周 黎

(武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065)

工程图是工程技术人员进行交流的一种无声语言，工程制图与识图技能是高职道路桥梁工程技术专业学生必须掌握的一项核心技能，它包含了两方面内容：一是工程制图，二是工程识图。工程制图技能是将三维空间形体用二维平面图表达出来的能力(三维到二维)，工程识图技能则是通过二维平面图识读三维空间形体的能力(二维到三维)。

工程制图与识图技能的培养是一个循序渐进的过程，不能期待学生通过某一门课程或某个学期的学习一蹴而就，要达到熟练绘制和阅读工程图的目标，需要进行不断的学习和长期的训练，这就要求我们将工程制图与识图技能的培养贯穿于整个专业人才培养过程中。

1 工程制图与识图技能基础训练

我院在道路桥梁工程技术专业的第一学期开设了《工程制图与识图》课程。作为专业基础课，《工程制图与识图》课程的教学目标是使学生掌握工程制图基础知识和几何画法并能够作出三维图形和简单工程形体的各面投影，培养学生绘制和阅读工程图样的基本能力。通过该课程的学习，在学生掌握了基本的制图技巧，形成了一定的空间想象能力和形体表达能力后，再通过后续专业课的学习来进一步培养学生识读复杂道路桥梁工程图的能力。

1.1 《工程制图与识图》课程的发展

《工程制图与识图》课程的前身是《土木工程制图》，它是建设工程相关专业一门非常传统的专业基础课，主要讲授工程图学相关知识。考虑到高职学生的岗位实际需求，我们适当弱化了图学相关理论的讲授，强化了工程识图和工程制图技能的训练，大大加强了课程的实践性。理论教学内容主要包括投影理论，道路工程制图国家规范等，除了理论教学外，还通过大量的教学案例和实践训练使学生熟练掌握工程制图与识图技能。

路桥专业教学团队的老师们理清了《工程制图与识图》课程与《桥梁工程》《路基路面工程》《隧道施工技术》等衔接课程的关系，将工程制图与识图技能的培养目标分解到上述课程中，最终确定了适应高职路桥专业人才培养目标的《工程制图与识图》课程标准。

1.2 《工程制图与识图》课程的教学难点

常规的《工程制图与识图》课程教学手段有板书法、课件法、动画模型法等，但在教学实践中均体现出一些不足：

1)板书法。板书法是老师使用教学用尺规在黑板上演示作图步骤的方法。优点是绘图过程表达清晰，便于学生模仿学习，缺点是作图耗时太长，在有限的时间内无法承载更多的教学内容，教学效率低，且学生往往会感觉枯燥，无法提高他们的学习积极性。

2)课件法。课件法是目前最常用的教学方法，优点是授课效率高，缺点是实践性较欠缺，如果不配合相应的实训训练，授课内容学生很容易看过就忘，难以形成深层的理解记忆，达不到灵活应用所学知识的目标。

3)动画模型法。传统的制图相关课程会用到几何模型来向学生进行展示讲解，但由于教学模型种类太少不能满足专业教学需求，且购买、携带、存放几何模型也非常不便，所以现在很少使用几何模型，而是更多的使用动画模型。动画模型的优点是生动、有趣味性、存储携带方便，容易引起学生的学习兴趣，缺点是制作困难，如果购买服务的话费用较高且手续繁琐，很难及时满足教学需要。

除了上述提到的教学手段方面存在的不足以外，在教学模式上也亟待改革。《工程制图与识图》是一门对形象思维要求很高的课程，经过多年教学实践经验总结，我们发现学生对于本门课程的学习难点主要在于空间想象能力不足，学生很难准确做到二维图形和三维模型之间的自由转换，解决这一难题的有效途径是将教学情境由抽象转变为具象，同时配合大量实践训练，学生见的多画的多，自然能形成属于自己的一套方法，这就需要大量的实训课时才能实现。我院的《工程制图与识图》课程共52个课时，一方面课时有限，一方面教学内容多任务重，如何能在有限的时间内保证教学质量提高学习效率是一个难题。

2 工程制图与识图技能专业训练

通过《工程制图与识图》课程的学习，学生掌握了基本的制图识图技巧，形成了一定的空间想象能力和形体表达能力，为接下来的工程制图与识图技能专业训练打好基础。

道路桥梁工程技术专业涉及包括路、桥、隧在内的多种结构类型，每一种结构类型相互独立又存在多种复杂的结构体系，很难用一门课将以上所有结构类型的教学全部涵盖，因此我院开设了《桥梁工程》《路基路面工程》《隧道施工技术》等专业课。专业课主要教授学生各种道路桥梁相关结构物的构造形式以及施工方法，而识读工程结构物图纸是教学重点之一。

由于专业课内容多、难度高，各种工程结构物的构造特别是异形结构构造难以找到合适的模型进行展示，而学习难度的增加也会导致学生产生厌学情绪，因此教学上的困难比《工程制图与识图》课程更大。

3 信息化教学改革与实践

3.1 信息化教学手段

总结工程制图与识图技能培养最核心的困难主要是以下几点：缺少合适的教学模型；课程时长有限；识图过程太抽象学生接受困难。针对这些问题，我们采用了信息化手段予以解决。

1)用三维建模软件制作符合教学需要的三维模型库。经过教学团队讨论研究，我们首先将路桥专业学生应该熟练掌握的几种工程结构进行分类，然后根据不同类型的工程结构物按照由浅入深的原则设计典型教学案例和实践项目，再将这些项目分解到各门课程中，由任课老师根据学生的具体学习状态灵活把握。

三维建模软件主要是用到AutoCAD和Revit两种，AutoCAD的操作比Revit简单，Revit的优点则是可以参数化，建出来的模型更精细。BIM技术应用是未来的发展趋势，因此我们今后建设三维模型库将更多的使用Revit软件建模。

2)开展线上线下混合式教学。线上线下混合式教学便于学生课前预习课后复习，提高了学习效率。另外，我们将教学重难点录制成微课上传到线上教学平台提供给学生进行自主学习，解决了课时限制的问题。线上学习平台还能够记录每位学生的学习状态，可以作为考查学生的参考。

3)注重思维过程引导，化抽象为具象。工程制图是由三维到二维的过程，学生比较容易接受；工程识图则是由二维到三维的过程，需要一定的抽象思维能力，学生接受起来往往比较困难。在指导识图方法时，有别于传统的纯理论讲授，我们的老师将抽象的识图过程用三维建模软件一步一步展现出来，将抽象问题具象化，创建立体模型的过程就是识图的思维过程，用视觉刺激代替听觉刺激，既有利于学生理解，又提高了教学效率。

3.2 信息化教学实践

3.2.1 教学案例一：补绘形体三视图中缺少的图线

补绘形体三视图见图1。

1)教学目的：

a.使学生掌握识读三视图的方法；

b.培养学生的空间想象能力；

c.训练学生绘制三视图的能力。

2)教学过程：

a.老师一边讲授识图方法，一边用AutoCAD软件建立形体三维模型：首先判断该形体属于切割体，是长方体被切割而成(如图2所示)，长方体三维模型如图3a)所示，从侧面图可知，长方体从侧面被切去了一块(三维模型如图3b)所示)，从平面图可知，剩下的部分又被切去了两个角(三维模型如图3c)所示)，最后形成的就是目标形体。由此完成了该切割体的识读和三维建模。

b.要求学生独立完成三视图的补绘并检查作业，对学生的学习情况做到心中有数。

c.使用AutoCAD的多视口显示功能，将形体三视图与形体三维模型对应起来讲解每条图线的对应关系(如图4所示)，进一步讲解三视图的绘制方法，帮助学生勘误，引导学生独立思考(由于AutoCAD三维模型中不可见轮廓线也显示为实线，因此要注意查看图线的可见性)。

3)教学总结：

要向学生讲解这个形体的三视图画法，传统的教学方法一般是用理论讲授配合ppt展示，但理论讲授不够立体形象，学生比较难以想象该形体的空间构造，如果要制作ppt动画，过程又比较繁琐，而且ppt动画展示动作较快，学生往往还没有消化理解就进入了下一步，不利于学生深入思考。现在我们用三维建模软件来对该形体进行实时建模，将抽象的识图思维过程形象化，便于学生准确接收老师要传达的信息，同时提高了学生的参与感和学习兴趣。

3.2.2 教学案例二：识读桥台构造图

桥台图见图5。

1)教学目的：

a.使学生掌握桥台结构构造；

b.培养学生识读工程图的能力。

2)教学过程：

a.桥台可以看作是一个叠加体，由基础、台身、台帽和支座垫石组成，阅读桥台图可以用识读叠加体三视图的方法来进行。

b.分别看懂基础、台身、台帽和支座垫石的形状和尺寸，然后看懂各组成部分之间的位置关系，将它们组合起来就能够得到完整的桥台。讲授组合体识图方法的同时，用Revit软件建立桥台模型，并向学生进行360°展示，帮助学生熟练掌握桥台构造(如图6所示)。

c.桥台是桥梁工程的重要组成部分，其构造比较复杂，对于高职学生有一定难度，是学习重点也是学习难点，因此我们将桥台的识图和建模过程录制成微课，上传到线上教学平台，方便学生重点学习。

3)教学总结：

桥梁结构复杂多样，要讲清楚桥梁构造最好的方法就是使用三维模型。在教学中用Revit软件建立桥梁模型，既能够帮助学生掌握桥梁构造，又能引起学生对学习Revit软件的兴趣，同时方便快捷、省钱省力，再配合微课教学，就能达到事半功倍的效果。

4 教学改革成果

经过三年多的教学改革实践，我院路桥专业学生工程制图与识图技能的培养取得了良好效果，学生完成作业和实践项目的情况也有很大改善。我们的学生于2019年和2020年连续两年参加“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛(道桥类)，均获得了团体三等奖及多个单项二等奖、单项三等奖的好成绩，这是对我们教学工作的极大鼓励和肯定。

5 结语

工程制图与识图技能是每位高职道路桥梁工程技术专业学生必须掌握的一项核心技能，在教学过程中，要把它讲透彻讲明白看起来简单实际很有难度。我们采取的教学方法取得了不错的效果，但同时也存在一些问题，比如：某些复杂的工程结构三维建模困难；部分学生学习主动性较差，线上课程学习情况不理想等。我们将继续与兄弟院校和合作企业进行交流，在今后的教学工作中不断学习、改进，力争做到与时俱进，为专业人才培养服务，为企业输送合格人才。