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土木工程制圖課程探索論文
一、手工繪圖與板圖授課取舍問(wèn)題
三維建模技術(shù)和虛擬現實(shí)技術(shù)，能使學(xué)生直觀(guān)地了解三維立體圖像。工程界的圖紙也從繁瑣的描圖、曬圖發(fā)展到使用計算機出圖的階段。對于大多數高校學(xué)生來(lái)講，在土木工程制圖學(xué)習階段，依然采用手工繪制。在畢業(yè)設計時(shí)，采用計算機繪圖。這里要談到是否取消手工繪圖的講授和訓練的問(wèn)題。手工繪圖能力是一種工程素養�，F在各種文字排版軟件已經(jīng)發(fā)展到既專(zhuān)業(yè)又易學(xué)易用的程度，是否需要練好字，寫(xiě)好字呢？答案是肯定的。工程界使用的圖紙都是計算機圖紙。但是在設計、施工和管理等活動(dòng)中，人員互相交流，甚至在構思時(shí)，不可能總是使用計算機圖紙，有時(shí)候最方便的往往就是徒手作圖，也就是畫(huà)草圖。畫(huà)草圖是一種重要的技能，基本要求是快、準、好，即畫(huà)圖速度要快，目測比例比較準確，畫(huà)出的圖樣基本正確，字體工整，圖面質(zhì)量較好，這正是交流時(shí)需要的。至于尺規作圖，在大多數高校，也是不能放棄的，主要原因有兩個(gè)。一是像前面提到的，尺規作圖是一種素養，是在學(xué)習階段培養立體思維、養成良好制圖習慣的好方式，也是后面要學(xué)習的計算機繪圖的重要基礎。二是與制圖課程相關(guān)的后續課程設計比較多。例如，建筑設計、鋼筋混凝土結構設計、鋼結構設計、基礎設計等，都需要繪制圖紙。而且，目前大多數高校的土木工程專(zhuān)業(yè)，不具備足夠數量的計算機供學(xué)生使用。所以，尺規制圖教學(xué)肯定不能取消，多媒體優(yōu)點(diǎn)再多，也取代不了教師伴隨著(zhù)學(xué)生的思維活動(dòng)，一筆一筆繪制板圖的效果。但為了提高學(xué)時(shí)利用率，建議只在必要的內容進(jìn)行尺規作圖講解。同時(shí)，建議增加草圖課時(shí)，并適當布置作業(yè)。
二、土木工程制圖課程設計問(wèn)題
土木工程制圖能力的獲得是不可能通過(guò)一門(mén)課程的學(xué)習一蹴而就的，必須通過(guò)與其他專(zhuān)業(yè)課程的相互配合（尤其是土木工程制圖訓練），在大學(xué)四年的各個(gè)課程設計，以及最后的畢業(yè)設計中逐漸形成，甚至很多技能的熟練掌握要在實(shí)際工作之后。高校一直都有土木工程制圖訓練這門(mén)課程設計，只是課時(shí)從兩周的時(shí)間，逐步減為一周的時(shí)間。有的高校為了縮減學(xué)時(shí)，已經(jīng)砍掉土木工程制圖訓練這門(mén)課程設計了。由于學(xué)時(shí)的限制，在土木工程制圖課程32學(xué)時(shí)的學(xué)習過(guò)程中，學(xué)生只能學(xué)到簡(jiǎn)單的圖樣繪制方法，沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行繪圖工作量比較大的多張1號圖紙繪制。只有經(jīng)過(guò)了制圖訓練，才能使他們的空間思維能力與土木工程制圖能力得到真正的提高，才能為后續課程設計打下堅實(shí)的制圖基礎�？紤]到畫(huà)法幾何、工程制圖和計算機繪圖是一個(gè)課程體系，可將土木工程制圖的時(shí)間安排進(jìn)行調整，即在計算機繪圖課程結束后，安排土木工程制圖訓練。這就要求計算機繪圖和土木工程制圖兩門(mén)課程在時(shí)間安排上要緊密銜接或者相互融合。在制圖訓練內容安排上，學(xué)生尺規作圖部分盡量安排制圖基礎和制圖方法方面的內容，而計算機繪圖部分盡量安排工作量較大的施工圖方面內容，學(xué)時(shí)建議為1周或1.5周。
三、土木工程制圖教材內容改革問(wèn)題
大多數高校目前采用的教材比較經(jīng)典，編寫(xiě)質(zhì)量較高，延續使用了多年，都是非常優(yōu)秀的教材。但是隨著(zhù)制圖的改革，增加了混凝土結構施工圖平面整體設計方法，以及國家建筑標準設計圖集《混凝土結構施工圖平面整體方法制圖規則和構造詳圖》03G101-1、03G101-2和03G101-3等。圖集包括：常用的現澆混凝土構件的平法制圖規則和標準構造詳圖。平法的表達形式是把結構構件的尺寸和配筋等，整體直接表達在各類(lèi)構件的結構平面布置圖上，再與標準構造詳圖配合，構成一套完整的結構設計，再逐個(gè)繪制構件詳圖表示構件尺寸、配筋和構造。平法標注現在已經(jīng)廣泛使用，但是教材并沒(méi)有詳細的配套案例以供講解，只是簡(jiǎn)單介紹平法標注方法，導致學(xué)生畢業(yè)設計、畢業(yè)后從事設計工作無(wú)從下手。而且教材施工圖主要還是以某磚混結構為主，按照老方法講授其結構平面圖、結構詳圖。因此，必須增加平法標注內容，除了講解磚混結構的施工圖外，還應講解以某鋼筋混凝土結構實(shí)例為對象的平法標注施工圖。
四、教學(xué)計劃調整與課程體系完善
土木工程制圖相關(guān)課程內容大致可分為三個(gè)組成部分：畫(huà)法兒何、工程制圖及計算機制圖。畫(huà)法幾何主要是學(xué)習投影理論基礎，培養學(xué)生的空間想象能力和邏輯思維能力，是后續工程制圖課程的基礎。工程制圖部分涉及大量專(zhuān)業(yè)知識和制圖標準，對于初次接觸專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習的學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于缺乏必要的專(zhuān)業(yè)預備知識，很難準確掌握知識要點(diǎn)，這給教學(xué)帶來(lái)了一定的難度。計算機制圖部分主要是學(xué)習CAD軟件的使用。CAD軟件是一個(gè)繪圖的平臺，它的作用與過(guò)去的圖板和繪圖工具是一樣的，并且在編輯圖形元素方面更加便利。傳統上這三部分內容一般按照畫(huà)法兒何、建筑制圖、計算機繪圖順序分別進(jìn)行教學(xué)。1.工程制圖與認識實(shí)習由于大一的學(xué)生對實(shí)際工程認識不深，缺乏空間想象能力，缺乏建筑結構常識，對繪圖和讀圖感到十分困難，在課程開(kāi)始階段就失去學(xué)習興趣。單純的理論教學(xué)很難達到該課程的教學(xué)目的。多數學(xué)校開(kāi)設認識實(shí)習課程，對于鋼筋，角鋼，基礎梁、板、柱和樓梯構造，磚混結構與框架結構等概念進(jìn)行認知訓練。認識實(shí)習課程往往安排在第一學(xué)年末，而這個(gè)時(shí)候土木工程制圖課程已經(jīng)結束。為提高教學(xué)質(zhì)量，建議對教學(xué)計劃進(jìn)行調整。認識實(shí)習時(shí)間安排在工程制圖課程前，或者二者同時(shí)穿插進(jìn)行。在教學(xué)中，圍繞工程圖學(xué)教學(xué)規律，遵循理論與實(shí)踐相結合的教學(xué)方法，可先閱讀工程圖紙，看不懂的結構就近認識實(shí)習，現場(chǎng)參觀(guān)建筑物，并進(jìn)行相關(guān)知識的講解，以提高學(xué)生的感性認識。如，繪制建筑施工圖、結構施工圖、梁板柱構造圖、樓梯詳圖等之前，可到工地參觀(guān)后繪制。對于一些比較隱蔽的結構與施工過(guò)程，可提前到工地認識實(shí)習，也可用施工視頻輔助教學(xué)。還可以應用工程實(shí)際案例教學(xué)。在授課過(guò)程中講解授課教師參與設計的實(shí)際工程圖紙，學(xué)生學(xué)習工程制圖就有一種“近距離感”，有利于學(xué)生產(chǎn)生出色設計的理想，從而強化其內驅力，使其積極主動(dòng)學(xué)習。2.計算機制圖與三維造型技術(shù)國內主流的工程制圖教學(xué)改革模式是把三維建模融入教學(xué)當中[2]。比如，清華大學(xué)童秉樞教授總結了現有各院校提出的三維內容引入方式，以及由此形成的新課程體系。浙江大學(xué)施岳定教授通過(guò)添加式、分離式、結合式、融合式等多種模式引入計算機繪圖和三維模式。華南理工大學(xué)陳熾坤提出，從三維模型入手，直接建立從體到圖的教學(xué)體系等�？傊�，將三維建模引入工程制圖教學(xué)當中，是未來(lái)工程制圖教學(xué)改革的一個(gè)模式。引入三維建模并不是在完全意義上取代二維繪圖，目前二維繪圖就其自身來(lái)講也有很多優(yōu)勢。因此，工程制圖教學(xué)短期內仍然需要以“畫(huà)法幾何——二維繪圖”為主，同時(shí)引入三維建模，以培養學(xué)生的空間思維能力。建議主要在計算機繪圖中引入三維建模問(wèn)題。涉及的主要軟件有CAD繪圖軟件、CAD建模軟件。土木工程制圖課程大多選擇AutoCAD繪圖軟件進(jìn)行計算機繪圖的教學(xué)，而CAD建模軟件一般是計算分析軟件的一部分。談到建模軟件，自然涉及到PKPM，目前大多數設計院采用PKPM進(jìn)行結構設計。實(shí)際上，PKPM是學(xué)習結構知識的工具[3]，學(xué)生應用PKPM建模分析可逐漸掌握結構的特性，如，軸線(xiàn)的規律、層與層之間的關(guān)系、樓層組裝的方法、結構荷載、側向剛度、扭轉剛度等。在理解結構特性的基礎上，學(xué)生需要掌握結構布置的方法，如，柱的定位、柱距的確定、梁的跨度與截面取值、板的布置等。建議學(xué)校開(kāi)設PKPM課程，作為土木工程制圖課程體系的延伸，或者在計算機繪圖中，加入PKPM建模模塊�？傊�，土木工程制圖課程體系改革涉及相關(guān)課程、相關(guān)內容的取舍與融合，只有以“卓越計劃”培養目標為標準，深入進(jìn)行課程體系探索，并付諸實(shí)踐，才能為后續課程的學(xué)習以及畢業(yè)后走入社會(huì )打下必要的基礎，真正培養出符合培養目標要求的人才。
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