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针对高等专科工程造价专业基础学科画法几何的教学研究
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摘要:随着高等院校对土木工程的教学要求提出了更高的要求,画法几何作为土木工程类专业重要的专业技术基础理论课,必须在教学内容体系和教学方法手段等各方面,按照社会的需要,进行综合性的改革,从而更好的为土木工程类专业的整体教育服务。对于高等院校工程造价专业类的学生,土木工程知识更是必不可少,要达到专业土建工程人员的基本技能,才能更好的作好造价工作。因此画法几何这门培养学生用投影图表达空间形体和几何关系的能力的基础课不容忽视。
关键词:画法几何教学空间思维
中图分类号: G40-034文献标识码: A文章编号:XXXX-XXXX(2011)02(a)-0000-00画法几何的起源
1103年,中国宋代学者李诫所著的《营造法式》一书中的建筑图基本上符合几何规则,但在当时尚未形成画法的理论,画法几何初具雏形。
1763年,法国里昂学院年轻的物理学教授蒙日,在一次探亲回家的途中,遇见一位搞工程的官员,对方曾看见蒙日16岁时完全凭自己的能力画的一幅有名的地图,他建议蒙日到梅济耶尔的军事学校去。蒙日没有仔细考虑就答应了。到梅济耶尔之后,他很快就知道自己永远得不到军官委任状,因为他出身低微。他只能做实际工作,天天跟踪测量和制图打交道。不过,他觉得很快活,因为这种工作使他有大量时间研究数学。学校常规课程中很重要的一部分筑城术,其中的关键是把防御工事设计得十分隐蔽,没有任何部分暴露在敌方的直接火力之下,而这往往需要没完没了的的算术运算。有时为了解决问题,只好把已经建成的工事拆毁,再从头开始。精通几何的蒙日在思考如何简化这项军事工程的过程中发明了画法几何。按照他的方法,空间的立体或其他图形现在可以由两个投影描画在同一个平面上。这样,有关工事的复杂计算就被作图方法所取代。经过短期训练,任何制图员都能胜任这种工作。蒙日把他的发明呈交给一位高级官员。那人不相信一个繁难的工事问题能够得到解答,于是就审查。蒙日继续坚持,说他没有用算术。官员只好让步。审查结果发现,他的解答是正确的。蒙日立刻得到一个小小的教学职位,任务是把这个新方法教给未来的军事工程师们。他被要求宣誓不泄露他的方法,画法几何因此作为一个军事秘密被小心翼翼地保守了15年之久,到1794年蒙日才得到允许在巴黎师范学院将之公诸于世。
1799年,蒙日发表了《画法几何》一书,提出用多面正投影图表达空间形体,这为画法几何奠定了理论基础。以后的各国学者又在投影变换、轴测图,以及其他方面不断提出新的理论和方法,使这门学科日趋完善。画法几何的性质、地位和任务
画法几何是研究在平面上用图形表示形体和解决空间几何问题的理论和方法的学科,它应用投影的方法研究多面正投影图、轴测图、透视图和标高投影图的绘制原理,其中多面正
投影图是主要研究内容。同时还包含投影变换、截交线、相贯线和展开图等。
画法几何对于工程技术人员来讲,在空间分析,逻辑思维,结构设计和几何计算等方面的能力培养都起到一定的作用。因此画法几何不仅是制图的基础,同时也为学生以后专业课程的学习以及将来工作中解决工程实际问题提供了必要基础准备。目前大多数大专院校已在教学中增加了计算机绘图的内容,这适应了时代的发展,提高了工作效率,但同时画法几何原有的教学体系已经明显过于陈旧,也越来越被忽视。所以传统的教学任务也应当调整为用投影法来表达空间几何元素和立体的原理和方法,教学目的应定位与培养学生用投影图表达空间形体和几何关系的能力。画法几何应当为工程制图和计算机绘图在理论,方法和能力上奠定基础。目前画法几何教学存在的问题
专科学校的学生在校学习时间比本科生少一年,因此学习专业课程的时间较短,这就需要教师在最短时间里,将最精髓的知识传授给学生。工程造价和土木工程两个专业构成了建筑行业的主体,只有很好掌握土建工程的知识,造价才会做的得心应手,而画法几何作为土木工程的一门基础课,同时也是造价专业的重要基础课。一直以来,我们都强调将画法几何与制图相结合,保持好工程图学学科的完整性,但从教学过程来看,并未达到预期效果,主要存在这样几个问题:
(1)画法几何教学理论严重脱离工程实际,与制图教学配合很不密切,使学生以为画法几何在工程实践中没有实际应用;
(2)无论是教材还是教学内容都偏重基本理论,基本知识和基本作图方法,作图分析少,逻辑推理少,例题浅显,看书听课容易但做题难;
(3)学生会解抽象后的纯画法几何习题,但在画图和读书过程中遇到的实际问题不会画法几何的方法去分析解决,学生的综合分析问题能力差;
(4)缺乏构型设计的内容及训练,学生不会表达自己 构思的几何造型;
(5)缺乏工程意识的培养。改革课程内容体系
4.1 突出重点,重新整合内容
画法几何的内容理论性和系统性很强,可以删减的部分不多,应根据教学的根本任务,突出重点,在教学中处理好各部分内容的深度和广度,把握好难度。基于这种认识,对点,直线,平面的基本投影可以精讲,布置作业的量可以少一些。而几何元素的相对位置,点线面综合问题是很重要的,若把这部分内容删除一点就会影响学习效果。因此,要把几何元素,点线面综合问题作为教学重点,掌握好递增梯度,提高学生的空间思维能力。
4.2 借助现代教育技术教学
利用多媒体教学,能将图文声像集于一体,形象直观,生动具体,对直观性,形象性强的教学内容能取得很好的效果。利用多媒体进行教学能节省教师在黑板上板书画图的时间,在一定程度上能在学时不变的情况下多讲些内容。
在本科和一些专科的教学中,由于学时紧张,曲面部分只保留了圆柱,圆锥和球面,甚至全部删除,例如我院就将曲面部分全部删除不讲。这样显然是不妥当的,很难适应现在建筑的发展,而利用多媒体这一现代教育技术就为解决这种矛盾提供了可能,可将原来删掉的曲面内容结合工程实例,用多媒体技术集中做介绍,使学生了解这些曲面以及其在工程上的应用。
但需要注意的是多媒体教学有其适用性,不能用的过多过滥。使用的过多,取代了教师在黑板上画图,学生就会不知道如何正确使用绘图仪器工具,如何用正确的方法步骤去解题
画图。现代教学方法应与传统教学方法手段相结合,针对不同的教学内容,可以采用某种方法手段为主,另一手段方法为辅助的教学方式,一种完全取代另一种是不可取的,也不可能有好的效果。结语
培养适应强,基础理论雄厚,专业知识面宽,具有可持续创新能力,综合素质好的高品质人才是高能教育的目标。画法几何作为现在工程图学的重要组成部分,是一门应用数学,它具有数学的一般特征,即理论抽象性,逻辑严密性和应用广泛性,在图学教育中的重要地位是不可取代的。只要做到将传统教学和现代教育技术和谐统一,充分发挥各自的优势,结合优化课程内容体系结构,实施教学内容,方法的全面系统协调的改革,就能真正达到提高教学质量和教学水平的目的,满足工程造价专业改革对工程制图课程教学所提出的要求。
参考文献
[1] 卢传贤.工程图学课程改革与思考.[2] 卢嘉锡.当代科技发展与高等教育的教学改革.[3] 焦永和.我国高校图学教育的现状与发展[M].机械工业出版社,