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《工程图学概论》课程思政案例

作者:何大治发布时间:2022-04-16


一、课程教学目标

本课程主要研究解决空间几何问题的理论和方法、绘制和阅读工程图样,培养学生的空间想象能力和制图能力,为后续课程的学习和完成课程设计、毕业设计打下坚实基础,并不断提高和完善。课程目标及能力要求具体如下:

课程目标:掌握图示法、图解法的基本理论,具备运用图纸、图表、文字等准确表达空间几何问题的能力。

二、思政育人目标

课程思政育人的目标如下:

1. 培养学生一丝不苟,精益求精的工匠精神。

2. 引导广大学生坚定不移地走具有中国特色的社会主义路线,激发学生的爱国热情。

3. 感受中国古代文化和技术发展的成就,增强学生的民族自信心和自豪感。

4. 培养学生细致认真的学习态度和作风。

5. 使学生牢记历史,不忘教训,努力学习,树立建设富强中国的决心。

三、课程思政典型教学案例设计

(主要介绍教学内容与思政要素如何结合,实现哪方面的育人目标)

案例一:《新仪象法要》中图样界画,不爽毫发的案例

课程思政教学方法:在《工程图学概论》课程的第一课中,关于课程的学习方法中要求学生培养“一丝不苟,严谨细致”的工作作风。从中引出土木工程图样上每一条线,每一个数字都要细致严格。

宋朝天文学家苏颂为水运仪象台所作的设计说明书《新仪象法要》中就对工程制图的做出了图样界画,不爽毫发”的要求。

育人目标:中国古代文明之所以伟大,就是存在这样“一丝不苟、精益求精”的工匠精神,作为新时代的大学生,应传承这种精神。

案例二:工程图学在近代中国的发展历史,近代工程图学在中国的发展

课程思政教学方法:在《工程图学概论》课程的第一课中,介绍《画法几何》引入中国的历史时,向同学讲述时代背景:1798年出版的《画法几何》一书,奠定了现代工程图学的数学基础。而同时期,在我国明代以后,中国工程图学的发展明显停滞。至清季自强运动,中国人民为强国发展,免于外敌欺辱,翻译介绍了一大批西方科技著作,其中关于工程图学的专著达十余种,使传统的工程图学迅速跟上现代工程图学的发展。

育人目标:使用对比举例,使学生感受新中国的富强,激发广大学生坚定不移走具有中国特色的社会主义路线的信心和爱国热情。

案例三:“兆域图”的视频资料

课程思政教学方法:兆域图是我国古代工程制图发展历史种一个标志性的成果,作为世界上第一个工程图样,在课堂上单纯的讲述,不能使学生感受古代中国人民的智慧,可通过播放视频的方式讲解该部分的内容,视频截图和地址如下:

视频地址:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1616163697381295901


育人目标:通过多媒体手段,让学生感受中国古代文化和技术发展的成就,增强学生的民族自信心和自豪感。

案例四:作图仪器的历史演变,从尺规作图到计算机绘图,从甩图板到BIM技术应用。

课程第三讲介绍作图工具的内容,课本上介绍的是传统绘图工具,而现代化的计算机绘图,以及当下兴起的建筑信息化模型(Building Information Modelling)可作为补充知识介绍给学生。从社会经济发展的背景作为基础,介绍早期的“甩图板”工程,到国产CAD软件的发展,一直到现在BIM技术赶上国际发展速度。借助1999年的上海金茂大厦为解决管线问题的例子,当时绘制了几十张图纸,才将完整的空间管道布置表现出来,2014年8月封顶的上海中心大厦,运用BIM技术,大大缩短了设计周期,提高了现场施工和安装的准确性,也消除了参与各方的理解误差,提升了沟通效率。使学生对制图工具的发展促进生产力和生产效率有更直接的认识。

育人目标:使学生感受国家的发展速度,体会社会主义优越性,增强民族自信心和自豪感。

案例五:加斯帕蒙日关于画法几何发展和应用的历史

课程第三章中关于投影法的应用,作为投影法理论基础的画法几何创立于1799年,创始人加斯帕蒙日是法国数学家、物理学家。投影法最早应用在军事领域的筑城术中,蒙日的理论使设计计算的时间大大缩短,帮助了自己的国家。加斯帕蒙日认为搞好工程技术教育,有助于法国摆脱长期以来对国外工业的依赖,为国民工业进展做贡献。结合当下中美高新技术产业冲突,说明发展自主科技能力的必要性。

育人目标:鼓励学生努力学习,增强爱国意识,学成报效祖国。

案例六:投影法立论九题的讨论

在点、直线、平面的投影章节,将如下图所示投影法立论九题介绍给学生,并介绍其来源为我国1984年翻译的《蒙日画法几何学》。

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2021年11月,上海交通大学教授何援军重提投影法立论九题,并与大连理工大学教育教学调研咨询组组长王子茹教授共同讨论九题现今的解答方法。

以上九题作为投影法之源,投影法的立论基础,是画法几何学的核心思想。在课堂上作为作业练习发放给同学。

参考网址:https://mp.weixin.qq.com/s/ltpTZRDhCuoUUnFcP2pY-A

案例七:中国新建筑的投影法绘图练习

在立体截切与相贯章节中,分章节向学生展示中国当代新建筑的图片,并要求学生通过所学知识,绘制其投影图,部分资料如下。

  

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央视新大楼                                         简化投影图

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上海环球金融中心                                       简化投影图

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河南省艺术中心                                       简化投影图

案例八:中国新建筑与新基建发展

中国新建筑部分图片资料:

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北京中粮置地广场                                             南京高铁大厦

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     深圳南方博时基金大厦                                  恒明珠国际金融中心

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古北SOHO                                                    郑州北龙湖公共艺术中心

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郑州郑东绿地中心                                                河南博物院

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港珠澳大桥                                                               小浪底大坝

育人目标:通过了解中国新建筑和新基建的成就,增强学生的民族自信心和自豪感。

案例九:正五棱柱中正五边形的画法

正等轴测投影图章节中,有关于五棱柱正等轴测图的绘制例题,在使用几何作图的方式绘制正五边形,过程繁琐,且内容不属于课程内容,通过讲授中国古代匠人发明的正五边形画法口诀“一尺头顶六、八五两边分”和“九五顶五九,八零两边分”,可快速绘制正五边形,其成图效果与几何作图效果相当,做法如下图所示。

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育人目标:通过例题讲解,使学生感受中国古代文化和技术发展的成就,增强学生的民族自信心和自豪感。

案例十:《营造法式》中关于轴测图的内容展示

正面斜轴测投影图的章节中,可向学生介绍中国宋代李诫所编著的《营造法式》一书,该书使用大量的正面斜轴测投影图作为工程样图,其工程价值、学术价值都是无法估量的,梁启超曾称赞该书“一千年前有此杰作,可为吾族文化之光宠也已”。书中图例如下。

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育人目标:通过讲解,使学生感受中国古代文化和技术发展的成就,增强学生的民族自信心和自豪感。

案例十一:宋代画家郭熙在《林泉高致》中提出的山面面看;五代时荆浩在《笔法记》中提出的遍而尝之方法。

工程图学课程的学习方法讲究对学生对投影的理解,对形体的空间想象能力锻炼,很多学生在学习过程往往不得其法,对如何联系空间想象能力摸不到窍门。在讲课时可讲解五代时的荆浩在所撰的《笔法记》中,就记述了对于同一对象从各种不同的侧面去观察的方法,即“遍而尝之”的创作方法,即理解对象,掌握规律,然后通过几个侧面,想像出另外几个侧面。宋代画家郭熙在《林泉高致》中提出“山面面看”的创作方法,就是前、后、左、右的周视方法,与宋代苏轼《题西林壁》中“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”一诗思想遥相呼应,给投影法主视与侧视的方法增加了更为形象的注解。

育人目标:使学生感受中国古代文化和技术发展的成就,增强学生文化自信。

案例十二:预制板构件在汶川地震中的损害与教训

在工程图样的简化画法中,有预制空心楼板的简化画法示例,由于在2008年汶川地震中,预制空心板房的抗震性能差,造成了巨大的人员伤亡和财产损失,后来逐渐被淘汰掉。

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 实物                                                                                   简化画法

 

       

预制楼板震害1                                                      预制楼板震害2

育人目标:激励学生牢记历史,不忘教训,努力学习,成为合格的社会主义建设者和接班人。

四、课程思政实施成效及学生反馈

《工程图学概论》课程在历来教学过程中都注重思政元素的教学,课程自2020年立项校级思政示范课后,课程组成员加大了课程思政教学的力度和广度,案例库中12个案例,其中8个是立项后课程组教师在教学过程收集整理的。通过两个学期的教学活动,学生普遍对图学发展史和工程图学应用等方面的思政元素表现出了极大的兴趣,在课堂上听课认真程度和学习的积极性上都较往届学生有较大的提高。

同时,学生在进行中国新建筑简化投影绘制时也表现出了巨大的参与度,使思政元素很好融入了专业课程教学中。


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