建筑制图立体化教材的研究与建设(教材)

1、 建筑制图立体化教材的研究与建设（教材）成 果 总 结成 果 完 成 人 陈锦昌 陈炽坤 邓学雄 刘 林 骆 雯 成 果 完 成 单 位 华南理工大学 2009年3月建筑制图立体化教材的研究与建设（教材）成 果 总 结 在我国高等教育的理念从精英教育向大众教育转化的转型期，教育质量成为一个突出的问题。一方面，教师的数量不断增加，其业务水平亟待提高；另一方面，学生的理论基础差异较大，部分学生的学习能力有所欠缺，这就要求教师寻求更为积极有效的教学方式，给学生多元化、全方位的学习指导。编写高质量的精品教材，开展课程的立体化资源建设，是提高教学质量的重要途径。本成果围绕建筑制图课程的立体化教材建设，通

2、过教学资源的开发及共享，有效地提高了教学质量。1. 教材建设的背景和基础 建筑制图是工科院校土木类本科生必修的一门技术基础课，学生量大面广。多年来，为提高建筑制图课程的教学质量，项目组在学校教务处的领导和帮助下，围绕建筑制图教材建设做了大量的工作，我们的工作也得到了有关专家和教育部门的认可。我校建筑制图课程在2005年被评为国家级精品课程，同时出版了多个配套的多媒体教材，我们编写的建筑制图教材入选国家级“十五”规划教材和国家级“十一五”规划教材，并评为高等教育出版社“高等教育百门精品课程教材”。 我校编写的建筑制图教材于1978年9月由人民教育出版社出版以来，即成为全国高等学校的试用教材及通用

3、教材。多年来几经再版，目前已成为本课程最受欢迎的经典教材之一。编写高质量的建筑制图教材，构建多元化、立体化的建筑制图资源系统，我校有着坚实的基础。一方面，我们编写的教材在全国有着巨大的影响力，受到广大教师和学生的欢迎。另一方面，历年来我们在课程改革、数字媒体教材的建设中也做了大量的研究工作，如2001年陈锦昌教授作为主持人承担了教育部新世纪网络课程“土木类各种专业制图”及“土木工程制图及计算机绘图(合同济大学)”的研制工作。这2项网络课程已于2003年通过了教育部的验收。并先后有“截交线”CAI课件、“零件图”CAI课件、建筑制图CAI课件、土木类各种专业制图网络课程等获省部级、国家级奖项。在

4、2005年教育部重新修订的工程图学课程教学基本要求中，我校为该项目的主持单位（本项目主持人陈锦昌教授为教育部工程图学教学指导委员会副主任委员）。2. “以学生为主体”重构课程体系，用“导学”形式构建立体化教材1) 以现代教育思想指导课程的改革建筑制图是工科土木建筑类专业的必修课，传统建筑制图课程存在“重理论，轻应用”的问题，其理论基础“画法几何”更被历来的学习者赋予“头疼几何”的称喻，在课堂教学中，学生往往能听明白老师所讲授的内容，但做习题和解决实际问题时无从下手。特别是近年来随着课时的不断压缩和CAI教学手段的引入，在提高教学效率的同时，学生的思考节奏往往跟不上教学的节奏，使教学效果难以得到

5、保证。在解决思考节奏和教学节奏不同步的问题中，传统建筑制图课程在教学安排上，以“师傅带徒弟”的方式，安排习题课加以辅导，这种教学方式在过去学生较少的情况下较为有效。但随着各校招生规模的不断扩大，这种教学方式已不再适应新的教育形势的要求。这就要求我们从学习者的认知规律入手，重新构建课程体系，提高学习效率和学习效果。借助主持教育部重新修订工程图学教学基本要求的契机，我们和全国同行一起，围绕培养目标，以现代教育理念对建筑制图的课程体系进行了重构。与此同时，教材编写的指导思想借鉴了国外教材的某些成功经验，构建了结合我国国情，注重学生全面综合素质、学习能力和创新能力的培养，重视工程系统背景和知识的课程体

6、系，我们确定了以“理论基础为工程应用服务、教学过程为教学目标服务、媒体形式为认知规律服务、内容体系为自主学习服务”作为立体化教材的编写指导思想。2）从认知规律入手，重新编排教学内容过去建筑制图的教学，强调理论的严谨性和完整性，总是从学习抽象的画法几何入手，然后再学习形体的表达、工程图的画法。这种教学法在以往的教学中，也收到较好的教学效果，学生的理论基础非常扎实。但其耗费的教学时数较多（过去我校该课程的教学时数为140学时，目前为80学时），学生需要经过非常艰难的训练才能掌握基本理论，而这些理论中有些在实际工作中是用不上的，这种教学方式效率较为低下，如何兼顾教学效率和教学效果，是教材编写中需要解

7、决的重要问题。为此，我们从学生的认知规律入手，重新编排教学内容。本教材在教学内容的编排上，以结合工程实例，从研究形体特征入手，从三维形体展开介绍投影规律，把点、线、面投影知识与三维形体紧密结合，最后进行理论总结的方式进行。这一编排方式较为符合人们从感性认识到理性认识的认知规律，大大减轻了学习的难度，提高了学习效率，我校首创的这种教学方法获得了国内教学同行的广泛认可，有着巨大的影响力，推动了课程内容体系的改革。3) 针对工程应用需要，构建课程体系建筑制图课程的理论基础 “画法几何学”是一个严谨、完善的理论体系，比较抽象、理论性较强。该体系为培养学生空间想象能力、图解（用图来解决空间几何问题）能力

8、、图示（用图来表示空间几何问题、即工程图样）能力服务。随着现代计算技术的发展，图解法已逐渐被工程界所淘汰，因此对应的理论也不应再作详细介绍。但目前一些同类教材为强调理论的系统性，仍保留了这部分内容，造成了教材越编越厚、内容越讲越多的现象。如何在严谨、完善的理论体系中梳理出为工程实际服务的基础理论，需要做大量的分析研究工作。我们确定了“部分保留培养学生空间想象能力的理论，用于培养学生的综合素质，基本废弃培养学生图解能力的理论，大部分保留培养学生图示能力的理论”的方针，对相关理论进行大胆的精简。计算机三维造型技术的引入也为图学理论、作图方法的精简提出了挑战，如过去为满足手工绘制轴测图、阴影透视图的

9、需要，详细介绍正等轴测、正二测、正三测、斜二测、阴影、透视图的绘制理论、绘制方法等，考虑到计算机绘制这类图形的方便性，我们认为手工绘制此类图形的精确方法必将逐步淡化，因此对这一部分的内容作了大篇幅的削减，只保留基本概念和基本内容。我校是国内最早将计算机制图技术引入到建筑制图课程的学校，随着计算机技术的普及，目前大多企业均采用计算机绘图技术，为达到培养应用型人才的教育目标，建筑制图课程必然要加入计算机绘图的内容，但如何结合本课程的学习，精选计算机制图的内容，也是课程体系构建时必须考虑的问题，如果内容选择不当，很容易使教材成为软件培训资料，也使教材容量大幅增加（目前的软件教材动辄五、六十万字），该

10、部分内容的编写原则是为学习本课程服务，为工程应用服务，我们用不大的篇幅（一章书），较好的解决了这一问题。我们的这一处理被国内专家评价为：言简意赅，极富匠心。针对工程应用中手工绘图逐步减少的现代绘图技术特点，在增加介绍计算机绘图技术后，淡化手工使用工具绘图技术的教学。在此同时，强化草图训练，增加创造性构型训练的内容，为学生日后采用草图进行概念设计、创造性设计打下良好基础。4）融合多种媒体方式，方便学生自主学习随着现代教育手段的增加，学生的自主学习和终身学习成为现代教育的潮流，为学习者提供随时随地、全方位、个性化学习的资源，变课堂的被动教育为学习者的主动教育，是本立体化教材体系的主要特点。为此，我

11、们围绕纸质媒体教材，配套开发了各种类型的学习资源，各具特点，互为补充。如编写了助教型的CAI教学课件、助学型的CAI教学课件、国家级建筑制图精品课程网站、教学平台、教育部新世纪网络课程、土木类工程制图资源库（高教出版社项目）等。3立体化教材建设取得的成果（1）以高水平教研项目为龙头，进行国家级教材的建设以国家级“十五”规划教材建筑制图（第五版）项目、教育部“工程图学外国教材研究” 项目、全国高等学校教学研究中心“机械学科基础课程教学资源库”项目、“高等教育百门精品课程教材建设计划”项目、“第三批新世纪广东省高等教育教学改革工程项目”项目等为龙头，开展建筑制图的教材建设。成果是：2005年出版了

12、国家级“十五”规划教材建筑制图（第五版）。（2）以国家级精品课程的建设，促进教材质量的提高在2004年建筑制图课程获省级精品课程后，围绕教材的建设，突出“学生为主体、教师为主导”的现代教育理念，开展了国家级建筑制图精品课程的建设。与此同时，课程建设的研究成果也在教材中得到充分体现。成果是：2005年建筑制图获国家级精品课程。（3）以高质量教材为依托，开展立体化的教学资源建设依托教学研究项目，开展建筑制图精品课程立体化的教学资源建设。成果是：出版了以学生为主体的助学型教学资源CAI课件光盘（含助学的CAI课件及习题解答）；出版了以教师为主体的助教型教学资源电子教案（已有几十所高校使用）；开发研制

13、了网上丰富的教学资源（有网络课程、图片库、动画库、模型库、习题库、视频库、电子教案库、典型例题库、网上练习系统、电子教案、工程实例等）。（4）以新的教学理念和方法编写的教材，产生了巨大的影响本教材是国内最早将计算机制图教学内容引入到建筑制图教学中的教材，对培养学生的工程实际工作能力起到了很好的作用。首创的从形体入手展开教学、然后再进行理论总结的教学方法，相对传统的教学方法而言，更为符合学生的认知规律，从而减低了学习的难度。成果是：教材产生了很好的辐射作用，年平均发行量达6万多册。（5）以高质量的教材为依托，教学资源获得多项奖励围绕建筑制图（第五版）的教材，构建了多元化、立体化的教材体系，既有纸

14、质的出版物（教材），也有丰富的网上教学资源。成果是：助学型建筑制图CAI课件在2005年1月获省计算机教育软件二等奖；网络版课件土木工程制图与计算机绘图在2006年获第一届建筑类多媒体课件大赛一等奖；助教型课件建筑制图在2007年获第七届全国多媒体课件大赛二等奖；网络课件土木类各种专业制图在2007年获第十一届全国多媒体课件大奖赛二等奖。（6）以教研和教改的新思路，提高立体化教材的教学质量围绕建筑制图（第五版）的教材及立体化教学资源的建设，以省级教学名师牵头，开展了课程的教学改革与实践，撰写了多篇具影响力的教研论文。成果是：发表了有影响力的教研论文15篇（其中国际会议4篇、核心刊物10篇、全国

15、会议1篇）。4项目的应用情况及在全国的辐射作用建筑制图教材第五版自2005年出版以来，三年累计发行已超过18万套，平均年发行量达6万多套，以平均每所学校使用600套计算，约有100多所学校采用本教材（估算值），在全国产生巨大影响，有很强的辐射作用。采用我们教材的学校，也必然应用了本项目的研究成果，这也间接说明了我们的教学成果已大范围的得到普及应用。不少使用该教材的高校对教材给予了高度的评价。其中辽宁工程技术大学的评价：该教材内容全面，便于不同专业取舍；专业特色突出，保留了许多经典内容，对学生建立专业基础有好处；图文并茂，语言通俗易懂，便于学生自学。河海大学交通学院的评价：建筑制图（第五版）是“

16、十五”国家级规划教材。教材体系反映了新时期建筑制图教学的需求，内容充实、新颖，体现了编者对建筑制图学科前沿的独到见解的学术水平；教材编辑、印刷质量高，整体设计精美，排版合理，图例采用红黑套色，教学重点突出，是一套值得推荐的好教材。中国矿业大学机电工程学院的评价：建筑制图无论是从教材本身的编写水平来看，还是从出版社的编辑出版水平来看，都达到了较高的水平。该书注重突出教学基本要求规定的必学内容，符合本门课程教学及专业培养的目标。教材的知识体系完整、严密，在结构上体现学生的认识规律。教材采用新修订的有关土建类的制图国家标准及有关的设计规范，有不少的工程实例，使教材具有实用性。我校学生对本教材也给出了充分的肯定和高度的评价。认为“本书系统性强”，“全书由易