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水利工程制图课程教学探索

一水利工程制图课程教学现状及存在的问题

(一)水利工程制图课程的特点及我校教学现状。《水利工程制图》是一门研究用投影法绘制工程图样和求解空间几何问题的理论和方法的课程,主要培养学生图解空间几何问题的能力、空间形体想象和平面图示能力、仪器与草图和计算机绘图的能力,是我校大学本科生第一门专业启蒙课程。该课程主要由画法几何和水利专业工程制图两部分组成,画法几何部分以基本投影理论教学为主,水利专业工程制图部分以讲解图示方法为主,课程的最大特点是比较抽象,学生感觉最吃力、头疼的是空间思维与空间想象,每年有较多的学生考试不及格,被学生称为“杀手课程”。我校《水利工程制图》课程多年前已实现在制图专用教室进行小班化多媒体授课,但近几年由于制图专任教师数量减少的缘故,部分班级实行两个自然班合班授课,部分班级实行小班化授课,教师工作量非常繁重。(二)我校水利工程制图课程教学存在的问题。(1)实践性逐步减弱工程图样是工程设计、机械制造、科学研究中表达设计思想、指导生产的重要文件,被誉为“工程界的技术语言”。工程制图课程除培养学生的空间几何思维能力之外,读懂并绘制工程图样也应是教学中的一个重要环节,学生进行适量的工程实践训练是很有必要的。但由于课时的压缩,关于相关专业的启蒙教育、工程实物与工程图对比测绘等实践环节均进行了大量的删减,水利工程制图课程逐步沦落为基础的几何制图课程,“工程”的特征渐渐消失不见,也造成了专业课程教师在课程设计或毕业设计时经常诟病制图课程教师。(2)教学模式固化、教师缺乏激情、教学效果低在多媒体技术应用之前教师通过挂图和板书上课,虽然有讲课效率低和授课内容不丰富的缺点,但学生能够反应过来、容易掌握课堂内容的优点也很明确。多媒体技术大量应用之后,制图教师花了大量的精力制作了内容非常丰富的多媒体课件,课堂丰富而充实,学生学习积极性也很高;但随着课时大幅度的缩减,制图教师授课时多媒体播放速度加快、板书减少,同学们经常反映速度太快了、来不及消化吸收;制图教师数量补充困难带来工作量剧增,教师沦为“上课机器”,教学模式固化,缺乏修改、精简课件,以及优化调整课程教学过程的激情与动力,直接导致教学效果低下,学生对制图基本知识的掌握不扎实。(3)课程平时成绩评定问题目前水利工程制图课程最终成绩的评定主要由以下几部分组成:课程期中考试、课程结束考试、平时作业成绩、抄绘实践成绩、出勤率等,其中平时成绩主要由平时作业成绩、抄绘实践成绩、出勤率等组成,占比约为10%~30%。制图课程的特点之一是作业量比较大,我校目前现状是所有学生的作业教师均进行批改,批改不仅仅是判断对错,同时会圈、批注出错误之处,这样的反馈对学生来说是非常重要的,但目前由于教师教授班级较多,登记平时成绩工作量非常之大;另外,教师付出了大量时间批改作业,但有部分学生不珍惜教师的劳动成果,作业发下去就扔在一边,不管不问了,非常打击教师的积极性。(4)紧跟图学发展缓慢CAD技术的发展使设计人员从手工绘图进入了计算机绘图,但其基本还存在于二维空间,Bim是建筑信息模型(BuildingInformationModeling)或者建筑信息管理(BuildingInformationManagement)的简称,是通过三维模型仿真模拟建筑物所具有的真实信息,具有信息完备性、可视化、可出图性等特点。目前,BIM技术在建筑、水利等行业发展非常迅速,但我校制图教师没有紧跟时代的发展进行相关的研究工作,急需引领相关教师进行一些开创性的工作。

二基于移动互联技术的水利工程制图教学系统

移动互联技术对高等教育的改革与发展产生了重大冲击和影响,促使了高校教师结合自身课程特点去进行课程体系改革、新的教学模式探索、以及教学方法的调整,以克服课程教学中存在的问题、调动教师与学生的积极性,最终实现课程的培养目标[1-3]。基于移动互联技术的水利工程制图课程教学改革也是在这样的背景下进行的,我校2014年已实现了对江宁校区和清凉山校区的无线网覆盖,可以完全满足移动互联技术课程改革的需要。基于移动互联技术的水利工程制图课程应主要包含专业启蒙、投影基础及制图表达方法模块、工程结构物与工程图测绘模块、CAD与BIM技术应用模块、学习掌握情况统计与反馈模块等。(一)专业启蒙模块。专业启蒙模块主要讲解水利工程学科专业相关工程概述、设置典型工程场景及运行视频、基于虚拟现实技术制作典型工程三维场景动画并进行局部结构与工程图对应展示(图1)等。通过此模块可以提供工程基本认知、实现低年级学生专业启蒙教育的目的,并激发学生学习兴趣。(二)投影基础及制图表达方法模块。投影基础及制图表达方法模块主要讲解投影基本理论,通过动画等进行三视图阅读的培训(图2),与工程图、工程结构物结合进行制图表达方法、技能的培训。通过此模块培养学生的空间想象能力以及对工程结构物视图表达方法的认知。(三)工程结构实物与工程图测绘模块。工程结构实物与工程图测绘模块主要讲解典型水工建筑物物的组成(图3)及其需要表达的视图,通过典型工程建筑物沙盘模型进行测绘、制图训练。通过此模块可以培养学生了解水工建筑物并能够掌握其视图表达技巧。(四)CAD与BIM技术应用模块。CAD与BIM技术应用模块主要讲解CAD及BIM相关软件,通过此模块可以使学生了解CAD及教BIM软件的基本应用,初步掌握在典型工程中使用CAD及BIM软件(图4)。(五)学习掌握情况统计与反馈模块。学习掌握情况统计与反馈模块主要设计一些适合网络解答的题目,对解答情况进行统计,并对学生做错的题目进行针对性加强练习,对于每个教学环节均设置一定的测验题目,统计学生的作业完成情况计入平时成绩。

三基于移动互联技术的水利工程制图教学需解决的关键问题

基于移动互联技术的水利工程制图课程教学极大地促进了教育、教学的改革,方便了教师的教学、学生的学习,但目前仍然存在一些关键问题有待于进一步解决。目前基于移动互联技术的课程教学中练习、测验环节的题型主要以选择题、判断题为主。然而,工程制图课程的特点是以作图为主的实践练习,设计此类题目后只能通过CAD软件绘制后以文件的形式提交,给学生的答题及教师的批改评分均带来了一定的额外工作量。针对工程制图课程特点继续解决如下两个方面的关键问题:(1)根据视图搭建空间形体系统。此系统可根据给定的三视图想象物体的空间形状,通过一些给定预制块体以搭积木的形式建立对应的空间形状,增强学生的空间想象能力。(2)三视图自动评阅系统。此系统根据给定的空间形体在给定位置画出对应的三视图,并自动判断三视图画的正确与否,培养学生由形体绘制三视图的能力。

四结束语

基于移动互联技术的水利工程制图课程系统作为课堂教学的有益补充,能够弥补课堂教学中的一些不足,充分调动教师、学生的积极性,极大地促进了教学效果的提升。但需要说明的是,基于移动互联技术的水利工程制图课程系统目前还存在一些有待解决的问题,只能作为课堂教学的辅助手段,更不可能替代课堂教学[4,5]。

参考文献

[1]付强,李晓铭,邓少鸿.移动互联时代高校网络教学资源建设研究[J].现代教学科学•高教研究,2015,11:118-122.

[2]章慧,陈宏明,肖绍章,等.移动终端对高校教学模式影响的研究[J].信息通信,2015,7:288-289.

[3]温剑锋.基于移动互联技术的智能在线教学平台的设计[J].高教论坛,2017,5:77-79,111.

[4]谢舒潇.高校信息技术课堂教学应用的困境与反思[J].现代教育技术,2007,17(4):54-57.

[5]曹正.移动互联网“入侵”课堂的隐忧[N].中国教育报,2013-03-30.

作者:苏静波 李昂 张珏 马志国 殷佩生 单位:河海大学

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