南京林业大学土木工程学院 江苏南京 210037
摘要：推进智能建造和建筑工业化协同发展是我国发展规划的迫切要求。制图类课程是土木工程专业一门必修的专业基础课，理论性、工程性和实践性较强。在智能建造和建筑工业化背景下，结合《画法几何与工程制图》课程的现状，针对教学中存在的问题，探讨了本门课程改革的措施和方法，可为高校画法几何与工程制图课堂教学改革提供有益的参考。
关键词：画法几何与工程制图 智能建造和建筑工业化 课程改革
Exploration on the Teaching Reform of Descriptive Geometry and Engineering Drawing under the Background of Intelligent Construction and Industrialization of Architecture
Zhang Yantai, Li Na, Chen Guo, Zhao Yao
(College of Civil Engineering, Nanjing Forestry University, Jiangsu Province Nanjing 210037)
Abstract：Promoting the coordinated development of intelligent construction and building industrialization is an urgent requirement of China's development plan. Engineering drawing is a traditional compulsory basic engineering course for civil engineering majors, with strong theoretical, engineering and practicality. Under the background of intelligent construction and building industrialization, the measures and methods of the reform of this course are discussed combined with the current status of the "Descriptive Geometry and Engineering Drawing" course in College of Civil Engineering at Nanjing Forestry University. It can provide a useful reference for the "Descriptive Geometry and Engineering Drawing" teaching reform in universities.
Key words： Descriptive Geometry and Engineering Drawing, Intelligent Construction and Building Industrialization, Teaching Reform
引言
推动智能建造和建筑工业化协同发展是是解决土木工程领域高能耗、低效率、粗放式生产等问题的战略性新思路[1-2]。在此背景下，如何进行深化工程教育改革、促进我国工程教育的发展、培养服务国家战略需要的土木工程师已经成为广大教育工作者关注的问题之一。在智能建造和建筑工业化的推动下，我校土木工程专业积极开展专业改革探索，围绕林业大学竹木结构特色，旨在培养面向国家战略需求、服务竹木结构发展及相关领域生产与发展需求的高级土木工程技术应用型人才。
《画法几何与工程制图》是土木工程类专业的一门传统的必修专业基础课，与其他课程联系紧密，是大一新生窥视土木工程专业课的窗口。该课程的教学效果将直接影响学生的后续专业课的开展、学习目标的达成，甚至职业规划与选择。本文围绕智能建造和建筑工业化发展需求，剖析《画法几何与工程制图》教学过程中存在的问题，从学生的工程师意识培养、优化课程内容、构建新的教学组织形式和灵活课程考核机制等方面探索了课程改革的基本思路。
1. 《画法几何与工程制图》课堂教学过程中存在的问题
《画法几何与工程制图》课程是土木工程专业一门非常重要的专业基础课，在整个课程体系中处于统领全局的核心地位。一方面，它培养了学生绘制、阅读工程图纸的能力和技能；另一方面，它为后续课程的学习以及相关工程设计奠定了基础。
1.1教学内容陈旧
《画法几何与工程制图》课程教学内容主要包括点、直线和平面的投影、平面立体与曲面立体的投影特性和作图方法、截交线和相贯线投影、组合体的三面投影图、工程图样画法等内容。由于该课程内容多、逻辑性强和方法技巧高，初学者往往感觉学习《画法几何与工程制图》非常吃力。随着土木工程学科的发展，《画法几何与工程制图》课程教学内容与时代发生了严重脱节，所学知识无法真正的指导工程实践。大纲内容长年为2D时代的基本功，大纲内容没有紧跟时代的变革，兼顾3D时代的需要。在课堂教学过程中，仍以传统的讲授法为主，通过教师在课堂满堂灌式的方式在短期内灌输大量的力学知识给学生，教学内容陈旧，针对不同专业的学生采取相同的教学大纲，无差别的进行教学。更为重要的是，教师没有足够的时间了解每个学生空间想象能力的差异，课堂教学过程中无法顾及每个学生。
1.2教学方法单一
《画法几何与工程制图》理论性强，知识点抽象，要求学生具有良好的空间想象力。在授课的过程中，教师更多的是采用以多媒体课件为主，板书为辅的形式，依据教学大纲从点、线、面到立体，再到组合体及专业图样进行讲解，教学内容及其庞杂。部分老师出现过分依赖多媒体播放PPT课件的情况，甚至出现部分老师没有课件不会上课的极端情况。教师讲，学生听；教师问，学生答。教学方法非常单一，课堂气氛沉闷，给人枯燥乏味的感觉。
1.3课程教学缺乏专业针对性
《画法几何与工程制图》的授课不仅面向土木工程专业，还包括工程管理专业、森林工程专业和给排水科学与工程专业的学生。来自不同专业的学生在未来所要建立的知识架构体系之间差异化非常显著，《画法几何与工程制图》课堂教学过程中没有针对性的进行划分，显然不能适应新时期不同专业对《画法几何与工程制图》的差异化要求。目前，针对不同专业的制图教材也较少，容易给学生造成课程实用性不强的感觉，影响学生对本门课程的自主能动性。
1.4考核形式不够灵活
根据近年来课程考核结果来看，学生成绩的两极分化较严重。课程成绩由平时成绩和期末考试成绩构成。
平时成绩占总评分的30%，由出勤（5%）、课堂表现（5%）和平时作业（25%）；期末考试占总评分的70%。课程考核形式过于简单，无法激起学生的学习兴趣。
2. 面向智能建造和建筑工业化的课程改革探索
2.1 开发BIM课程，培养工程师意识
推动智能建造和建筑工业化的协同发展的一个重要手段就是BIM（Building Information Modeling）技术在工程设计、建造和运营全过程中的应用[3-4]。目前，多所高校已经开设了BIM课程。BIM技术能够立体地展示建筑形体，可将传统教学中的二维图形直接转换为三维模型，使制图课程更贴近工程实际。3D模型方便正式的、事前有准备的交流，2D草图能力能在临时的、面对面的场景，随机应变地交流，现场有纸就能画。在课堂教学中，基于建筑业转型升级的大背景，结合BIM技术应用的工程实际，比如BIM在天津117大厦等超高层建筑中的应用，精心选择工程实例，使学生真实感受到《画法几何与工程制图》在工程实践中的重要作用。通过BIM的学习对土建、混凝土结构、钢结构、机电、装饰等各个工程部分有更为全面的了解，提高了土木工程师的全局观，对土木工程的学习有全面的把握[5]。
2.2 优化课程内容，进行模块化教学
《画法几何与工程制图》教学内容一般包括画法几何、工程专业制图等。为了适应智能建造和建筑工业化的需求，教学内容应该进一步调整，特别是工程专业制图部分，应采取模块化的教学模式[6]并引入Revit软件进行辅助教学。Revit软件是实现BIM理念的工具之一。根据专业方向专业课的设置，将工程专业制图部分的内容有优化为混凝土结构模块、钢结构模块、平法施工图模块等，并结合Revit软件进行二维到三维的建模，强化过程培养。
2.3 构建新的教学组织形式，加强学生工程实践
针对《画法几何与工程制图》课程内容多的特点，可以尝试将学生进行分组，以小组为单元进行学习，增加学生的团体意识和学习的积极性。此外，针对教学中重理论、轻实践的问题，教学中需进一步重视工程实践。特别是在后期的软件学习上，以大作业的形式进行布置，以实际工程为背景，将一整套图纸在Revit软件中转化为三维模型，进行精细建模。在这个过程中，小组成员分工合作，锻炼综合应用《画法几何与工程制图》课程内容的能力，是学生实现所学知识的融会贯通。
2.4 灵活课程考核机制，重视教学反馈
传统的教学方式主要采用以期末考试的卷面分数和平时成绩为依据评判学生对结构力学课程知识点的掌握程度。期末考试成绩通常占比70%，而平时成绩占比30%。然而考试能力强的同学，并非学习能力强，考试分数不能完全反映学生的真实水平。成绩的评定中应更加突出过程性和教学反馈，缺乏过程性评价的课程不能客观反映出学生实时的学习情况，也不利于教师进一步驾驭课程和改进教学。此外，要突出大作业在成绩中的地位，重视学生解决实际问题的能力而不是考试的能力。个人成绩与小组成绩相结合，避免抱大腿现象，部分人失去思考能力。同时，符合工程师工作时既需要沟通协调又需要完成个人任务的特点。
2.5 重视竹木结构，突出农林类院校特色
在《画法几何与工程制图》的教学过程中，教师应注重农林类院校的特色，体现竹木结构的专业制图特点。竹木作为一种绿色、可再生的环保性材料，在资源匮乏的未来定会广泛应用，而且竹木结构也是建筑工业化发展的一个重要方向，竹木结构未来定会大有作为。在工程专业制图部分，应增添竹木结构模块，以实际工程为例，对竹木结构的制图特色进行讲解，激发学生学习兴趣。
3 结语
面向智能建造和建筑工业化的《画法几何与工程制图》课程改革的探索的目的是提高教学质量，培养出高素质的创新型和实践型人才，更好地服务于国家战略发展。针对《画法几何与工程制图》课程教学过程中存在的教学内容陈旧、教学方法单一、课程教学缺乏专业针对性、考核形式不够灵活等缺点，面向智能建造和建筑工业化的发展需求，建议了开发BIM课程培养工程师意识、优化课程内容进行模块化教学、构建新的教学组织形式加强学生工程实践、灵活课程考核机制重视教学反馈以及重视竹木结构，突出农林类院校特色的教学改革措施。
参考文献
[1]推动智能建造和建筑工业化协同发展 促进建筑业加快高质量转型升级步伐[N]. 中国建设报,2020-11-20(006).
[2]邱海峰,孙亚军.新型建筑工业化要提速了[J].决策探索(上),2020(12):40-41.
[3]王潇碧.基于BIM的土木工程制图教学改革研究[J].居舍,2020(13):193.
[4]关莉莉.基于BIM技术的水利工程制图课程教学改革初探[J].数字教育,2020,6(05):44-48.
[5]张德谨,谢永,王红艳, 等.新工科背景下地方应用型大学《化工制图》课程改革探索[J].广东化工,2018,45(3):216,219.
[6]李建强,田雨泽,高华国, 等."双一流"建设背景下土木工程制图课程教学改革与实践[J].中国冶金教育,2020,(5):53-54,61.
①基金项目：南京林业大学2019年度教学质量提升工程项目（多元化考试评价体系在《公路工程定额与概预算》课程中的探索与实践；编号：2019ktjx017）。
②教育部产学合作协同育人项目（基于BIM应用的土木工程制图技术类课程体系协同创新研究与实践；编号：201902133019）
③南京林业大学2016年高等教育研究课题（基于BIM应用的土木工程制图与工程CAD综合训练的研究与实践）；编号：2016-11）
作者简介：
张延泰（1991年4月），男，汉，山东聊城，博士，讲师，研究方向：高层建筑抗震。
李娜（1981年10月），女，汉，山东济南，博士，副教授，研究方向：钢结构与空间结构。
陈国（1980年12月），男，汉，江西萍乡，博士，副教授，研究方向：现代竹木结构。
赵曜（1986年3月），女，汉，四川绵阳，博士，副教授，研究方向：工程与环境。
*通讯作者：陈国（1980年12月），男，汉，江西萍乡，博士，副教授，研究方向：现代竹木结构。chenguo2009@126.com。