SU在《畫法幾何與陰影透視》課程中的應用研究＊

董 成 劉 禹 孫 剛 王 俠 鄭 爽 沈夢薩

（河北水利電力學院，河北 滄州 061001）

建筑學專業學生要成為一名合格的建筑工程師，首要會看圖紙，而《畫法幾何與陰影透視》課程是學生學會識圖的必備課程，主要包括畫法幾何部分、建筑施工圖部分、陰影部分和透視部分，旨在培養學生空間想象力、繪制建筑工程圖、建筑形體陰影圖和透視圖的能力。

《畫法幾何與陰影透視》課程是圖學課程中較難的部分，學生學起來很困難，根源在于空間想象力不足。為了解決此問題，引入SU建模軟件，將SU軟件與《畫法幾何與陰影透視》課程教學相結合，針對《畫法幾何與陰影透視》課程特點與教學目標要求，項目將對傳統的教學模式進行改進，優化教學設計，制作教學資源并進行教學實踐，反復研究總結，使學生擺脫枯燥的理論學習過程，提高學生學習興趣，提高學習效率與效果，提高教學質量，實現教學目標。

1 課程教學現狀

1.1 教學模式陳舊

傳統的圖學教學模式，教師采用板書、PPT課件、相關圖紙或一些簡單模型把知識灌輸給學生，從實際課堂效果來看，這種傳統教學方法用在難度較大陰影透視部分無法清晰明了地展現出三維形態，學生還是覺得抽象，建立空間立體感較難，課堂效果一般。

1.2 學生“想明白”和“做出來”不同步

在《畫法幾何與陰影透視》這門課程包含的四部分內容中，畫法幾何部分是相對簡單的，學生基本能夠想明白，大多數同學能夠做出來；建筑施工圖部分，大多數同學能夠識讀單獨的平面圖、立面圖和剖面圖，但是諸如已知平面圖、立面圖畫和剖面圖這種深層次理解并繪制的內容，只有少數同學能夠畫出來，尤其是陰影透視部分，單個簡單構件還可以畫出來，但在建筑施工圖上畫陰影，依托建筑施工圖畫透視圖，以及畫透視圖上的陰影，確實是有難度，這三部分內容，有些同學可能想得明白但做不出來，有些同學甚至想不明白也做不出來，呈現出“想明白”和“做出來”不同步的現象。

1.3 教師“供給端”和學生“需求端”不平衡

目前，各大高校的教師都想改變滿堂灌的現象，但是現在《畫法幾何與陰影透視》課程學時少，內容多且難，一般情況下，作為“供給端”的教師，授課供給量是一定的，可是作為“需求端”的學生，每個人的需求是不一樣的，有些學生一次性攝入量過多根本吸收不了，導致授課中有些學生看教師的眼神總是迷茫的，很想聽但聽不懂，呈現教師“供給端”和學生“需求端”不平衡的現象。

1.4 教師的整體數字化水平較低

《畫法幾何與陰影透視》課程上課只講授理論知識和CAD二維知識，并不講解三維軟件的使用，對于大多數教師而言沒有學習三維軟件的動力，大多數教師對CAD三維、BIM三維、3Dmax和SU等三維軟件僅了解或會簡單使用，沒有辦法在課程學時這么少的情況下有效利用這些三維軟件，故無法沖破課本自帶課件中flash動畫的局限性，因此，教師的整體數字化水平急需提升。

2 SU軟件的優勢

SU（Sketch Up）是一款易于使用的3D 建模設計軟件，在建筑設計領域得到廣泛應用，可以建立各種形式的投影圖及三維圖，并可以旋轉剖切真切觀察?？梢岳闷淙S可視化特點，將建立的SU三維模型呈現給學生，幫助學生理解圖形。尤其是陰影透視部分的內容，該軟件可以將建立的三維模型進行渲染，賦予模型材質和光影表現，將大大提升學習效果。

利用SU制作教學資源庫并應用于《畫法幾何與陰影透視》課程中，有助于提高學生的三維想象力，提高教學質量。

3 SU在《畫法幾何與陰影透視》課程中的應用

3.1 改進教學模式

為了提升教學效果，提高教學質量，在教學中注意綜合使用多種教學方法和教學手段。除了傳統教學中使用的多媒體、示范教學之外，還采用了“教、學、做、考、評”一體化教學，課堂內外教學相結合，讓學生課上不僅看到資源庫里的SU三維模型，課下還能用SU做簡單的三維模型，提高構型能力。利用教學模式的改變帶動學生學習模式的創新，以激勵學生的學習積極性，提升教學效果。

3.2 豐富教學內容

《畫法幾何與陰影透視》這門課程包含四個部分的教學內容，每個部分根據難度和側重點的不同，SU融入課程的方式也會有所不同，比如畫法幾何部分更多的是SU 所建立的三維模型資源庫的調用和課上教師SU建立模型的演示，而陰影透視部分更多的是三維模型資源庫的調用和課下學生SU建立模型的鞏固練習。

3.2.1 畫法幾何部分和建筑施工圖部分

在畫法幾何部分，根據重點和難點，教師課上利用SU建立截切、軸測圖和組合體等形體的三維模型，然后用旋轉、剖切、放大、移動功能查看截交線和組合體細節部分的處理，如圖1和圖2所示；在建筑施工圖部分，利用SU創建建筑物模型講解建筑形體的外部造型，課下同學還可以調用SU 所建立的三維模型資源庫進行回顧思考，如圖3所示。

圖1 棱柱被截切

圖2 組合體構型

圖3 建筑物模型

3.2.2 陰影部分

點、線、面、體的陰影，大多數學生是能夠想明白并畫出來的，但將基本體上升為組合體或者建筑局部的陰影時，多數學生想不明白也畫不出來，此時SU 制作的三維模型起到很大作用，在三維模型上能很清楚地看到建筑局部的陰影，再反向思維陰影的形成，有效提升了學生的學習效果，如圖4～圖6所示。

圖4 建筑門洞的陰影

圖5 建筑臺階的陰影

圖6 建筑屋頂的陰影

3.2.3 透視部分

課上可以通過SU現場展示一點透視和兩點透視，并且通過變換視距、視高和站點的位置等要素，感受透視圖的變化，如圖7和圖8所示；另外，建筑透視圖上加陰影更具真實性，但也是本課程中最難的部分，此時也可以用SU 現場設定光線來展示建筑透視圖上陰影的變化，并將其納入三維資源庫供學生課下查看，如圖9所示。

圖7 棱柱的一點透視

圖8 組合棱柱的兩點透視

圖9 建筑透視圖及陰影

3.3 優化考核方式

本課程為考查課，成績采用百分制。采用過程考核與期末考核相結合，理論知識考核、SU實踐技能考核相結合的綜合考核評價體系。過程考核占50%，期末考核占50%，過程考核由平時作業、SU 實踐技能成果、日?？记?、課堂表現等構成，期末考核采用閉卷考試。

4 推進教師數字化技術技能的培養

建立教師數字化技術（CAD+SU+BIM）培訓機制，鼓勵教師暑假和寒假去企業實習，深入了解數字化技術目前在企業的應用情況，并積極學習拓展三維軟件用于《畫法幾何與陰影透視》課程中，從而更加豐富教學內容，更好地指導學生建立三維模型，增強建筑設計水平。

5 結語

數字化技術應用于高校課程教學改革是必然趨勢，SU 軟件應用于《畫法幾何與陰影透視》教學中能夠有效發揮其教學優勢，制作優良的SU三維模型教學資源庫，課上演示及課后回顧能夠有效提升學生學習興趣，增強自主學習的能力，進而提高學生的創新能力。

《畫法幾何與陰影透視》課程融入SU 在改進教學模式、豐富教學內容、優化考核方式的教學改革中，有效提升了課程的教學質量，為提高學生專業綜合能力奠定堅實基礎，為培養未來復合型建筑設計師提供有力保障。