周艷華+史佩+高華軍

[摘 要] 工程制圖教學中，根據(jù)不同的內容采用不同的授課方式方法，能夠更好地激發(fā)學員學習的主動性和創(chuàng)新思維，提高空間想象和形象思維能力，提高教學質量。結合十幾年的教學經(jīng)驗，總結探討了工程制圖課程教學的方式和方法，并在實踐教學中取得了較好的教學效果。

[關鍵詞] 工程制圖；教學方式方法；空間想象；形象思維

[中圖分類號] G642.41[文獻標識碼] A[文章編號] 1005-4634（2015）04-0083-04

工程制圖是一門技術基礎課，被譽為“工程語言”。如何講好機械制圖這門課程，調動學員的自主學習和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)較好的空間想象和形象思維能力，取得較好的教學效果，對教員而言是個不小的挑戰(zhàn)。很多高校的制圖教育工作者對此進行了諸多探討[1-3]。筆者作為執(zhí)教十幾年的老教員，主講的機械制圖課程于2006年獲國家精品課程，教學團隊被評為“山東省優(yōu)秀教學團隊”，現(xiàn)以執(zhí)教以來的經(jīng)驗談談對于工程制圖教學的體會。

1 多媒體與傳統(tǒng)授課方式相結合，提高學員形象思維能力

目前我國很多高校工程制圖課程都在采用多媒體授課[4-6]。海軍航空工程學院的工程制圖多媒體課件建設始于1999年，制作的機械制圖電子教案、電子教材、模型庫、習題解答曾多次在全國和學院獲獎，網(wǎng)絡課程曾獲全國特等獎，網(wǎng)絡學習平臺曾獲全國一等獎。豐富的多媒體資源為課堂教學提供了豐富的三維模型、動畫素材，學習不再是單調的板書、ppt，生動形象的素材對激發(fā)學員學習熱情，快速建立空間概念起到了非常重要的作用。例如圖1組合體中的形體分析法，采用動畫的方式展現(xiàn)了組合體的形成過程，直觀地詮釋了形體分析法的概念，非常易于理解。再比如裝配圖的裝配關系和工作原理，以動畫的方式展現(xiàn)，形象生動直觀，教學效果非常好。對于涉及加工工藝的內容，通過動畫展現(xiàn)加工過程，讓學員對工藝有直觀的了解和認識（圖2為鑄造工藝過程）。所有這些激發(fā)了學員的興趣，拓展了學員的知識面，取得了非常好的課堂教學效果。

多媒體課件雖好，但并非所有的內容都適用多媒體授課。應當視內容將多媒體與傳統(tǒng)授課方式靈活有機地結合。另外，多媒體當中很多內容是圖片，平面的東西展示久了，學員也會產生視覺疲勞。尤其在課程后半部分，學員對模型、動畫的新鮮感已過，更容易產生疲勞。比如在零件圖一章的學習中，公差與配合是比較重要、也稍有點凌亂的內容，采用多媒體課件講解很多概念容易混淆，學生不易理解，筆者在該內容教學時完全拋開課件，采用純板書授課，取得了較好的效果。從互換性的概念講起，到畫零線、基本尺寸、上下偏差、極限尺寸、公差帶、極限偏差、標準公差、軸與孔的公差帶、三種配合方式、兩種配合制度。通過繪制、講解、查表、標注，學員理解、掌握非常迅速，教學效果良好。

網(wǎng)絡課程/平臺作為延伸的課堂，為學員自主學習提供，工程制圖網(wǎng)絡課程/學習平臺包括：各個章節(jié)的學習目標、知識點、重點和難點、模型立體圖、動畫演示、電子教案、電子教材、步驟詳細的習題解答、虛擬教室、虛擬實驗室、互動交流版塊等，還可為不同層次的學生制定不同的學習計劃，提供不同的學習內容。豐富的圖片、動畫、視頻資源能夠幫助學生有效地建立空間概念，激發(fā)空間想象，提高形象思維能力。網(wǎng)絡課程是課堂教學的有效輔助和補充，是素質教育不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

2 采用多種教學方法，提高教學效果

多媒體課件雖然豐富多彩，但畢竟是輔助手段。課堂上“教為主導、學為主體”，教員的主導作用不可小覷，如何畫圖、讀圖、掌握規(guī)則和技巧不是僅憑圖片和動畫就能掌握的，需要教員諸多的教學方法貫穿其中，才能收到事半功倍的效果。

2.1 設問式教學法

對于每一個章節(jié)和知識點，都請學員思考兩個問題：（1）為什么學？（2）學什么？有的同學內容講過了，課堂也暫時學會了，但過幾天就忘了，這就是沒吃透問題的根本，盲目學習的結果。學知識，不但要知其然，而且要知其所以然。吃透這兩個問題，學習就不會盲目，知識就會不斷地積累、貫穿起來，且不容易忘記。比如在“表達方法”一章當中，圍繞這兩個問題，很輕松地把基本視圖、輔助視圖、幾種剖視圖、斷面圖的作用、畫法、應用場合講解清楚，學員能夠較快較好地理解掌握，并能夠根據(jù)不同的零件靈活選用合適的表達方法。

2.2 擴展式方法講緒論

第一堂課是師生間的第一印象，在一定程度上能決定學生是否喜歡教員的講課風格，是否喜歡上該門課，是否能激發(fā)學員的學習熱情等，所以講好緒論比較關鍵。工程制圖是一門技術基礎課，內容比較古老，幾十年也沒有太大變化，如何講好緒論呢？筆者從四個問題著手、展開。四個問題是：（1）為什么學制圖？（2）制圖學什么？（3）制圖與其他專業(yè)課程的聯(lián)系如何？（4）發(fā)展趨勢如何？前兩個為什么學和如何學的問題是每個知識點通用的，后兩個是緒論特有的。前兩個問題很好解答，第三個問題開始擴展開，制圖主要是為了設計、制造，這就引出了CAD-CAE-CAM一體化的設計制造過程。講到CAD，就可以補充二維、三維繪圖軟件，如AutoCAD、Inventor、UG、SolidWorks、Pro-E、Catia、CAXA等軟件及其特點、作用。講到三維參數(shù)化建模的優(yōu)點和必要性，由此引出第四個問題，目前已經(jīng)有很多國家及三維軟件公司在研究三維標注技術并出臺其標準，未來制圖的發(fā)展有可能三維圖形代替二維工程圖。四個問題環(huán)環(huán)相扣，學員聽得認真，同時也會引起他們的思考。曾經(jīng)在講到CAD-CAE-CAM一體化的時候，學員就想到了3D打印，這說明他們感興趣，也動腦進行思考，可以把自己聽說的和要學的知識聯(lián)系起來，這就達到了緒論的目的和效果。

2.3 金字塔式教學法

把整門課程體系結構看做一座金字塔（見圖3），三視圖的形成和投影規(guī)律在最底層，其重要性如同金字塔的地基。最頂端是零件圖和裝配圖。其他的內容都是基于投影規(guī)律并為頂層的零件圖和裝配圖服務的。扎實理解并掌握三視圖的投影規(guī)律，才能牢牢打好地基，建好上面的每一層。同時，三視圖的投影規(guī)律“長對正、高平齊、寬相等”還如同金字塔的柱子，連接上下，貫穿始終，每一個內容都離不開三等規(guī)律。借用金字塔，一方面說明課程的結構體系，另外一方面強調三等規(guī)律的重要性?？此坪唵蔚木艂€字，學員開始覺得很簡單，但往往到最后才明白真正完全做到這三句話九個字并非易事。需要培養(yǎng)嚴謹、細致的學風。

2.4 歸納式教學法

工程制圖課程中有很多是需要理解記憶的內容，這時候采用歸納式教學法教學效果顯著。比如，在曲面立體截交線中，可以將平面截圓柱歸納為三種形式：（1）垂直于軸線切——圓；（2）平行于軸線切——矩形；（3）傾斜于軸線切——橢圓。將平面截圓錐也簡單歸納為三種形式：（1）過錐頂切——三角形；（2）垂直于軸線切——緯圓；（3）其他——曲線。第三點實際包括了三種情況，截交線分別為橢圓、拋物線和雙曲線。為了便于記憶，統(tǒng)一歸納為一種情況——曲線。歸納的三種形式便于理解記憶，做題時不易出錯。

再比如“標準件和常用件”的學習，這部分內容雜而亂，學生不易掌握。對于螺紋的畫法，歸納為“兩個圓、兩條線”——牙頂：粗實線，牙底：細實線。對于齒輪的畫法，則歸納為“三個圓，三條線”——齒頂圓/線、分度圓/線、齒根圓/線。歸納清楚，學生就容易理解記憶，也不會覺得內容雜亂。

2.5 啟發(fā)式教學法

啟發(fā)式教學是指在教學過程中根據(jù)教學任務和學習的客觀規(guī)律，從學員的實際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學生的思維為核心，調動學員學習的主動性和積極性，促使他們生動活潑地學習的一種教學指導思想。課堂教學在啟發(fā)式思想的指導下，能夠成為提高學生自主學習、自主創(chuàng)新能力的有效手段。例如在學習“組合體的構型設計”時，采用啟發(fā)式教學方法，激發(fā)學生思維靈感，增強其發(fā)散思維能力，提高空間想象力。如圖4所示的主視圖，要求構思出不同形狀的組合體。首先對視圖進行分析：主視圖為一矩形，中間有兩條線，投影為矩形的結構有很多，關鍵如何產生中間的兩條交線呢？什么樣的結構能產生這樣兩條交線呢？以設問啟發(fā)學員的獨立思考，然后請學員在紙上畫出構思出的俯視圖，看誰的發(fā)散思維比較好，想到的構型比較多，激發(fā)學員的創(chuàng)新意識，然后請多名學員把想到的結果畫在黑板上進行交流，很多學員只想到最簡單的平面與平面的交線，點評時可點出交線可以是平面和曲面的任意組合，最后展示課件當中給出的部分構型，當然構型還遠遠不止這些。通過啟發(fā)式教學，學員的獨立思考、創(chuàng)新意識得以激發(fā)。

2.6 分組討論式教學法

表達方法的綜合應用一節(jié)，考察學員系統(tǒng)掌握和靈活運用各種表達方法的能力。在這部分的教學中，采用分組討論式教學法。先跟學員一起回顧一下所學的表達方法，然后給出題目，將學員5～6人分成一組，以小組為單位分組展開討論，每組形成一個最終表達方案，討論結束時，每組派一名學員陳述表達方案，分析優(yōu)缺點，請全體學員評判表達方案是否可行，最后教員進行總結。實踐證明：分組討論式教學法一方面鞏固了學員對不同表達方案及應用場合的理解和掌握，鍛煉了學員的方案綜合應用能力，另一方面鍛煉了小組協(xié)作能力與口頭表達能力，并且學員在討論過程和最后的陳述、評判過程中探討都比較熱烈，參與度高。

3 理清脈絡體系，串聯(lián)整門課程

工程制圖的每個章節(jié)的內容都是緊密相連的。在課程最后復習中，教員應當和學員一起理清一遍課程脈絡體系，或讓學生畫出思維導圖，使學員更深刻地理解每個章節(jié)的地位和作用，對知識的把握會更系統(tǒng)、更深刻、更全面。比如，三視圖如同金字塔的地基，也如同人體的脊椎，既是基礎又貫穿整個課程。制圖基本知識和基本技能是國家標準規(guī)定，既然作為工程語言，如何畫圖就必須有統(tǒng)一的規(guī)定。點、線、面是構成立體的最基本要素，所以，要學立體的投影就一定要先學點線面的投影，其中比較重要的是面上取點，為后續(xù)的截交線打基礎。產品大多是三維立體，所以要會畫圖必須掌握基本立體的投影及立體間交線（截交線和相貫線）的畫法。組合體是較復雜的立體，主要在立體投影的基礎上提高空間想象能力，這部分內容是培養(yǎng)畫圖、讀圖能力的重要環(huán)節(jié)。那么是不是所有的圖都用三視圖表達呢？當然不是，圖樣的表達首先要讓別人讀圖簡單，其次畫圖要簡單，這是表達方法所要遵循的原則。所以針對不同的情況，國標規(guī)定了不同的表達方法。通過貫穿整門課程的脈絡體系整理，加深對各部分內容的理解及相互間的內在聯(lián)系，形成一個有機的整體，有助于知識的消化、吸收。

4 結語

工程制圖被譽為“工程語言”，在工程中的作用舉足輕重。工程制圖教學應當根據(jù)不同的內容采用不同的授課方式和方法，因材施教，激發(fā)學員的主動性和創(chuàng)新思維，提高空間想象和形象思維能力。筆者結合自己十幾年的教學經(jīng)驗，總結探討了工程制圖課程教學的方式和方法，所用方法在實踐中取得了較好的教學效果。

參考文獻

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