。国内对园林制图课程的教学研究主要集中在教学模式的探讨、创新能力的培养、就业技能、实践教学的探讨探讨等方面,如周丽娟等提出的“抛锚式”教学方法研究,田建林、杨海荣提出的就业技能谈园林制图课程教学改革等[2],这些研究范围较广,但缺少对本科高校应用转型背景下的园林制图教学改革的系统研究。重庆三峡学院地处三峡库区腹地,正处于应用本科转型发展阶段,针对西南地区特有环境和行业背景,本研究根据学校应用转型的要求,结合专业实际从教学内容、教学手段和考试考核等方面进行积极探索和改革,以期为全面提升教学质量,培养适应西南地区市场需求的应用型、创新性复合人才,具体内容如下:
1 教材知识体系调整
1.1 现有教材的知识结构 我校园林专业园林制图课程选用的教材是吴机际主编的《园林制图》,包括习题册。内容主要包括三个部分。第一、园林制图的基本知识,主要是制图规范,包括图纸、图框、线条、比例、文字等方面的国家标准规范。第二、投影原理,此部分主要对于理解园林工程施工图的绘制原理进行讲解,包括点、线、面、体的投影、轴测投影,阴影和透视部分。第三、园林施工图识图,包括建筑施工图、绿化施工图、结构施工图的识别。教材内容以第二部分内容占绝大篇幅,其次是园林工程图的识别,园林制图规范和基本知识所占比例最小。
1.2 对教材热莸牡髡 经过近几年的工程制图课程教学经验,结合实际应用,根据学校应用转型要求,园林专业需对现在教学内容做出部分调整:①、增加对园林制图基本知识,即园林制图规范的教学内容;②、加强对园林要素的手绘教学包括课堂和实践训练;③、减少部分投影知识的讲解,因为此部分内容应用性不强,教学效果不佳,面面俱到反而增加学生学习负担。
2 园林制图课程教学内容改革
2.1 强化制图规范要求制图规范是园林制图基本要求,是技术人员识图和工程施工的重要语言,必须按照国家建筑行业标准规范执行。而在现实中,同学们对这方面的重视程度较低,随意性较普遍[3],比如:字体、图例、比例、线型各式各样,没有严格按照要求绘制,作图较随意,这方面的标准制图意识淡薄,势必会对日后工作中的交流和应用形成障碍。平时教学中需加强对规范知识的讲解并强调,并通过大量施工图纸的抄绘练习来形成良好的规范制图习惯。
2.2 强化园林要素徒手表现能力 徒手表现园林素材的能力是园林设计者必备技能,需要通过大量的训练,在前期方案表现很有帮助。通过娴熟的手绘可以迅速表现方案意图和方案交流。同学们需要练就扎实的素材表现功底,比部分内容通过平时作业的布置和通过实践课时来加强,并在后期课程不断强化,主要包括园林植物、山石、水体、建筑小品和线条的铅、钢笔表现技法。
2.3调整投影知识部分内容投影原理是园林制图的主要原理,对于学生理解平面图、立面图、剖面图有很大帮助。其中的点线面体基本投影、透视阴影知识对学生理解具有好的效果,但是有一部分关联度低的效果较差,对学生的学习适得其反,形成负担,比如球体的投影、相交线、相贯线等知识点,在具体教学过程中可进行删减。
2.4调整工程制图教学内容 按照课程教学大纲要求,园林制图主要讲述投影原理和画法几何的实践,由于课时原因,对于工程图的识别部分重视不足,没有很好的掌握,但恰恰这部分内容在日后工作中实践性很强,需要熟悉园林结构、建筑、绿化种植施工图、大样图、平面图、立面图、剖面图等等。所以需要把这部分内容进行重点讲解,做一调整,需要识别即可。确保学生能够见图识别理解图面意思。
3 园林制图教学方法改革
3.1 空间想象引导教学法 园林制图中有很多投影方面的知识点需要进行空间思维的转化,对于初学者有一定的难度,很容易一个小知识点没听懂导致对后面的内容变得枯燥以至于失去学习的兴趣。所以在教学工程中通过模型和多媒体演示帮助学生理解,提高空间思维想象能力。该方法主要是通过建立平面几何图形与空间立体关系的方式,锻炼学生二维空间与三维空间相互转换的空间思维能力[4]。在实际教学过程中,通过空间思维引导,实现学生对制图原理的理解。(表 1)。
3.2 项目教学法 园林制图是一门实践课程,仅仅通过课堂讲述效果未必明显,和其他理论教学一样会出现课堂兴趣低落、教学效果不明显现象。通过实际案例,把和市场结合紧密的具体规划项目在教学中应用不仅可以达到教学效果还可以提高学生学习兴趣[5]。比如一个学校或者一个小游园的施工方案图,里面包括施工总平面图、放线定位图、土建施工图、节点大样图、园林建筑施工图、绿化施工图等等一系列比较全面的套图纸。通过案例讲解,同学们能够更好的接受和理解。通过该项目结合园林制图教学 :①可以将课程中单一知识点联系到项目的具体内容;②可以将多个知识点联系到项目的关联内容;③可以将整个课程内容联系到系统的整个项目,可以由点到面,由简单到复杂,由个体到系统,对学生系统掌握园林制图有重要意义。
3.3 考评结合法 教学效果需要通过考核来评判和检验。教学方法的执行情况及效果如何需要通过考评来检验。为了保证教学计划顺利进行,结合培养方案中的园林制图课时量,理论课时24,实践课时16。为达到较好的教学效果,制定如下考核制度:①园林制图期末考核成绩组成 :总成绩 100 分 ,其中平时成绩(出勤+作业)占 20%、实践实训占30% 、考试占50% ;②制定实践制图的成绩量化办法,图纸内容主要是园林施工图的抄绘练习,包括各类园林工程图,园林要素钢笔表现图。需严格按照规范绘制。对每次布置图纸进行严格审查并给出量化分,最终按照比例汇总成实践实训分。绘图实训成绩量化办法,实训绘图的内容以各种工程制D、园林图表现、园林图规范制图为主,教师对实训绘图按学生每次完成的情况打分量化,最后由汇总的成绩得出每位学生的最终绘图实训成绩[6] (表2)。主要目的在于训练和强化同学们对园林制图的规范操作和对园林工程图的识别和熟悉。
4 结语
应用转型是一个系统,需对学科、专业、课程进行探讨。在我校本科应用转型的背景下,对园林制图课程做出必要的改革探索,以培养方案为基准,从对教材内容的调整、教学方法和手段、考试考核等方面进行改革,从而更好的适应新形势下市场对人才的需求,培养专业的应用性人才。同时通过本课程的成功探索,可以为风景园林专业的应用转型提供坚实支撑。
参考文献:
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关键词:土建专业;建筑制图教学;教学模式
1.引言
建筑图是所有信息的载体,所以它也是做工程界的技术语言.建筑制图是土木工程建设设计专业施工管理专业,房屋地产的运营和开发专业的必修课,是最基本的技术性文件. 土建专业学生进入大学后,第一学期都会开展面广量大的建筑制图课程,对于没有制图基础的低年级学生而言,建筑制图担负着培养学生的空间想象能力,读图制图能力的重要任务。课时长,内容多,要求学生空间想象能力提升要快,如果按照以往以课堂讲授为主而不注重和实际结合的教学方式学生在学习起来较为吃力,如何快速提高学生的空间想象力和读图能力呢?本文通过分析目前学生在学习工程中普遍存在的相关问题,从研究教学组织方式、具体课程进度安排和实践效果等方面介绍了在学生中开展实验型教学研究的情况.
2.操作型教学的组织方式的侧重点:
2.1 注重教学方法改革的独立性和综合性
当前在建筑制图教学中更加需要强调的是独立性、综合性。①自主性。建筑制图教学改革要注重学生制图设计方案的独立性、实施过程的自主性,同时注结合教师的指导作用。②综合性。融合多绘图方法、采取多种认识空间形体的手段、经过形体组合切割等系列变化、最终得到正确投影图。综合性制图教学主要目的在于培养学生的空间想象能力。
2.2注重培养学生的创新意识和实践能力
建筑制图的操作型教学是指学生利用图形,模型和电脑,通过观察、分析、综合、设计等获得知识、发展能力和养成素质的教学活动。通常的建筑制图教学过程,在开始时往往注重在教师指导下,通过基本训练掌握基本知识、基本方法和基本技能。随着教学进程的不断深入,学生空间想象能力逐步增强,制图深度不断增加, 建筑制图教学活动要逐渐过渡到学生自主研究探索,独立思考创新的阶段。
2.3 注重建筑制图教学的基础性、系统性和层次性
建筑制图教的基础性即是让学生掌握建筑制图的画法几何、投影原理、读图技巧,培养学生利用计算机绘制建筑图的基本能力。这是建筑制图教学对学生的最终目标。
建筑制图操作型教学的系统性即是提供系统的基本知识体系,使学生形成在相关领域继续学习的稳定的能力基础和行为习惯。系统性主要体现在对教学内容的选择和教学环节的安排上。操作型教学内容的选择要注意:实践与理论的平衡、基础与前沿的平衡、单项分解原理与综合设计创新的平衡、科学原理与工程技术综合应用的平衡、循序渐进与研究探索创新的平衡。建筑制图教学环节的安排:突出综合训练、突出独立思考、突出基本训练基础上的研究与探索、突出创新、突出课内课外一体。
操作型教学的层次性即是在教学过程中必须贯彻因材施教的层次性原则。这就要求即是应该既要有普适的统一基本要求,又要有多样化、多类型、多层次的适应性要求。操作型教学的层次性体现在三个方面:课程要求的层次性、实验内容要求的层次性、实验过程要求的层次性。
3.教学改革方案的制定和实施方法
3.1转变传统教学方式
在以往的传统方式教学中,学生的空间思维能力提高地较慢,点线面的投影,直线与平面、平面及平面的相对关系,及其投影作图,由于不直观,学生掌握的效果并不令人满意,常常是事倍功半。稍微复杂的组合或者变换容易出错。针对这种情况,可以采用操作型教学以提高学生的空间想象能力和空间逻辑思维能力,将传统的教学方式改变为三维立体的相关位置空间逻辑思维和形象思维能力训练,并且将读图和制图通过实际练习紧密联系起来。由于三维立体的直观性较好,所以既大大的降低了难度,又能更紧密地与读图制图联系起来,简化了画法几何的内容和难度,加强投影制图教学的同时,既深入浅出地使学生掌握了原理,又较快地培养了学生的读图制图能力,同时也提高了学生的电脑制图能力,是较为行之有效的教学方式。
4建筑制图操作型教学的重点实施方式
4.1结合PPT动画课件讲解例题,增加直观性
4.2结合习题集,教学生制作基本形体模型,可以采取用橡皮泥等方式制作,简便易于操作
包括长方体,正方体,三棱柱,三棱椎,四棱台,圆球体,圆柱等。方便进行形体的叠加,分割,学生兴趣较为浓厚,理解起来较快,使得空间想象能力在实际操作中得到锻炼。
4.3运用计算机绘图软件,让学生动手绘制施工图,同时也可以用计算机软件绘制三维形体,使学生将学习过程快速和空间形体联系起来
5.建筑制图操作型教学的教学效果
通过建筑制图的操作型教学,学生反映产生了良好的后续效果,其中包括:
5.1激发了求知欲
学生为了能设计出一套完整的建筑图,必须对所有的工种有个较全面的认识,因此在实习中,要领悟制图原理和技巧。在设计阶段,学生们可以说是绞尽脑汁,极大程度地开动自己的思维,充分运用所学知识做到准确完整全面地绘制图纸”。
5.2提高了理论结合实际的能力
理论不同于实践,实践过程中会发现设计中不合理或不能实践的部分,这就要复习有关的知识、更正、完善方案,然后再实践、再完善,直到方案中的每个细节都能实现为止。建筑制图的操作型教学教会了学生如何把理论转化为实际应用。
5.3锻炼了分析问题、解决问题的综合能力
建筑图的设计方案不止一个,学生通过建筑制图的操作型教学知道了如何进行多角度的设计,同时进行几个方案的对比,最后选定最优方案。这更多的是对学生综合能力的一种考验,促使学生应该主动地寻找答案,这样比老师直接教授效果要明显得多。
5.4增强了操作能力
通过建筑制图的操作型教学,学生进一步巩固了建筑图纸的阅读和绘制的具体原则方法,操作技能比往届的同学得到了更有效的提高。
5.5为今后走向社会打下基础
建筑制图的操作型教学使学生在工程实践能力、设计能力、空间想象能力,整体及细部观念方面受到了培养和锻炼,这对我们学生来说是系统的锻炼。对今后的工作和学习有着深远的影响。
参考文献:
[1]何斌,陈锦昌,王枫红. 建筑制图.高等教育出版社.2010
关键词: 多媒体教学; 手工绘图; CAXA软件
一、学习电子工程制图的目的及意义
随着现代科学技术的快速发展,知识的更新越来越快,社会各界对高等教育提出了更高的要求。特别是随着电子计算机、多媒体等新知识技术的出现及日益成熟,传统的教学内容、教学方法、教学手段等均不能适应技术发展的要求。
实用电子工程制图是一门研究工程图样的绘图原理和读图方法的课程,作为工科学生一门必修的技术基础课程。工程图样是表达和交流技术思想的重要工具,是工程技术部门的一项重要技术文件。通过该课程的学习,可以培养学生的空间想象思维能力以及读图、绘图的实际技能,培养学生空间分析能力和解决空间几何问题的能力。学好这门课程不仅为学生学习后续的电路方面课程、完成课程设计和毕业设计不可缺少的基础,更是学生毕业后从事高级工程技术工作的基础。
二、目前电子工程制图教学现状
传统的教学模式及教学思路是基于向学生尽可能多的传授知识,授课的覆盖面基本上是从点、线、面到装配图,完全讲授的方式,学生就是听众,一味的倾听,这种教学的结果可想而知了。
针对电子信息专业、自动化专业及计算机科学与技术专业的学生的授课结果来看,大部分的学生没有较好的掌握绘图和读图的基本方法,只是在讲授的瞬间了解了这种方法,下课之后基本上就不记得了,课堂上学习的基本知识来不及消化吸收,对于绘图的基本思想很难应用到实际机件的平面图绘制上面来,更谈不上机械图的绘制与阅读了。也有对知识理解比较透彻的学生,但看到一幅三视图很难想象出来它的实际形状。这都是现在这种纯粹的讲授模式无法避免的弊端,使学生的理论知识无法与理论完全的联系起来。针对这种弊端,也出现了精简传统内容,增强具有现代特色的内容如计算机绘图、创造构型、徒手技术等。但又由于课时有限,无法把所有的环节都兼顾上,或者是顾此失彼,就使这种教学方法也存在一系列无法避免的矛盾。针对这种现状,就要求在实用电子工程制图的教学过程中找到并施行一套能够适应学生更好掌握这门专业课程的教学方案。
三、改革的方面及内容
在教学的过程中,通过与学生交流,了解学生学习的心得,经过分析研究,制定出了一种适应本科学生学习电子工程制图的教学方案。在这个方案中提出电子工程制图课程的教学包含有三个方面:多媒体教学、手工绘图、计算机辅助设计制图,这三个部分相互结合,合理分配实践,多媒体教学与传统授课并存,手工绘图与计算机绘图结合,完成常见机件的绘制工作。
开始教学时,要重视第一节课的效果,这对培养学生的兴趣至关重要。在第一堂课中老师应该简要地向学生介绍本课程的地位和作用,特别介绍该课程在后续课程中的作用和在社会实践中的位置,当他们了解制图课的基础地位和它的实际作用,清楚了这门课的重要性后就会重视它,并且激发他们学习这门课的积极性。在讲授的过程中一定要重视实际物件的演示。例如,要求判断一条直线与一个平面的交点的可见性,就要根据已知的两面投影来判断直线与平面的相对位置,从而判断其可见性。
在选择教材上,经过反复比较后,选用了高等教育出版社出版的非机械专业使用的实用电子工程制图及配套习题集。这套教材与机械类教材相比,主要压缩了画法几何的内容,添加了电子电气图样简介、电气工程图和电子产品零件图等内容,此书的章节安排合理并且恰好符合电子类专业学生的学习要求。纵观全书的内容,包含的内容较多,为了能够在原有课时的基础上完成教学任务,在授课的方式上做了一定的调整,对于理论性较强的,并相对容易理解的内容或使用讲授的教学方法和手段费时费力而又难以表达清楚、学生听起来枯燥乏味的内容采用多媒体教学,制作多媒体课件。比如后面的章节:电子、电气图样简介、电气工程图、电子产品零件图、装配图等采用多媒体教学。同时对于一些投影的基础知识的理论部分也采用多媒体教学。工程制图中还包含有很重要的绘图知识,就采用讲授并且是手工绘制方式,着重讲解如何去分析给定的三视图中两个图形,想象出实际的形状,这样才能够更好的绘制出其另外的一个视图,或者根据实际的组合体,分析从什么角度观察其形状有利于制图,把这些方法了解了之后再去绘图就比较简单了。针对不同的教学内容和教学对象采用不同的教学方法和手段,不强求形式上的统一,讲授教学手段、电化教学、CAI课件并行,更有利于提高教学效果。
老师的任务就是讲授理论知识,并且引导学生正确的去分析问题,培养他们的空间想象思维能力、绘图的实际技能。学生要具有一定的绘制和适度机械图样的能力,就要求他们在接受老师的讲解之后,自己要从事大量的制图习题。可以根据所选用教材配套的实用电子工程制图习题集,通过手工绘制平面图,从点、线、面的投影到组合体的三视图的绘制,逐步培养工程平面图的绘制能力。手工绘图是基础,是培养读图和识图的根本途径。只有熟练掌握了手工绘图的方法,在使用计算机绘图的时候才能得心应手。
计算机辅助绘图技术是一种绘图环境和工具,只有已学会工程制图知识的人才能更好的掌握和使用计算机绘图。如果学生没有熟练掌握手工绘图的步骤,计算机命令用得再熟练,也不能完成绘图工作。比如:学生在“圆弧连接”中未能掌握两直线间圆弧连接的步骤,那么在计算机绘图中他就不会找圆心、确定半径,也就无法完成连接圆弧。又如:工程制图中的投影规律是:主、左视图高平齐,主、俯视图长对正,俯、左视图宽相等,学生领会后,在计算机绘图中,就会很快掌握计算机绘图时三个视图要兼顾,从而明显提高绘图的速度。所以,面对如今社会对计算机绘图能力的需求,我们一定要明确:手工制图是根本,是基础。没有坚实的手工制图做基础,就难以成为优秀的设计者。
我们就必须在掌握好使用电子工程制图课程的基本知识的基础上,努力培养和提高作为现代CAD重要组成部分的计算机辅助绘图技术,能在计算机上绘制出符合国家标准和工程要求的图纸。
在目前院校的课程教学中,内容多与学时少的矛盾已普遍存在,这一矛盾在少学时的工程制图的教学中显得尤为突出。传统的教学过程中为了提高绘图效率引入了AutoCAD,但由于它设置参数较多、操作烦琐,缺乏较强的工程图“导航”功能。在画“立体及其表面点、线的三面投影”、“截交线的投影”、“相贯线的投影”以及绘制三视图方面并无多大帮助,学生用AutoCAD绘图感觉比手工还慢。显然必须要进行教学改革,要进行改革首先就要解决计算机辅助绘图软件好用易上手,短时间内能基本掌握它,其次,该软件还必须要有较好的人机界面以及符合中国工程制图和操作习惯。要有好用的投影“导航”功能,利用它学生可以很容易地理解工程图的投影关系,明白工程图的阅读和绘制的原理和方法,而且让绘制工程图更简洁。
由于国产的CAXA电子图板和CAXA实体设计软件具有易学易用、满足国家制图标准的特色,比较能满足目前教改的需要。CAXA电子图板2007默认的系统设置能满足学生初学工程图的基本需要,图框、标题栏都可以随时调用,它们符合国标且文字输入非常方便。其绘制等分点、平行线、多边形、中心线、轴和孔、标注倒角、粗糙度和公差等功能很好用,绘制三视图时具有导航功能,能解决学生绘制三视图困难的问题,也给讲授工程图样的原理和方法带来了极大的方便,大大提高了教学效率。
通过以上三个方面研究和学习,使学生能够更好的掌握电子工程制图这门课程,培养了学生的空间想象思维能力以及读图、绘图的实际技能,培养学生空间分析能力和解决空间几何问题的能力,并且在CAXA辅助软件的作用下,使工程制图的效率更高,适应现代科技的发展需求。为学生学习后续的电路方面课程、完成课程设计和毕业设计提供了一定程度上的作用,同时更为学生毕业后从事高级工程技术工作的提供了基础。
参考文献:
[1] 高慧.画法几何与工程制图课程的教改思考[J].北京:北京工业职业技术学院学报,2004.
[2] 丁欢.实用电子工程制图课程教学的研究与实践[J].大众科技,2009.
关键词:高职高专;建筑制图与识图;教学模式;期末考核
中图分类号:S771.3 文献标识码:A 文章编号:
一、课程性质和学习目的:
《建筑制图与识图》是建筑工程相关专业中一门实践性较强的专业基础课。本课程主要解决的是学生在学习专业课程之前的理论基础问题,所以将该课程定位为一门专业基础课。它在建筑专业中起着承上启下和贯彻始终的作用。教学质量的好坏将影响到学生对后续专业课程的学习和课程设计。尤其是今后实际工作中的现场施工以及CAD工程制图。本课程重点培养学生绘制和阅读建筑工程图样的基本能力,使学生掌握投影法的基本理论及其应用,具备对三维形状与相关位置的空间逻辑思维和形象思维能力、阅读建筑图样的初步能力,此外,在教学过程中还必须有意识地培养自学能力,分析问题和解决问题的能力,认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。本课程经常用到初等几何的一些定理和作图方法等基础知识。因此,在学习本课程之前必须具备初等几何,特别是立体几何的基本知识。
高职高专院校所培养的学生是面向生产第一线的实用型人才,是以实用技术能力和基本专业素质的培养为主的,它与本科所培养的目标有所区别。“建筑制图与识图”是高职高专院校建筑工程技术、工程造价、建筑装饰工程技术等与建筑相关专业的通用能力课,既是后续专业课程学习的基础,又是具有独立培养学生识图和绘图能力的课程。为了让教学重点更加突出,教学效果更加显著,知识能力有效地转化为岗位能力,必须根据专业特点制定课程标准。因此,教学上必须要有所侧重,应以“应用为本,够用为度”原则,强调“识图为主”、“以画促识”。学习的主要目的是看图,即“识图为主”,而看图与绘图是相辅相成的,只有通过一些必要的绘图才能深刻理解投影规律,而绘图是看图的逆过程,因此,必须要求学生进行适当的绘图,从而以绘促识。此外,教学上应以“应用为本,够用为度”原则来引导学生,降低课程的学习难度,尽量符合高职高专学生的低起点特点。
二、课程设计标准
在课程设计上,根据高等职业技术教育以服务为宗旨,就业为导向的办学要求,结合建筑专业人才培养方案,针对性地安排课程教学内容。遵循学生的专业认知规律,由浅入深安排课程内容顺序。以激发学生学习兴趣和对专业热爱为目标进行内容设计。教学内容主要分三部分,第一部分为投影原理及在工程中的应用,这是制图课最基本的理论知识。主要包括点线面的投影、立体投影、轴测图、组合体、剖面图和断面图,要求学生能够掌握三视图原理及基本应用,具有一定的空间想象能力;第二部分为国家制图标准,规定了建筑施工图纸的元素符号含义、线形比例要求等,是制图与识图必须遵守的标准尺度,也是工程界交流的标准语言,要求学生熟悉制图国家标准的基本规定,学会正确使用绘图工具和仪器,掌握绘图的方法和技巧;第三部分为识读建筑工程图纸,主要内容包括识读建筑施工图、结构施工图和给排水施工图,要求学生掌握绘制与识读一般工程施工图的方法,能正确识读施工图中专业信息,即能看懂施工图,使今后具体工作中能达到按图施工的目的。在整个教学过程中,注意对学生自学能力、自信心的培养;注重思维方法的训练,使学生在学习知识的同时,掌握思维方法提高解决问题的能力;对日常作业严格要求,养成对工程问题一丝不苟的作风。
三、教学实施意见
(一)教学模式
建议采用多元化教学模式进行教学。
1. 启发互动式教学方法 “建筑制图与识图”部分内容相对枯燥,比如投影知识部分,如果一味地靠教师讲解,会造成信息传达与接收严重脱节,学生会对课堂失去兴趣,因此在教学过程中对课堂内容要进行精心设计。应引导启发为主,通过提问、交流、答疑等方式,解答学生问题的方式。教师在教学过程中精心设计每一个教学环节,对于新问题的提出常常采用设问、反问等方式。
2. 讨论、互动式教学方法兴趣是最好的老师,一些问题可以通过课堂讨论的方式来解决。让学生参与到教学活动中来,成为课堂的主体,这样既调动了学生的积极性和主动性,激发他们的学习兴趣,又活跃了课堂气氛。应多采用互动教学模式,不再是教师对学生单方面的影响,也不是那种填鸭式的教学思维,而是比较重视信息的多维度共享。师生之间不再是单纯的知识传授,而是变成朋友式的对话与切磋,他们共享知识的乐趣通过对信息的接受与理解,从而达成师生及生生之间的意思一致。
3. 多媒体+黑板+模型多种教学手段的优化组合 整个教学过程全部应使用多媒体课件进行教学。这样大大丰富了教学内容,增加了信息量。清晰的图形,鲜明的色彩,栩栩如生的动画,动静结合,生动有趣,大大激发了学生的学习兴趣,以多媒体为主辅以传统的黑板教学和模型展示立体形状的优化组合教学方式,有利于培养学生能够从物到图,再由图到物,形成较强的形象思维能力。
其中,教师在重点难点问题的教学中一定要注重学习方法的传授。 如组合体的画图和识图这部分内容,教师一定要把形体分析法当作重点来讲。根据形体画三面投影图时,教师首先要把复杂形体分解成若干个简单的形体,分析各组成部分的相互关系,然后根据相互位置分别画出各个简单形体的三面投影面,再进行整合完成组合体的三面投影图;根据三面投影图想象形体的立体形状时,教师要教会学生将三面投影图综合起来分析,根据投影规律和特性找出它们的内在联系,从整体到局部,逐步剖析,最终想象出形体的结构形状。(二)多种教学方法的运用
1. 多媒体教学
本课程基本概念多、涉及面广,为了便于学生理解,调动学生的积极性,提高学生的综合素质和技能,本课程组以多媒体课件、立体化教材、网上资源等为载体,建立了参与式、互动式、仿真式的教学方法体系。
2.建立多渠道、获取式大教学系统的教学方法体系
针对目前学生自主性、实践性较差的特点,坚持以学生为中心的教学理念,改变传统教育中以课堂为主的灌输式教学方法,鼓励学生自主学习,实施多渠道培养的获取式教学方法,在教师的必要指导和宽松学习环境条件下,让学生能够主动利用多条获取知识的渠道(比如网络),自主地、选择性地去获取知识。
3.创造多种形式的互动式课堂教学
在课堂教学的过程中注重理论联系实际,启迪学生的思维,激发学生的潜能,加深学生对有关知识、理论等内容的理解。此外,还可采用多媒体等辅助教学手段,以及互联网上相关工程资料信息、图纸的下载,以加大课堂授课的知识含量。
四、考核方法
考核是巩固学生所学知识、检查课程教学效果的重要教学环节。《建筑制图与识图》是一门实践性较强课程,如果采用单纯的笔试考试的方法来考核教学效果,并不能完全反映学生对整个知识的掌握情况,因此,有必要对现行考核评价进行革新,更加关注学生学习的过程、知识的应用和能力的培养。课程总成绩由平时成绩、实训成绩和期末考试成绩组成。其中平时成绩、实训成绩各占30%,期末考试占40%。平时成绩由出勤率、课堂互动性、作业完成情况等组成。实训成绩主要考核学生绘图、识读实际工程图纸的能力,实训成绩教师可以在每学期安排时间分次进行,在课堂上提问进行实际训练,其内容包括在互联网上查阅相关实训资料以及实际工程图分析等。期末考试通过笔试的方式主要考核理论知识的掌握情况以及综合知识的应用能力,但题目并不全部来自教材,应综合考虑就业岗位和职业资格考试等因素,做到试卷充实化、实用化,以此促使学生重视平时积累知识、重视实践环节、培养自身综合素质。综合的成绩更能体现本课程的特点,促进学生重视教学过程和课内外实训,可更全面地反映理论实践知识的掌握情况。
五. 结语
《建筑制图与识图》课是一门实践性较强的技术性专业基础课,它的教学是一个复杂的工程,提高这门课的教学质量和水平在于要求学生多观察、多练习、多实践。教师多传授、多指导、多示范。根据本课程的特点,发挥教师的主导作用,激发学生的学习热情,在有限的课时中达到最佳教学效果是我们需要研究的课题。我们应不断的深入研究,根据专业目标、课程特点,设计该课程的最优化教学模式,以取得良好的效果。
参考文献:
[1] 李志宏,王伟,李津石.就业导向—高等职业教育改革与发展的主旋律[J].中国大学教学, 2003(11): 35.
地理信息系统(GIS)是采集、存储、管理、分析和描述地理信息的空间信息系统。GIS诞生于20世纪60年代,随着人们对资源、环境和灾害防治等问题的日益关注,其在短短五十年的时间里得到蓬勃发展,从一开始仅在地学领域应用到现今几乎深入社会生活的各个领域。GIS的迅速发展,带动了大量相关人才的需求,对GIS教育提出了更高的要求[1]。
GIS涉及计算机、测绘、管理等多学科,从理论和技术方法上,可分为数据采集、数据加工处理和应用等多个分支,《地图学》是其最重要的理论与方法支撑。GIS是《地图学》在计算机技术支持下发展的产物,《地图学》与GIS一样,都以空间地理信息为操作和表现对象,其相关理论、原理和技术方法等在GIS中的地理信息加工处理、可视化表达、分析应用等方面都得到充分体现[2]。
《地图学》是使用图形及符号模型系统再现客观实体,反映和研究自然与社会现象的空间分布、变化、组合和相互联系及其空间变化规律的科学。地图是一种特定而又十分重要的空间信息描述及计算机表示信息系统数据的基础与来源,为以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布的数字地球系统提供最基础与真实的图形和相关属性数据。因为地球是人类赖以生存的基础,所以《地图学》是与人类的生存、发展和进步密切关联的一门信息技术学科。知识经济时代,知识的更新日益加快,《地图学》的基本理论和应用技术也飞速发展[3]。
《地图学》既是一门具有悠久历史的传统科学,又是一门随现代信息科学技术发展而迅速发展的学科。如何在教学中帮助学生牢固地掌握本学科的基础知识,以适应科学技术的快速发展变化,一直是《地图学》教育领域中最关注的问题。在整个世界都已经信息化的今天,不同专业的学生学好《地图学》是非常重要的。下面笔者以GIS专业为例,谈一谈《地图学》教学。
长江大学是一所湖北省重点支持的综合性大学。GIS专业培养适应我国社会主义现代化建设需要,具备地理信息系统与地图学的基本知识、基本理论、基本技能,熟练应用计算机的能力,具有创业精神和创新能力的高级专门人才。根据本专业人才培养的目标,《地图学》作为本专业的专业基础课程之一,对于实现上述专业培养目标具有举足轻重的作用。通过对本门课程的学习,学生掌握地图学的基本知识、基本理论和地图各要素的表示方法,理解并掌握普通地图(特别是地形图)的阅读及量算,专题地图的编制、分析及应用,了解现代地图制图的新技术、新方法,为后续《地理信息系统原理》、《地图编绘与设计》、《地图分析》、《电子地图学》等课程的学习打下良好的基础。
二、精选优秀教材
由于《地图学》课程理论较深,涉及知识面广,学习该门课程要求基础知识较丰富,而该课程学时数又相对较少,因此教师针对专业特点,选择合适的教材并合理安排教学内容显得十分重要。目前有关《地图学》的教材版本很多,侧重点各有不同。按照长江大学教材选用管理规定,优先选用教育部推荐教材和国内具有影响力的优秀教材。2001-2006年,我们选用蔡孟裔等编著的由高等教育出版社于2000年出版的《新编地图学教程》(面向21世纪课程教材);2007-2009,年我们选用由武汉大学出版社于2004年出版的祝国瑞主编的《地图学》(高等学校测绘工程专业核心教材);根据我校GIS专业培养计划的修改,最近几年我们选用由科学出版社于2006年出版的王家耀等编著的《地图学原理与方法》(21世纪高等院校教材)。这本书系统、完整地介绍了地图学的原理和方法,包括地图和地图学的基本特征、定义、基本内容、学科体系、发展历史与趋势,地图的数学基础,地图内容表示方法与制图综合,现代地图制图的技术方法,地图分析与应用等[4]。这本书强调原理与方法相结合、理论与实际相结合、经典与现代相结合,内容的可读性、客观性很强。经过试用,本书十分符合制订的教学计划,教学效果良好。
一本教材肯定不可能达到最理想的教学效果,为了弥补教材的局限性,我们在教学过程中采用了由武汉大学出版社于2004年出版的祝国瑞主编的《地图学》作为主要参考教材。该书系统地介绍了地图学领域的理论、技术和方法,包括地图的基本知识、地图投影、地图数据、地图符号设计、图形设计、制图综合、制图数学模型、地图编辑设计、地图制图工艺、地图出版印刷及地图分析应用等[5],是一本为测绘工程专业编写的核心教材。该教材在某些知识的讲解上具有独到之处,十分适合作为补充教材。
三、教学内容安排
如何在选定教材的基础上做好教学内容的安排是十分重要的一件事。《地图学》的教学内容主要包括理论地图学、地图制图学和应用地图学三部分。针对GIS专业的特点,应将教学目标与新技术的进步结合起来,以现代的内容对传统的内容加以拓宽及调整删减,将新内容、新技术与传统内容有机结合,把传统内容转化到现代内容中。
在长期的教学过程中,我们总结以前的经验,对《地图学》课程内容采用模块化的组织方法,共划分为六大知识模块。每个模块具有相对的独立性。知识点是教材的重点或难点,也是教学大纲要求理解、应用的知识单元,根据知识单元的多少与掌握的难易程度,确定相应的授课学时。下面对各知识模块做详细说明。
知识模块一:地图与地图学的基础知识,这一模块的讲授共用八学时。主要知识点包括:地图的概念、地图的类型、地图的基本内容、地图的分幅与编号、地图的基本功能能和用途、地图学的历史与发展、地图学的学科体系构成、地图学与其他学科的联系、地图学的发展趋势等。
知识模块二:地图数学基础,这一模块的讲授共用八学时。主要知识点包括:地球体的自然表面、物理表面、数学表面的概念及它们之间的关系、地球坐标系与大地定位、地图投影的基本概念、比例尺的概念、变形椭圆的概念、投影变形的基本公式、地图投影的分类、几类常见的地图投影的特点、地图投影的应用与变换等。
知识模块三:地图内容要素的表示方法,这一模块的讲授共用十八学时。主要知识点包括:地图数据、地图符号的分类、基本图形变量、地图符号设计、地图图形设计、地图色彩设计、地图注记、普通地图内容表示方法、专题地图内容的表示方法等。
知识模块四:制图综合,这一模块的讲授共用四学时。主要知识点包括:制图综合的基本概念、影响制图综合的基本因素、制图综合方法、制图综合的基本规律、地图要素的制图综合、制图数学模型等。
知识模块五:现代地图制图技术,这一模块的讲授共用四学时。主要知识点包括:数字地图的概念、分类与产品、数字地图的数据结构、地图数据库、地形图数据库与数据生产、多媒体电子地图与互联网地图、遥感制图等。
知识模块六:地图分析与应用,这一模块的讲授共用六学时。主要知识点包括:地图分析方法、地形图的野外应用、地图的专题应用等。
制图综合和地图分析与应用两个模块所安排学时不多,是因为在教完《地图学》后,我们还安排有《地图编绘与设计》和《地图分析与应用》两门专业课,作为对地图学所讲内容的重要补充,以提高学生在《地图学》领域的知识水平。
四、实践教学设置
地图学课程是地理信息、测绘和遥感等专业的重要专业基础课程,它的教学内容紧凑、理论知识集成度高、实践操作性强。为了培养学生的地理学综合分析能力,全面提高学生素质,本课程安排了八学时的实验和为期两周的课程设计实习,实验安排在理论教学中穿行,课程设计安排在理论教学结束后集中实习。
地图学实验的主要目的是巩固相关理论知识,培养学生的动手能力。具体内容如下:
地图投影:通过绘制某区域的经纬网与方里网,加深有关高斯-克吕格投影的知识;根据经纬网的特点判断各地图投影的性质。
地图符号的设计与使用:通过设计制作栅格、矢量的点状符号,设计制作线状、面状符号,学会常见绘图软件中地图符号的设计方法,并利用多种方法设计不同类型的符号。
地图矢量化:基于屏幕矢量化普通地图的部分要素,通过对地图部分要素的矢量化,了解从纸质图形转化为计算机数字图形的基本过程,掌握数字地图制图软件中地图数据数字化输入的处理方法。
设计制作专题地图:基于ArcGIS或Mapinfo软件,设计制作表示面装地理信息的各种专题地图。通过专题地图的设计与制作,掌握表示面状地理信息的主要方法,学会在制图软件支持下独立地开展专题地图设计与制作。
课程设计内容包括:编制各种类型的专题地图,对全国人口分布、构成及演变进行分析;设计和编绘一幅电子地图。课程设计主要是结合实例,对地图学基本理论和方法进行综合运用。
上述实践教学,提高了本科生解决问题和综合分析的能力,使学生对地图学知识的掌握提到了一个新的高度。
关键词:工程制图;生物医学工程;实践与探讨
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)29-0160-02
正确规范的绘制和阅读工程图是一名工程技术人员必备的基本素质。《工程制图》作为我院生物医学工程专业的必修基础课课程之一,主要涵盖了制图的基本知识、基本技能、基础理论,图样表达知识、零件图、装配图的读图与绘制能力。工程制图作为一门世界性的工程通用语言,同时结合我院作为医科院校生物医学工程学科特点,通过该课程的学习,目标是让学生能够掌握并且理解工程制图的基本知识而且可以熟练运用初步这门工程技术语言,在以后的医院或者企业研发的工作中可以得到有效的运用。
在我校的课程设置中,该课程设为医学物理、X线机、CT[1]、MR等专业课程之前,在大一第一个学期开课,作为学习专业课之前非常重要的一门专业课程学习。为此,本课程的培养目标是塑造学生的空间想象和思维能力,引导学生把空间思维变成实际的图像和立体,同时培养学生使用仪器绘图、徒手绘图以及通过计算机软件绘图的能力。所以我校结合医学院校的特点[2],在工程制图中融入医疗仪器相关制图的内容和特点,贯穿学生的建模意识,加强学生的三维图形表达能力及其够形训练,扩宽传统的工程制图课程范围。针对该课程的特点和目标,本文中,我们通过近年来的教学实践,总结了在理论教学、多媒体教学、第二课堂、考试考核等方面的工作,希望能够提高当前的教学质量,实现教学相长。
一、明确教学目标,精选教学内容
课程学科的设计要求是教学内容应当新颖翔实,知识结构相对合理,能够体现本学科最新的科研成果和应用方向,课程结构清楚,各知识点相互联系并且联系紧密,能放映体现学科的自身特点。在教学教材的选择上,工科教材版本和材料选择余地交大,但是专门针对高校生物医学工程专业课程的兼具典型性与先进性的内容还不是很多。针对该问题,我院周凌宏教授、陈超敏教授在数十年对工程制图教学基础上,总结了以下五方面的课程主要教学内容:①投影的基础;②构型设计;③表达方法;④制图规范。在具体的课程教学中,坚持以基础、概念、原理知识教学为主,同时以兼顾医科院校生物医学工程学科的特点,在教学内容和形式上,逐渐引入生物医学其他学科的需求和内容的表达。比如,除了对基础知识的学习之外,在教学内容上适当补充当前生物医学工程中涉及工程制图学科内容的前沿应用及发展趋向,比如3D打印在医学中的应用以及和工程制图的联系,一则为了拓宽学生视野,二则提高学生学习兴趣,激发其探索的欲望。
二、合理利用多媒体教学手段
在《工程制图》的教学中,在讲解基础的理论知识需配合大量的图片和图画,如在讲解三视图的投影法概念时,要求在三维空间投影到二维平面的方法和原理。那么如何让学生直截了当理解的三视图构成、表现的形式,空口的语言表达似乎显得苍白无力。又比如在介绍组合体和零件图时,会有大量的空间图形。如果采用板书或者画图的方式,一是无法保证图像的准确性,二是浪费课堂的时间。所以,多媒体教学是一种有效而且必要的教学技术。通过多媒体动画的模拟和表达等手段将投影过程中比较复杂、枯燥的内容通过直观、形象、而且富有动感的方式和学生交流,可以达到立竿见影的效果,同时也充分调动学生在课堂教学中积极性,促进学生积极思考和探索的主动能动性。同时,对于教学中知识和内容,可以让学生将复制,方便他们课后继续学习,培养他们的自学能力。通过多媒体技术,互动教学成为了一种简单有效的交流方式,突破了单纯课堂教学的限制,形成良好的补充和反馈作用。比如学生们除了课堂的学习之外,还可以充分利用邮件,QQ或者微信的互动交流,实现答疑解惑的目的。
三、实践与理论课程紧密联系
《工程制图》课程作业内容的配置要有利于创新精神和实践能力的培养。如制图大作业是给出一组医疗仪器零件平面图.要求学生从一组平面图任选一个方案.结合前面所学的制图基本知识,查阅资料,确定设计方案.同时要求学生选择自己熟悉的零件完成工程制图大作业[3-4]。对此学生表现出极大兴趣,将所学知识直接在作业中得到体现[4]。在具体课程讲授过程中,通过讨论生活中的具体工程制图难题展开,从而引发学生主动思考解决问题的方法,带着实践中的疑惑开展理论学习,从而增强学生探索知识的好奇心和欲望,创造学生解决问题的能力。同时通过生活中实际难题与课堂理论的相结合,增强了学生学习理论知识的源动力。
四、坚持开放第二课堂
考虑到课堂的课时有限,针对学有余力,以及对工程制图感兴趣的学生。我校陈超敏教授在全校范围开设了工程制度CAD选修课[3-5]。该选修课可以作为常规课堂教学的辅助和延伸。而且可以根据学生在日常生活和学习中遇到的相关工程制图问题,自身自主性探索的同时,通过选修课老师的帮助和引领,得到完美的解决。比如,在此选修课学习中,我校中西医的医学生通过选修课的学习,在其医学论文中通过AutoCAD软件的表达来展示其使用的设备结构和原理,其的医学课题研究提供极大帮助;也有医学生在临床业务中发现当前的手术剪存在可改进和提高的方面,通过工程制图和CAD的学习,帮助他很形象展示了自己的创造和发明,并且使他的设计和思想变成实物。通过类似的良性循环,吸引对工程制图刚兴趣以及有需求的学生进一步对工程制图的基础概念和思想进行锻炼,同时深化他们的实际动手能力。
五、结语
生物医学工程专业涵盖了工程技术、图像处理和医疗仪器的众多方向,具有高度交叉综合的特性[2]。由于生物医学工程具有特殊的复杂性且在我国的发展时问较短,如何将现有的教学模式与我同的医疗研究现状相结合,培养出一批兼具工程技术研发和生物医学基础能力的专用及研究人员,是该学科发展中的重要课题之一。工程制图作为我校生物医学工程专业必修的一门基础课,在教学上必须结合专业特点,从基础知识到理论应用,环环结合,以学生的实际知识水平为基准,扩展思路,开发新的教学模式,提高教学质量。本文中,我们介绍了我校在授课内容、教学方式及实践环节的实践与探索,有效地提高了教学质量,激发了学生的学习兴趣。
⒖嘉南祝
[1]张华,马建华.《CT原理与技术》教学实践探索[J].教育教学论坛,2005,(6):160-161.
[2]刘平.工程制图课程创新教育的改革与探讨[J].中国高教研究,2008,(07):91-92.
[3]孟祥宾.构建科学的高师物理设计性实验教学体系[J].辽宁教育行政学院学报,2010,(09):159-161.
[4]丛文静,马晓霞,赵敏.工程制图自主式学习平台的构建[J].实验室研究与探索,2013,(12):197-199.
[5]刘平,刘楠.工程制图CAD考试的改革与探讨[J].中国成人教育,2008,(06):137-138.
[6]吴F.浅谈《机械基础》课考试考核方式改革[J].科技创新导报,2015,(10):150+152.
一、精选教材内容,合理安排各章课时
《机械制图》的理论基础是画法几何,机械制图是画法几何的最终目的,画法几何的投影理论200多年来一直被各国作为工程技术人员的“语言”的语法,但现行很多教材对该部分内容的引入多少不一,所以教师在实际教学中应做好取舍,首要是将投影的基本方法与点、线、面的投影讲解清楚,使学生的基础理论知识牢固树立,根据我多年来的教学体会,该部分课时应占机械制图教学总课时的15%左右。《机械制图》教学的重点是在图形的各种表达方法上,而组合体的视图又是视图表达的基本内容,起着承上启下的作用。该章的重点又是形体分析法和线面分析法。同时,对于视图上的尺寸标注和看视图的方法两节内容应着重从讲清基本原理入手,逐步培养学生的空间想象力。机件的表达方法是《机械制图》课程的重要内容,该节内容介绍了国家标准中图样画法的各种规定,这是讲解的重点。同时,对各种表达方法的基本概念、画法及特殊规定等内容,应讲清、讲透。有了这些基础之后,学生再学习零件图、装配图的知识就会轻松许多。
二、综合运用多种教学手段,充实课堂内容,充分利用周围各种实物、模型
机械制图这门课程对于一部分学生来说入门阶段较为困难,不易掌握。为了避免引起不必要的混淆,一般情况下大多数学校只讲授在我国普遍使用的第一角画法,以求让学生清楚地掌握三视图的结构及绘图、识图的方法,而对国际上常见的第三角画法只作简单介绍甚至不予讲解。然而近年来随着改革开放步伐的加快和科学技术的高速发展,很多企业引进了国外的计算机辅助设计、辅助制造(CAD/CAM)系统,这其中有些软件画出的零件图及装配图就是第三角画法,更有一些外资企业直接使用外方图纸。因此技校毕业生遇到类似情况的现象将会非常普遍。虽然绘图的原理是相通的,但是由于学生没有系统正规地学习过第三角画法,因而不能很快地独立上岗操作,对学校、企业和毕业生个人来讲都造成了一定的损失。针对这种情况,我们在教学中应作一些相应的调整,在投影作图、机件的表达方法、零件图、装配图等内容学习完毕后,在学生对机械制图这门课程有了全面、深入的认识并在一定程度上掌握了相关知识的基础上,在课程的最后阶段给学生讲解一些第三角画法的知识,并准备一些实际生产用的第三角画法的零件图,让学生们进行较充分的识图练习,这样既能开拓学生知识面,又不致于引起学习过程中的混淆。
在讲解点、线、面投影的基本规律时,学生往往对基本投影面的概念不是十分清楚,入门很慢,而这节内容又是机械制图课程的理论基础,如果学生对该节内容掌握不好,将直接影响今后各节内容的掌握,因此,为了让学生能够牢固掌握点、线、面投影规律,必须在讲解中运用灵活的教学方法。如将教室的地面、两面墙壁所在的面比作三个基投影面H面、V面、W面,手持一篮球或教棒在空间,将篮球或教棒规为空间的一个点S或直线L作讲解,将会起到形象生动和事半功倍的效果,学生对该节知识会掌握得非常快。对于机件表达方法的讲解,可将各种挂图及模型带进课堂,结合模型讲解,课间还可让学生仔细观察,拨摆各种模型,加强感性认识,不应单单只作教师讲解使用。
三、合理使用媒体技术
随着现代教学手段在各个学校的普及,教师可以运用多种多媒体技术实施教学,在备课时利用Powerpoint、AutoCAD、Solidworks来呈现教学内容,如呈现包括教材中的各种例图及习题集上需要讲解的典型例题等。一方面,可以减少教师在黑板上板书及绘图的时间,另一方面,电子课件中丰富的色彩、逼真的模拟效果,更好地吸引了学生的注意力,有利于丰富其视觉听觉感官,使其快速形成空间想象能力和空间分析能力。另一种方式是通用等软件制成三维动画,在大屏幕上演示形象逼真的三维立体造型,使学生能直观看到立体的各个角度,并观察三视图的形成过程。对于一些如投影变换,截交线相贯线的示解等模型演示效果欠佳的投影几何学问题,通过多媒体演示能形成更好的直观效果,便于学生学习,进而加深学生对课本知识点的理解与掌握。
四、加强徒手绘图训练
职校学生的就业主要是面向生产工程的第一线,在生产现场解决问题,因此,徒手绘图是必不可少的技能,徒手绘画的主要内容是三视图、轴测图及组合体、零件图、在掌握了机械制图的相关知识后,提高徒手绘图能力的方法就是多练,只要教师和学生多付出,就定会有收获。
五、适当练习并及时评讲
每次作业都及时批改,并在课堂上对大多数学生都容易犯的共性的错误作统一评讲,及时纠正学生理解上的偏差。个别学生可以课后单独辅导,这样学生会对自己的薄弱环节和错误留下深刻印象。有时我故意在黑板上画出错误的视图,请学生检查有无需要更改的地方,引导学生展开讨论,通过讨论,学生的学习主动性被充分调动,既活跃了课堂气氛,又使学生对所学内容留下了深刻印象。