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土木工程制图教学改革研究

2019-09-02 08:31 来源:土木工程论文 人参与在线咨询

摘要:本科土木大类招生培养在实施之后,《土木工程制图》课程面临众多挑战。如何满足各分流专业对课程教学的不同要求,是进一步提高教学质量的关键。本文通过对土木大类各分流专业课程教学特点分析,针对课程教学存在的普遍问题,探讨大类招生背景下课程的教学模式,以期为大类招生模式下的《土木工程制图》课程教学提供参考。

关键词:大类招生;《土木工程制图》课程;分流专业;课程特点;教学模式

0前言

为了顺应全球化时代高等教育发展趋势,适应当前社会发展对高素质人才的需求,教育部积极实施改革,“宽口径、厚基础、强能力、高素质”已成为高校培养人才的模式和方向[1]。以学科或学院为单位进行录取培养的“大类招生、分流培养”模式改革逐渐成为我国高校深化改革、提高人才培养质量的重要举措。为主动应对国家高考招生制度改革,吸引优质生源,培养适应社会经济发展的应用型高级专门人才,重庆科技学院从2018年开始实施本科专业大类招生。《土木工程制图》作为土木类相关专业重要的一门专业基础必修课,以往在大一分成上下学期开设,原来的教学模式已不能满足土木大类专业新人才培养模式。此外,在全校实行毕业要求的学分减少、各课程压缩课时的大环境下,《土木工程制图》课程由原来的4学分改为3学分。若继续沿用旧教学模式讲解本课程全面内容,则课时数不满足教学要求,必须对《土木工程制图》课程进行了相应的教学改革研究,并提出一些改革策略。

1土木大类专业《土木工程制图》教学面临的问题

我校《土木工程制图》自2004年就开设,经过十几年的教学经验积累和完善,该课程已经有较成熟的教学方法和模式。但是,随着学校实行大类招生,《土木工程制图》课时数缩减改革,教学过程中呈现出较多突出问题,亟待解决。

1.1大类授课与分流培养的需求矛盾

大类专业学生入学伊始,不可能针对未来分流专业分别设置,只能采用大类教学《土木工程制图》。为适应大类授课需求,培养基础宽、能力强的应用型专门人才,土木大类专业《土木工程制图》课程需要集路桥、建筑、设备等专业制图于一体[2]。如果继续沿用先前的教学内容和模式,仅注重各分流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,这必然与后续专业课知识学习相脱节,给后续的教与学带来一定困难。

1.2授课内容繁杂抽象与课时量矛盾

《土木工程制图》课程内容涵盖制图基础、画法几何、工程制图、计算机辅助制图等部分,教学内容繁杂且抽象。对于刚进入大学的学子,缺乏建筑、路桥、设备工程等方面的专业认知,是很难理解图形表达的工程各部分形状和功能,这使学生容易滋生消极情绪,影响教学质量。此外,随着高校教学改革的推进,《土木工程制图》课程学分和课时数被缩减,但是大类授课教学内容有增无减,教学要求还不断提高。课时数减少与授课内容增多的矛盾,给课程教学带来了极大的挑战。

1.3授课方式与行业发展的需求矛盾

建筑信息模型技术(BuildingInformationModel-ing,简称BIM)涵盖建筑生命周期各阶段,对工程形体的表达有着无可替代的直观优势,越来越普及。然而,我校《土木工程制图》课程依然停留在通过传统的点、线、面的几何空间讲解,培养学生使用二维平面图表达三维的能力。以二维图纸表达实际工程已经不能满足行业发展对效率的要求,也不利于培养学生的空间思维能力和激发学习兴趣。

1.4实践环节薄弱,缺乏创新能力培养

受课时数减少影响,课程教学无法与实践紧密的结合。我校《土木工程制图》课程保留的实践环节主要是工程图样的抄绘,学生缺乏对工程实际的制图练习。然而,实践环节正是理解课堂内容和运用的有效途径,更是培养学生空间思维能力、专业素养的重要手段。实践环节不足不仅降低了教学质量,也不利于学生创新能力和应用能力的培养。

1.5课程考核方式单一,检测学习效果方法不合理

目前,《土木工程制图》课程考核由期末考核和平时课程作业两部分构成。期末考核以考试的形式考察学生的理论知识水平,受考试时间的限制,能考核的内容有限,课程作业主要是抄绘图样。仅仅进行理论考试及抄绘练习,很难反映学生的真实学习效果。

2不同分流专业的《土木工程制图》课程特点

教师在大类专业教学过程中应充分考虑到未来分流培养对课程教学的不同需求,在教学内容的选择和深度上有所侧重。笔者根据各分流专业的制图教学实践,通过与学生交流和分流专业的需求分析,总结归纳各分流专业《土木工程制图》课程的需求特点。如表1所示,4个分流专业的学生具有不同的课程任务、教学重点和知识背景。如:土木工程、建筑环境与能源工程、给排水科学工程3个分流专业都以房屋建筑图为主,分别侧重于结构施工图样、采暖施工图样、给水排水施工图样,而道路桥梁与渡河工程以道路路线工程图和表征各工程实体构造的桥梁、涵洞、隧道等工程图为教学重点。

3土木大类专业工程制图教学模式的探讨

针对土木大类《土木工程制图》课程教学过程所暴露的问题和各分流专业对课程不同的需求,对教学内容、教学方法、教学手段等方面进行适当调整,紧密结合土木大类专业的实际,从而达到“因材施教”的目的。笔者在借鉴以往的教学经验的基础上,结合自己的教学实践和分析总结,对土木大类专业《土木工程制图》课程教学提出以下几点建议。

3.1厘清分流专业方向,适当调整教学大纲

根据土木大类专业分流计划,大二分流为4个专业,分别是土木工程、道路桥梁与渡河工程、建筑环境与能源应用工程、给排水科学与工程,各分流专业有不同的培养目标。为达成分流培养目标,使学生将《土木工程制图》课程知识与专业更好的结合,做到学以致用,在编制课程教学大纲时,要根据各分流专业的特点与需求,对教学大纲和重点、难点进行适当的整合调整,以求提高学生的整体素质和实用型能力的培养。

3.2基于BIM三维建模技术,适当增减教学内容重构

《土木工程制图》课程内容,以应用为出发点,以“使用为主,够用为度”为原则,精简画法几何部分的内容。在专业制图部分密切结合各分流专业的实际,以房屋建筑图为主,对建筑、结构、给排水、暖通、道路桥梁等都做全面的介绍,涵盖不同分流专业的内需求,拓宽学生的视野。依托BIM三维建模形象直观的优势,把识读几何体、专业制图与3D建模结合,采用先三维、后二维、再三维的课程体系,使学生首先从三维实体入手,在三维空间中直接去认识感知空间实体[3]。从而降低课程的学习难度,应对课程学时数缩减、教学内容增加的困境。

3.3充分利用互联网教学手段,提高学生学习积极性

土木大类专业《土木工程制图》课程教学,应充分利用网络课程平台,建立课下学习监督检查机制,实现课前预习环节和课后复习教学要求,既能提高教学的效果和达成教学目的,又能解决课时减少带来的问题。例如使用MOOC平台“学堂在线”推出“雨课堂”,从课前、课上和课后各个环节实现教学数据收集、分析和反馈,使得线上线下教学有效融合促进,丰富了教学内容和教学方法,调动了学生的学习积极性和主动性[4]。此外,利用移动虚拟现实(MVR)技术,基于手机开发移动学习终端,结合各分流专业工程实际,开发的信息化模型资源库,在二维图形和三维实体之间建立实时、交互、直观的联系,提高了教学效率[5]。

3.4建立以学习过程为主的考核内容和方式

充分发挥过程学习的导向作用,建立全过程的学习效果评价机制[6]。课程作业作为《土木工程制图》教学中必不可少的重要环节,应作为考核的重要组成,是建立全过程学习效果评价机制抓手。其内容和形式应该结合课程章节特点,采用多样的形式,可以依托校园实例,建立学生从实例到二维图纸再到模型建构的认知过程。期末考核根据大类专业的特点,部分内容设置成选做题型,结合不同分流专业设置不同内容。

3.5以赛促学,提高学生课程的实践应用能力

通过课程学习,学生具有解决简单制图问题的能力,但面对复杂的实际工程依然缺乏经验。依托制图课程,积极组织学生参加相关的竞赛,以竞赛为引导,激发学生运用课本知识解决实践问题,培养学生创新意识、团队意识,提高学生课程的实践应用能力。例如,自2017年开始,我校积极组学生参加全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛(见表2),既丰富了学生的课余生活,又巩固课制图课程知识,培养了实践应用能力。

4结论

笔者针对土木大类专业《土木工程制图》课程教学中遇到的问题,结合以往的教学实践和分析总结,提出厘清分流专业方向需求,依托BIM三维建模形象直观的优势把识读几何体、专业制图和3D建模结合,适当调整课程教学大纲,充分运用互联网教学手段,建立全过程的学习效果评价机制,以赛促学,提高学生的学习积极性和实践应用能力,为后续土木大类专业《土木工程制图》课程的教学提供参考。

参考文献:

[1]吕慈仙.高等学校按学科大类招生的现状分析[J].宁波大学学报(教育科学版),2007,29(1):65-68,78.

[2]杜廷娜.蔡建平.土木工程制图[M].2版.北京:机械工业出版,2016.

[3]冯欣蕊.基于BIM的土木工程制图教学改革研究[J].教育教学论坛,2018,10(39):149-150.

[4]曾晓晶,樊斌.“雨课堂”在《C语言程序设计》课程中的应用研究[J].现代计算机,2017,34(3):14-17.

[5]李琳.《现代工程制图》理虚实一体化教学的改革与实践[J].化学工程与装备,2019,48(2):294-297.

[6]彭直兴,王艳蓉,田荣刚.大类招生背景下地方院校基础课建设途径探析[J].黑龙江高教研究,2018,36(6):158-160.

作者:王雪凡 冯伶莉 王冬冬 单位:重庆科技学院建筑工程学院

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