《水工制图》教学中实践能力的培养

《水工制图》教学中实践能力的培养

张晓艳

云南经济管理学院云南省650106

摘要：在我国现代化社会不断发展的大背景下，国内的现代的大学教育应该更加注重实践。但在实际的本科教育中，由于种种原因，能真正做到理论与实践相结合的实例并不多。而水工制图课程是工科类专业的一门重要的具有较强实践性的专业基础课，具有丰厚的工程背景。通过本课程的学习，能够使水利水电工程领域的学生掌握绘制和阅读水利工程图样的基本要领和方法，系统地培养空间思维和空间想象能力，培养工程素养，掌握工程界的通用语言，为后续专业基础课和专业课的学习，为课程设计和毕业设计，为毕业后顺利从事工程技术工作打下基础。“水工制图”课程的开设时间一般在第一学期，然而在此阶段，学生对工程缺乏认知，对工程中建筑物的功能、作用以及结构特点等更缺少了解，因此，在课程讲授过程中做到理论与实践的结合非常重要。

关键词：《水工制图》教学；实践能力；培养

引言

实践能力是现代大学生必须具备的一项基本技能，所以大学教育应注重实践能力的培养。水工制图课程是水利类专业的一门重要的专业基础课，对学生后续课程的学习以及毕业后投入工程实践具有重要的意义。通过对现有教学过程中问题的分析，提出了在水工制图课教学中如何提高学生实践能力的几种方案和建议。

1《水工制图》的概述

《水工制图》是指绘制水利工程图样和识读水利工程图样的一门课程。它是水利类、水电类专业的一门技术基础课，主要是研究绘制、阅读工程图样的理论和方法，目的在于培养学生良好的空间想象能力，使他们具备识图和绘图的专业技能。工程图样被称为“工程界的技术语言”。每个工程技术人员，都必须掌握这种语言，即具备绘制和阅读工程图样的能力。通过这门课程的学习，不仅可以为后续的专业课奠定基础，更加可以培养学生的专业素养和动手能力。因此，这门课程的地位是非常重要的。

目前，由于我们学校正处于发展阶段，一些条件不是很好，学校只有少数的实物模型和有限的多媒体教室，也可进行绘图操作。我们在讲授水工制图时，一般都是采用传统的教学模式，即手拿着实物模型，再辅以教具在黑板上现场绘制，这些教学手段在很大程度上促进了学生的空间思维能力和空间想象能力的培养。对于基础好的学生而言，掌握起来就比较快，容易一些；但对于一些文科生基础又不太好的学生，有模型的，看着模型能画出来，没有模型的不管你如何讲解，他就是不会，还不能形成良好的空间想象能力。这种教学过程，老师要边讲边画、边画边写，还要手托着模型，老师感觉特别累，而且在黑板上绘图占用的课堂时间很多，在有限的课堂上讲不了多少知识，极大地影响了课堂的信息量，而且教学效果也不是特别好。针对这种情况，应该突出“教师为主导，学生为主体”的教育原则，采用多形式的教学方法，引入新的教学手段，让学生积极主动地参与到教学中来。现在计算机技术迅速发展，针对于传统的教学方法存在的缺点，我们可以把先进的计算机技术运用到教学中去。网络、多媒体技术的发展，使得这种传统教学模式受到极大冲击，教学方法和教学手段的改革势在必行。因此，如果我们要想把水工制图这门课程教的好，学生要想学的好，应该对传统的教学模式及方法进行改革，使学生更好更快地掌握这门课程。

2目前教学中的问题

2.1理论课程的学时占用比例大

目前，水工制图课程安排在第一学年完成，水利水电工程专业安排在第一学期，水文与水资源工程专业安排在第二学期，总课时56学时，其中28学时为实践课，28学时为理论课。目前存在的问题是：课程综合练习一周的过程中，学生还有很多其他课程没有结课，还需要投入非常多的精力进行其他课程的学习，综合练习的学时没有办法保证，起不到对课程很好的总结作用，最后总是仓促完成，尤其是在学期较短的情况下问题更加突出，但由于学生每次练习都是在理论课的某个阶段进行，只是从几何角度对形体达到一个认识，因此还不能和工程实际更好地结合；另外，画法几何部分关于点、线、面的投影特点学习学时较多，还需进一步压缩。

2.2校外实习基地不能满足要求

实践教学的设计思想主要是通过对实际工程的参观学习，针对实际工程资料进行结构施工图的绘制，模拟真实工作岗位，真题真做，培养学生必备的工程素质。目前，主要由课程组组织学生在大三第一学期对三峡大坝参观实习，学生分组接受不同的工程资料，独立进行工程资料的分析，掌握水闸这种建筑物的组成，熟悉各部分的结构，完成施工图样的绘制和说明。但由于资金和其他客观条件的限制，学生对其他的水工建筑物，如水坝、渠道、隧洞、渡槽等还没有初步的认识，以至于学生在后续课程中遇到这些建筑物的图样时仍有些懵懂。

2.3计算机绘图和工程实际联系较少

计算机绘图部分与水工制图课程同时进行，学生已经有了制图的理论基础，对这部分的学习感觉较容易掌握。但是，由于课时较少，学生在学习过程中不能很好地结合工程实际进行练习，因此发现，学生学习完计算机绘图的课程后，对工程建筑物的图样绘制起来仍是困难重重，在毕业设计过程中作图仍是难点。

3《水工制图》教学模式的改革

3.1传统教学手段与现代信息技术手段相结合

板书法，在黑板上绘出图形及分步骤图示，用不同颜色的粉笔可表示不同的步骤，该方法目前最常用，可使学生看清每一步骤及分析过程，易于为初学者所接受，教学效果较佳。该方法缺点是板书作图误差偏大，为准确作图而耗费了太多的时间。模型法，在讲解较困难的几何问题时，教师携带几何模型为学生展示，形象而生动的模型可开拓学生的空间想象能力，但缺点是教学模型不足，不能全面涵盖各种情形，且携带不便。信息技术法，将各种几何图形及作用方法做成课件，在教学中逐步给学生展示，多媒体教学比较形象生动，有助于学生空间想象能力的培养。利用多媒体教学，可以节省大量的板书时间，比传统教学多讲很多内容，学生也有更多的时间练习绘图。利用多媒体教学，使教学内容更丰富精彩，图纸更多，激发学生的学习兴趣，使学生自主的积极地学习，这也有利于学生的学习效率的提高。多媒体教学，课堂信息量很大，虽然有利于学生对知识的更多了解，但会影响到学生的记忆和思考。所以，我们应该针对不同的教学内容，采用一种比较好的教学手段。把多媒体教学与传统教学相结合进行水工制图的讲解。特别是专业图的识读，我们应该大量利用多媒体课件，多列举些实际工程，多看些工程图纸，使学生更好地掌握知识。

3.2培养学生的学习兴趣

水工制图这门课程相对比其他课程来说，学生的学习态度还是比较好的。但由于条件的限制及传统的教学模式，像这种以老师讲、学生听的灌输式被动教学方法，没有发挥学生学习的积极性和主动性。越往后，学生的学习就越困难，越困难就越不想学，这种恶性循环的延续，导致学生的积极性锐减。我们应该充分利用多媒体课件，一开始就要给学生留下深刻的印象，引出学习的兴趣，并在之后不断的教学中，要掌握良好的教学方法，使学生能轻易地掌握绘图与识图的能力。

3.3老师课堂引导教学与学生课后自主学习相结合

课堂教学中，要培养学生大胆质疑，善于思考的能力。教师在课堂教学中要根据学生的不同特点及他们的兴趣点，提出具有一定思考性、探索性、趣味行的问题，激发学生主动参与到教学中来。课堂上教师在有限的时间内，对基本原理、重点难点作出讲授，而加强反复练习，扩大知识面可放在课后进行，学生可根据自己的时间、进度，自主学习。俗话说的好“孰能生巧”。如果单听老师讲解，不做练习，那我们只存在于表面，永远也不能真正地掌握和理解知识。课后交流可以使学生在学习课堂知识的基础上更上一个层次。如果只在课堂练习，那练习就特别少，学生可以在课外进行大量的练习。在这个过程中会遇到很多的问题，老师可以安排答疑时间，及时解答同学在自学过程中的疑问。这有助于教师更好的交，学生更好的学。从教师主导型教学模式向师生互动型转化，以学生为主导的教学方法，采用案例式教学，以实际工程需要为教学目标，实现建筑工程设计和施工的高智力、高效益及高速度，配合全面素质教育的要求，使学生的调查研究、图形设计、图形表达、专业协作等多方面的能力得以全面锻炼。鼓励学生搞绘图设计。

3.4理论教学和实践教学相结合

应用型本科培养的是面向生产一线、掌握本专业领域内实际工作的应用能力和应用技能的学生。为了让学生更好地理解、消化理论知识，掌握必需的专业技能，应尽可能地让学生在经过一段时间理论学习之后能进行实践练习。由同学根据个人兴趣制作模型、绘制投影图、撰写总结报告。通过该实践教学环节，能对理论教学的相应部分知识有直观、深刻的掌握。并且为后续课程和实践打下了基础，锻炼了学生的动手能力。强化实践性教学，分阶段进行徒手、尺规和计算机绘图技能的训练，在识图的基础上，结合工程上的实例，抄绘专业图样。增加形体构思训练、三维建模、创新设计等实验教学内容，以利于强化课堂教学效果，提高学生的动手能力，扩展学生的思维，培养学生的综合素质和创新能力。

4“水工制图”教学中实践能力培养的方案分析

4.1培养学生的空间思维能力

4.1.1改善教学方法，增强学生形象思维

直观形象的教具展示与剖析如画龙点睛，起事半功倍的效果。运用多媒体教学，可以使学生见到更多工程建筑物图片。利用这些直观模型，可利于学生直接感知表象，加深对形体的理解和记忆。空间思维能力的培养要从画法几何部分的学习就开始：讲授“投影”概念时，我们首先让学生把教室的前方、下方和右侧的墙面认为是三个投影面，把自己置身在一个空间的三投影面体系中，充分感受投影的空间感，然后逐渐引出投影体系的展开，展开的过程中充分让学生去感受并理解每个投影和空间物体的方位对应关系。通过概念的讲解，给学生充分渗透了这样一个理念“投影虽然是几何图形，但是它表达的实际形体才是最重要的”，使他们从中学的几何图形向投影的思维尽快过渡；在讲授“点、线、面的位置关系”时，从教室墙面上的各条棱线和平面引入，让学生从直观空间观察直线、平面固有的位置，根据看到的空间几何元素做出图样，引导学生对直线与直线、直线与平面、平面与平面的位置关系进行思考，进而认识平面、立体的图形结构。学生在这样创设的形象空间情景里感悟和想象，就容易捕捉到点、线、面、体的相互关系了；学生对点、线、面的位置关系空间原理弄懂了，空间想象力也就得到了培养。

截交线和相贯线是课程的难点，很多学生在学习这部分内容时很茫然。针对这种情况，在讲授时，充分利用多媒体课件给学生提供大量的立体相交的模型和工程实例，并且让他们通过观察周围的建筑物、管道的连接等充分认识截交线和相贯线的实际意义，这样，学生就对交线的作图和读图有了更深刻的理解。制图教学的核心在于让学生学会由实物到图形和由图形到实物的二元转换。学生的思维总是从具体的事物形象展现开始，并随着整个过程的进展而发展，所以制图的学习不同于几何的学习，空间思维能力是极其关键的。

4.1.2鼓励多角度思考

关于空间思维能力的培养，更多的时候是要教会学生从多角度思考问题，求得多种设想和答案。在制图课教学中，可以在视图的图样阅读教学讲解过程中，针对某一个工程形体题目，进行发散思维能力的培养，可以进行多角度的思考。其过程如下：从每一个视图的投影观察并展开联想，进一步结合三个视图联系起来一起想象，在三个视图中要把每一个视图每一部分所表达的形体特征认识清楚，特征不符合基本形体投影特点的要对每个线框的投影分解并分析清楚，然后对照各部分的投影综合起来想形状。通过引导学生从不同角度思考问题，增加了他们思维的多维性，减少了思维的单向性，发展了思维的流畅性，通过长期的训练，必能提高学生的发散思维能力。

4.2调整画法几何部分和制图部分的课时比例

在教学中，画法几何部分是学好工程制图的基础，而制图部分与工程实际的联系更加紧密。为了使学生在今后的工作和学习中更好地联系实际，在点、线、面等几何元素讲解过程中，除基本投影特点要详细讲解以外，关于几何元素的其他内容可以在形体的投影中遇到相应的问题时进行讲解，这样可以在现有较少课时的情况下保证教学质量。建议几何元素投影部分可以在原有8学时的基础上调整为4学时，在总学时不变的情况下，形体的投影部分学时可得到适当增加。

4.3计算机绘图课程中增加与水工建筑物内容的结合

为了使学生能够为后续课程的课程设计和最后的毕业设计打下良好的基础，计算机绘图部分是重要的一个环节。在这部分课程中，应时刻让学生严格遵循规范内容，并尽量多地进行水工建筑物图样的练习，这样，就不至于使学生把计算机绘图和建筑物图样表达方式脱离开，以达到更好的训练效果。

4.4加强校外实习基地建设

校外实习基地不仅是工程制图课程学习过程中必需的，也是对专业的认识必不可少的，同时，对后续课程的学习和毕业设计以及将来的工作都有重要的作用，因此，在现有实习基地的基础上，需要尽快开辟具有水坝、隧洞、渠道、渡槽等建筑物的更多类型的实习基地。

结语

水工制图课程是一门实践性非常强的课程。教学中，将制图理论教学与实践教学相结合，以增强学生的实践能力，培养真正具备工程素质的人才是制图教学的重要目的。在教学中，应不断探索新的思路和方法，使学生在学会制图理论知识的同时，具备阅读和绘制专业工程图样的能力，同时对专业有一个初步的认识，为后续专业课的学习、课程设计、毕业设计以及尽快投入工作实践奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]张群.浅谈制图教学中学生空间想象力的培养[J].专业教学研究，2017（4）：90.

[2]王月亭，底素卫.浅谈工程制图教学中学生创造力的培养[J].河北北方学院学报：自然科学版，2016，22（1）：78-79.

[3]李娜娜.《水工制图》教学中实践能力的培养[J].专业教学研究，2016.