土木工程制圖教學改革研究

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土木工程制圖教學改革研究

摘要:本科土木大類招生培養在實施之后,《土木工程制圖》課程面臨眾多挑戰。如何滿足各分流專業對課程教學的不同要求,是進一步提高教學質量的關鍵。本文通過對土木大類各分流專業課程教學特點分析,針對課程教學存在的普遍問題,探討大類招生背景下課程的教學模式,以期為大類招生模式下的《土木工程制圖》課程教學提供參考。

關鍵詞:大類招生;《土木工程制圖》課程;分流專業;課程特點;教學模式

0前言

為了順應全球化時代高等教育發展趨勢,適應當前社會發展對高素質人才的需求,教育部積極實施改革,“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”已成為高校培養人才的模式和方向[1]。以學科或學院為單位進行錄取培養的“大類招生、分流培養”模式改革逐漸成為我國高校深化改革、提高人才培養質量的重要舉措。為主動應對國家高考招生制度改革,吸引優質生源,培養適應社會經濟發展的應用型高級專門人才,重慶科技學院從2018年開始實施本科專業大類招生?!锻聊竟こ讨茍D》作為土木類相關專業重要的一門專業基礎必修課,以往在大一分成上下學期開設,原來的教學模式已不能滿足土木大類專業新人才培養模式。此外,在全校實行畢業要求的學分減少、各課程壓縮課時的大環境下,《土木工程制圖》課程由原來的4學分改為3學分。若繼續沿用舊教學模式講解本課程全面內容,則課時數不滿足教學要求,必須對《土木工程制圖》課程進行了相應的教學改革研究,并提出一些改革策略。

1土木大類專業《土木工程制圖》教學面臨的問題

我?!锻聊竟こ讨茍D》自2004年就開設,經過十幾年的教學經驗積累和完善,該課程已經有較成熟的教學方法和模式。但是,隨著學校實行大類招生,《土木工程制圖》課時數縮減改革,教學過程中呈現出較多突出問題,亟待解決。

1.1大類授課與分流培養的需求矛盾

大類專業學生入學伊始,不可能針對未來分流專業分別設置,只能采用大類教學《土木工程制圖》。為適應大類授課需求,培養基礎寬、能力強的應用型專門人才,土木大類專業《土木工程制圖》課程需要集路橋、建筑、設備等專業制圖于一體[2]。如果繼續沿用先前的教學內容和模式,僅注重各分流專業共性的學習內容,缺乏專業工程圖樣的詳細分析和引導,這必然與后續專業課知識學習相脫節,給后續的教與學帶來一定困難。

1.2授課內容繁雜抽象與課時量矛盾

《土木工程制圖》課程內容涵蓋制圖基礎、畫法幾何、工程制圖、計算機輔助制圖等部分,教學內容繁雜且抽象。對于剛進入大學的學子,缺乏建筑、路橋、設備工程等方面的專業認知,是很難理解圖形表達的工程各部分形狀和功能,這使學生容易滋生消極情緒,影響教學質量。此外,隨著高校教學改革的推進,《土木工程制圖》課程學分和課時數被縮減,但是大類授課教學內容有增無減,教學要求還不斷提高。課時數減少與授課內容增多的矛盾,給課程教學帶來了極大的挑戰。

1.3授課方式與行業發展的需求矛盾

建筑信息模型技術(BuildingInformationModel-ing,簡稱BIM)涵蓋建筑生命周期各階段,對工程形體的表達有著無可替代的直觀優勢,越來越普及。然而,我校《土木工程制圖》課程依然停留在通過傳統的點、線、面的幾何空間講解,培養學生使用二維平面圖表達三維的能力。以二維圖紙表達實際工程已經不能滿足行業發展對效率的要求,也不利于培養學生的空間思維能力和激發學習興趣。

1.4實踐環節薄弱,缺乏創新能力培養

受課時數減少影響,課程教學無法與實踐緊密的結合。我校《土木工程制圖》課程保留的實踐環節主要是工程圖樣的抄繪,學生缺乏對工程實際的制圖練習。然而,實踐環節正是理解課堂內容和運用的有效途徑,更是培養學生空間思維能力、專業素養的重要手段。實踐環節不足不僅降低了教學質量,也不利于學生創新能力和應用能力的培養。

1.5課程考核方式單一,檢測學習效果方法不合理

目前,《土木工程制圖》課程考核由期末考核和平時課程作業兩部分構成。期末考核以考試的形式考察學生的理論知識水平,受考試時間的限制,能考核的內容有限,課程作業主要是抄繪圖樣。僅僅進行理論考試及抄繪練習,很難反映學生的真實學習效果。

2不同分流專業的《土木工程制圖》課程特點

教師在大類專業教學過程中應充分考慮到未來分流培養對課程教學的不同需求,在教學內容的選擇和深度上有所側重。筆者根據各分流專業的制圖教學實踐,通過與學生交流和分流專業的需求分析,總結歸納各分流專業《土木工程制圖》課程的需求特點。如表1所示,4個分流專業的學生具有不同的課程任務、教學重點和知識背景。如:土木工程、建筑環境與能源工程、給排水科學工程3個分流專業都以房屋建筑圖為主,分別側重于結構施工圖樣、采暖施工圖樣、給水排水施工圖樣,而道路橋梁與渡河工程以道路路線工程圖和表征各工程實體構造的橋梁、涵洞、隧道等工程圖為教學重點。

3土木大類專業工程制圖教學模式的探討

針對土木大類《土木工程制圖》課程教學過程所暴露的問題和各分流專業對課程不同的需求,對教學內容、教學方法、教學手段等方面進行適當調整,緊密結合土木大類專業的實際,從而達到“因材施教”的目的。筆者在借鑒以往的教學經驗的基礎上,結合自己的教學實踐和分析總結,對土木大類專業《土木工程制圖》課程教學提出以下幾點建議。

3.1厘清分流專業方向,適當調整教學大綱

根據土木大類專業分流計劃,大二分流為4個專業,分別是土木工程、道路橋梁與渡河工程、建筑環境與能源應用工程、給排水科學與工程,各分流專業有不同的培養目標。為達成分流培養目標,使學生將《土木工程制圖》課程知識與專業更好的結合,做到學以致用,在編制課程教學大綱時,要根據各分流專業的特點與需求,對教學大綱和重點、難點進行適當的整合調整,以求提高學生的整體素質和實用型能力的培養。

3.2基于BIM三維建模技術,適當增減教學內容重構

《土木工程制圖》課程內容,以應用為出發點,以“使用為主,夠用為度”為原則,精簡畫法幾何部分的內容。在專業制圖部分密切結合各分流專業的實際,以房屋建筑圖為主,對建筑、結構、給排水、暖通、道路橋梁等都做全面的介紹,涵蓋不同分流專業的內需求,拓寬學生的視野。依托BIM三維建模形象直觀的優勢,把識讀幾何體、專業制圖與3D建模結合,采用先三維、后二維、再三維的課程體系,使學生首先從三維實體入手,在三維空間中直接去認識感知空間實體[3]。從而降低課程的學習難度,應對課程學時數縮減、教學內容增加的困境。

3.3充分利用互聯網教學手段,提高學生學習積極性

土木大類專業《土木工程制圖》課程教學,應充分利用網絡課程平臺,建立課下學習監督檢查機制,實現課前預習環節和課后復習教學要求,既能提高教學的效果和達成教學目的,又能解決課時減少帶來的問題。例如使用MOOC平臺“學堂在線”推出“雨課堂”,從課前、課上和課后各個環節實現教學數據收集、分析和反饋,使得線上線下教學有效融合促進,豐富了教學內容和教學方法,調動了學生的學習積極性和主動性[4]。此外,利用移動虛擬現實(MVR)技術,基于手機開發移動學習終端,結合各分流專業工程實際,開發的信息化模型資源庫,在二維圖形和三維實體之間建立實時、交互、直觀的聯系,提高了教學效率[5]。

3.4建立以學習過程為主的考核內容和方式

充分發揮過程學習的導向作用,建立全過程的學習效果評價機制[6]。課程作業作為《土木工程制圖》教學中必不可少的重要環節,應作為考核的重要組成,是建立全過程學習效果評價機制抓手。其內容和形式應該結合課程章節特點,采用多樣的形式,可以依托校園實例,建立學生從實例到二維圖紙再到模型建構的認知過程。期末考核根據大類專業的特點,部分內容設置成選做題型,結合不同分流專業設置不同內容。

3.5以賽促學,提高學生課程的實踐應用能力

通過課程學習,學生具有解決簡單制圖問題的能力,但面對復雜的實際工程依然缺乏經驗。依托制圖課程,積極組織學生參加相關的競賽,以競賽為引導,激發學生運用課本知識解決實踐問題,培養學生創新意識、團隊意識,提高學生課程的實踐應用能力。例如,自2017年開始,我校積極組學生參加全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽(見表2),既豐富了學生的課余生活,又鞏固課制圖課程知識,培養了實踐應用能力。

4結論

筆者針對土木大類專業《土木工程制圖》課程教學中遇到的問題,結合以往的教學實踐和分析總結,提出厘清分流專業方向需求,依托BIM三維建模形象直觀的優勢把識讀幾何體、專業制圖和3D建模結合,適當調整課程教學大綱,充分運用互聯網教學手段,建立全過程的學習效果評價機制,以賽促學,提高學生的學習積極性和實踐應用能力,為后續土木大類專業《土木工程制圖》課程的教學提供參考。

參考文獻:

[1]呂慈仙.高等學校按學科大類招生的現狀分析[J].寧波大學學報(教育科學版),2007,29(1):65-68,78.

[2]杜廷娜.蔡建平.土木工程制圖[M].2版.北京:機械工業出版,2016.

[3]馮欣蕊.基于BIM的土木工程制圖教學改革研究[J].教育教學論壇,2018,10(39):149-150.

[4]曾曉晶,樊斌.“雨課堂”在《C語言程序設計》課程中的應用研究[J].現代計算機,2017,34(3):14-17.

[5]李琳.《現代工程制圖》理虛實一體化教學的改革與實踐[J].化學工程與裝備,2019,48(2):294-297.

[6]彭直興,王艷蓉,田榮剛.大類招生背景下地方院?;A課建設途徑探析[J].黑龍江高教研究,2018,36(6):158-160.

作者:王雪凡 馮伶莉 王冬冬 單位:重慶科技學院建筑工程學院

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