王子茹 黃紅武

[收稿日期]20090930

[基金項(xiàng)目]全國(guó)高等教研究會(huì)項(xiàng)目(國(guó)家“十五”教育規(guī)劃課題“工程圖學(xué)課程體系與教學(xué)內(nèi)容的研究與實(shí)踐”子項(xiàng)目)(CZ03)

[作者簡(jiǎn)介]王子茹(1955),女,遼寧鐵嶺人,大連理工大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,主要從事工程圖學(xué)、水利水電計(jì)算機(jī)應(yīng)用等研究。

お

[摘 要]針對(duì)陰影透視課程的教學(xué)改革目標(biāo),對(duì)陰影透視課程的教學(xué)體系內(nèi)容、教材建設(shè)和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了改革探索:建立了陰影模塊、透視模塊和計(jì)算機(jī)生成陰影透視圖模塊的教學(xué)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容;編寫了適合總體改革方案的現(xiàn)代陰影透視學(xué)教材及現(xiàn)代陰影透視學(xué)多媒體課件等;改革教學(xué)方法和手段,采用黑板與多媒體相結(jié)合的教學(xué)方式;改革了實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),實(shí)施創(chuàng)新設(shè)計(jì)訓(xùn)練教學(xué)實(shí)踐。

[關(guān)鍵詞]陰影透視;教學(xué)改革;教材建設(shè);多媒體教學(xué);創(chuàng)新設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]G642 0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]16720717(2009)06002403

建筑透視圖加繪陰影及色彩渲染,以其逼真的形象表達(dá),不僅使人賞心悅目,滿足人們的審美需求,更為主要的是能使物業(yè)主在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段預(yù)見(jiàn)到項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)后的情境,對(duì)工程設(shè)計(jì)的表達(dá)有很好的效果和實(shí)用價(jià)值^[1]。因而,土建類各專業(yè)和工業(yè)設(shè)計(jì)等專業(yè)均將“陰影透視”作為必修課或選修課。該課程也是圖學(xué)系列課程群中的重要分支,是工科院校一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。

隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)進(jìn)入工程圖學(xué)領(lǐng)域,新的教育思想、教學(xué)方法不斷涌現(xiàn),并與其他學(xué)科相互滲透融合,使課程的教學(xué)發(fā)生了深刻的變化,不僅教學(xué)媒體多樣化,而且繪圖的速度、質(zhì)量是傳統(tǒng)的手工繪圖無(wú)法比擬的,現(xiàn)代技術(shù)正在迅猛地改變著課程教學(xué)的面貌。

為使陰影透視課程適應(yīng)21世紀(jì)人才培養(yǎng)規(guī)格的要求,把教學(xué)從單純的傳授專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾曀刭|(zhì)和能力的培養(yǎng),近幾年來(lái),針對(duì)課程的特點(diǎn),課題組從教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)及教學(xué)手段等方面對(duì)該課程進(jìn)行了教學(xué)改革與建設(shè)。

一、教學(xué)改革的目標(biāo)

本課程的教學(xué)改革目標(biāo)是:結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)教育的發(fā)展和課程改革以及新的教學(xué)手段的應(yīng)用,進(jìn)一步改革陰影透視課程體系和內(nèi)容,將傳統(tǒng)內(nèi)容與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,著重傳統(tǒng)與發(fā)展、繼承與創(chuàng)新的結(jié)合,使學(xué)生掌握陰影與透視的基本理論及其作圖方法,并具有計(jì)算機(jī)生成陰影透視圖的技能;以此優(yōu)化教育結(jié)構(gòu),確保教學(xué)質(zhì)量,加速學(xué)生對(duì)陰影透視課程的學(xué)習(xí)、理解及能力的培養(yǎng),滿足21世紀(jì)人才培養(yǎng)的有效教學(xué)模式的要求。

二、課程內(nèi)容改革

1 陰影透視課程體系的改革

課題組根據(jù)課程的系統(tǒng)性、邏輯性和實(shí)踐性特點(diǎn),將課程內(nèi)容體系設(shè)計(jì)成三個(gè)模塊,即陰影模塊、透視模塊和計(jì)算機(jī)生成陰影透視圖模塊。前兩個(gè)模塊主要是讓學(xué)生掌握正投影圖上的陰影、軸測(cè)圖上的陰影的光線方向習(xí)慣約定和作圖方法;掌握透視投影的基本理論;傾斜畫面透視圖的畫法以及透視圖的陰影倒影和虛像。第三模塊則是利用計(jì)算機(jī)生成陰影透視圖(包括利用軟件畫圖和利用語(yǔ)言編程生成陰影透視圖)。第三模塊可根據(jù)學(xué)時(shí)數(shù)和先修課程情況酌定,但至少學(xué)會(huì)應(yīng)用一種軟件繪制陰影透視圖,并引導(dǎo)對(duì)此有興趣的學(xué)生進(jìn)一步了解計(jì)算機(jī)生成陰影透視圖的原理方法以及動(dòng)畫技術(shù)和建筑圖的渲染處理。這種教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生空間想像力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力的同時(shí),也加強(qiáng)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,把與本課程相關(guān)的最新科研成果引入課堂,保持了教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。

2 編寫適合總體改革方案的現(xiàn)代陰影透視學(xué)教材

“陰影透視學(xué)”是以圖示為主的課程,教學(xué)方式更需要文字、圖片、二維及三維視頻有機(jī)結(jié)合和優(yōu)化表達(dá)的多媒體教材。這不僅可實(shí)現(xiàn)與相關(guān)專業(yè)課教學(xué)的連接,更主要在于與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,學(xué)用一致,適應(yīng)社會(huì)需要。然而,《陰影透視學(xué)》的教材與教學(xué)已滯后于工程實(shí)際。陰影透視教學(xué)改革需要新教材的支撐。為此,從2004年開(kāi)始,在原有教材的基礎(chǔ)上,課題組按照課程體系和內(nèi)容改革的總體思路,對(duì)教材進(jìn)行了專項(xiàng)研究。新編的《現(xiàn)代陰影透視學(xué)》立體化教材,是教育科學(xué)“十五”國(guó)家規(guī)劃課題“工程圖學(xué)課程體系與教學(xué)內(nèi)容的研究與實(shí)踐”子項(xiàng)目,也是大連理工大學(xué)教材出版基金項(xiàng)目支持的成果。該教材于2004年由高等教育出版社出版,是多媒介形式的教學(xué)出版物的集合。

教材立足于現(xiàn)代教育思想和現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái),以傳統(tǒng)紙質(zhì)教材為基礎(chǔ),以學(xué)科為中心,并以提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo),旨在創(chuàng)建開(kāi)放型的學(xué)習(xí)環(huán)境。其特點(diǎn)如下:

(1)教材的體系是傳統(tǒng)與發(fā)展、繼承與創(chuàng)新、二維與三維相合;主要內(nèi)容包括:正投影圖上的陰影,軸測(cè)圖上的陰影;透視投影方法;透視圖的陰影、倒影與虛影;陰影、透視圖的計(jì)算機(jī)生成等。

(2)與《現(xiàn)代陰影透視學(xué)》教材配套的習(xí)題集,在編排順序上與教材體系保持一致。所選題目均經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和試做,簡(jiǎn)繁、難易搭配,并有一定數(shù)量的同類型題,便于根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行選取;同時(shí)編有習(xí)題參考答案。

(3)配套的《現(xiàn)代陰影透視學(xué)多媒體課件》電子教材,立足于輔助教師授課,以多媒體方式充分展現(xiàn)教材內(nèi)容,形成文字、圖片、二維及三維動(dòng)畫等媒體為一體的電子教材,界面友好,具有良好的交互性,便于教師修改和使用,也利于學(xué)生形象思維能力的培養(yǎng)。

三、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是黑板+掛圖+幻燈片教學(xué)。由于該課程的作圖方法多,示范作圖繁,板圖幅面大^[2],有的圖不能在黑板上表達(dá)清楚,不利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想像和分析能力。而面對(duì)繁雜的教學(xué)過(guò)程,通常教學(xué)中只能保證重點(diǎn),刪繁就簡(jiǎn)。其教學(xué)內(nèi)容僅是傳授有關(guān)的基本理論及繪制技巧,在有限的課時(shí)內(nèi)不可能提供較多信息量,使學(xué)生學(xué)習(xí)深度受到限制。

將多媒體課件引入陰影透視課程的教學(xué),實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)問(wèn)題動(dòng)態(tài)化、抽象問(wèn)題具體化、教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)明化、傳遞信息大量化。此外,運(yùn)用多媒體課件進(jìn)行教學(xué),可使教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)必要的重復(fù)講解,有利于一些難點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué),并能使各部分相關(guān)的內(nèi)容連接起來(lái),便于學(xué)生理解和掌握有關(guān)問(wèn)題。多媒體教學(xué)生動(dòng)的講授方式,能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生處于積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài),從而有力地促進(jìn)該課程教學(xué)改革的深入開(kāi)展。但教學(xué)實(shí)踐同時(shí)證明,雖然多媒體課件使課程內(nèi)容更直觀,有利于學(xué)生理解,但完全采用多媒體教學(xué),會(huì)出現(xiàn)講授內(nèi)容過(guò)多、教學(xué)節(jié)奏偏快的現(xiàn)象,處理不當(dāng)也會(huì)影響學(xué)生思維訓(xùn)練,不利于學(xué)生熟練地掌握知識(shí),甚至導(dǎo)致學(xué)生做習(xí)題困難。針對(duì)這種情況,我們?cè)诮虒W(xué)中采用了黑板教學(xué)與多媒體相結(jié)合的教學(xué)方式,在教學(xué)過(guò)程中做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),以此提高教學(xué)質(zhì)量。

四、實(shí)踐教學(xué)改革

陰影透視課程肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生的空間邏輯思維、形象思維和創(chuàng)造思維能力的重任。由于學(xué)科古老,在學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)上,多數(shù)高校一直延續(xù)傳統(tǒng)的教學(xué)方法,學(xué)生大都只是做老師給定的作業(yè)或是書本上設(shè)計(jì)好了的作業(yè)題。在新的教學(xué)改革中,課題組側(cè)重在教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)上,積極促進(jìn)理論與實(shí)踐、教學(xué)與工程的結(jié)合,開(kāi)展多項(xiàng)啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維的教學(xué)實(shí)踐。比如,在教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)新設(shè)計(jì)訓(xùn)練,要求學(xué)生3人一組,用工程制圖、陰影透視理論,以草圖、計(jì)算機(jī)繪圖共同完成房屋建筑平面圖、立面圖和側(cè)面圖的設(shè)計(jì),并加繪陰影和三維透視圖繪制,要求學(xué)生廣泛查閱文獻(xiàn)資料,并充分體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生個(gè)人成績(jī)的評(píng)定,以小組整體設(shè)計(jì)水平及完成設(shè)計(jì)圖樣的能力為區(qū)分度,充分體現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中的科學(xué)性、開(kāi)放性、真實(shí)性和綜合性,考核重在投影關(guān)系的正確、建筑表面陰影形成的規(guī)律以及三維形態(tài)的設(shè)計(jì)思維能力,同時(shí),既要體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作精神,又要反映個(gè)人實(shí)際能力^[3]。

這一教學(xué)工作的開(kāi)展,從根本上轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的教學(xué)方法。這種新的教學(xué)模式,不僅使學(xué)生掌握了課程的基本原理、基本技能,而且培養(yǎng)了學(xué)生的解決問(wèn)題和創(chuàng)新思考的能力,最重要的是實(shí)現(xiàn)了課程理論與專業(yè)實(shí)踐的結(jié)合。這種教學(xué)模式已經(jīng)成為本課程的發(fā)展方向,它不但有利于后續(xù)課程的學(xué)習(xí),也為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)提供了有利的環(huán)境和條件,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

五、教學(xué)改革的效果

通過(guò)新的課程教學(xué)改革與建設(shè),發(fā)展了陰影透視課程教學(xué)的新模式和新方法。按照新的教改模塊組織教學(xué),經(jīng)過(guò)6輪教學(xué)實(shí)踐,體會(huì)如下:

(1)本課程體系體現(xiàn)了課程的現(xiàn)代性,拓展了學(xué)生的知識(shí)面;

(2)新的課程體系提高了課程的深度,加大了課堂的信息量;

(3)多媒體與傳統(tǒng)黑板教學(xué)結(jié)合,加強(qiáng)了教學(xué)的直觀性、交互性、趣味性;(4)教學(xué)中突出重點(diǎn),強(qiáng)調(diào)為建筑形體設(shè)計(jì)表達(dá)所用。為此,課題組結(jié)合課程各模塊的教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。通過(guò)開(kāi)展計(jì)算機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)建筑陰影、透視圖的教學(xué)實(shí)踐,提高了學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的熱情,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力;(5)學(xué)生了解了計(jì)算機(jī)生成陰影透視圖的原理方法,光影的變化效果,提高了對(duì)本門課程的濃厚興趣,引發(fā)學(xué)生對(duì)未知事物的好奇和探索。

教學(xué)改革是教學(xué)發(fā)展的必由之路^[4]。陰影透視課程教學(xué)內(nèi)容體系的建設(shè)與改革是一項(xiàng)不斷探索的研究課題,它涉及到土建類專業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)等專業(yè)的相關(guān)基礎(chǔ)課程和計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的課程。它是一個(gè)系統(tǒng)工程,也是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程。隨著教學(xué)改革的不斷深入,以及教學(xué)內(nèi)容和模式的不斷創(chuàng)新,陰影透視課程的教學(xué)必將收到良好的┬Ч。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 黃紅武,王子茹.現(xiàn)代陰影透視學(xué)[M].高等教育出版社,2004.1-2.

[2] 黃永生,謝堅(jiān),馬彩祝.陰影透視的多媒體組合教學(xué)設(shè)計(jì)研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào),2000,(04):95-99.

[3] 王子茹,黃紅武. 可變模糊識(shí)別模型在陰影透視課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].中國(guó)工程圖學(xué)學(xué)報(bào),2008(增刊):110-113.

[4] WANG Zi瞨u,HUANG Hong瞱u,LI Ming瞦iu. A Thinking About Engineering Graphics Textbook Construction[R] PROCEEDINGS 7th CHINA睯APAN JOINT CONFERENCE ON GRAPHICS EDUCATION JULY,2005,BEIJING INSTIUTE OF TECHNOLOGY PRESS.131-134.

(責(zé)任編輯 黃建新)