現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下《機械制圖》課程教學(xué)方法思考

周躍華

摘 要：《機械制圖》是職業(yè)學(xué)校機械類的學(xué)生進行技術(shù)交流的工具，本文對當(dāng)前教材的研究及教法的實踐進行了反思，對解決學(xué)生普通存在的學(xué)習(xí)難點—由“空間—平面—空間”的關(guān)系轉(zhuǎn)化問題，提出了基于信息技術(shù)條件下利用信息技術(shù)進行輔助教學(xué)的對策和方法，總結(jié)出來為以后的教學(xué)提供一些借鑒和參考經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：《機械制圖》課程 信息技術(shù) “空間—平面—空間”關(guān)系轉(zhuǎn)化 Solid Works軟件

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）04-0024-02

1 前言

在長期從事中等職業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)課講授及指導(dǎo)實踐類教學(xué)工作中，深有感觸的一點是：學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)情況，直接影響著他們對于專業(yè)課的接受和理解。其中作為機械類專業(yè)學(xué)生進行技術(shù)交流的語言工具——《機械制圖》課程的學(xué)習(xí)及掌握狀況，讓學(xué)生基本能夠識讀機械圖紙，對于學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課及將來所從事的機械加工制造等工作，都有著巨大的影響。因此對當(dāng)前信息技術(shù)的大環(huán)境下如何講授這門課，如何利用信息技術(shù)輔助教學(xué)進行了一些反思，感到有許多值得研究的課題和今后借鑒的經(jīng)驗需要總結(jié)。

2 是否有必要講授基礎(chǔ)投影理論

基礎(chǔ)投影理論是《機械制圖》課程的基礎(chǔ)理論部分，是研究把空間形體（點、線、面、體）表現(xiàn)在平面上而建立的一套系統(tǒng)的理論，即投影原理、基本幾何元素（如點、線、面、體）的圖示法則、元素間幾何關(guān)系圖示法的基本定理（如平行、相交、交叉、垂直等）。其基本的作圖方法，包括點、線、面從屬關(guān)系的作圖，如直線上的點、平面上的點與線、線與面交點、面與面交線的求法等，它們組成了課程所特有的理論系統(tǒng)。由于課時原因，關(guān)于基礎(chǔ)投影理論部分是否有必要講授的問題，有相當(dāng)一部分教師認(rèn)為在學(xué)時少時（總課時少于60學(xué)時），就沒有必要講授基礎(chǔ)投影理論。經(jīng)過幾輪嘗試，筆者認(rèn)為：基礎(chǔ)投影理論需要講授，而且需要精講細(xì)講。

基礎(chǔ)理論部分是學(xué)習(xí)畫圖、看圖、培養(yǎng)空間想象力的基礎(chǔ)，是課程的中心，即使在講課時數(shù)較少的情況下，也不應(yīng)該過分壓縮或分割這一部分，以免破壞課程的輪廓和體系。事實證明，教材中各個部分的內(nèi)容前后連貫，聯(lián)系緊密，并相互影響，前面所學(xué)習(xí)的內(nèi)容都是學(xué)習(xí)后一部分內(nèi)容的基礎(chǔ)，每一部分的學(xué)習(xí)效果都影響著后一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。只有從投影法的基本概念開始，按照點、線、面、基本幾何體、組合體的順序，根據(jù)循序漸進的教學(xué)原則進行講授，才能使學(xué)生逐步具備物體的“從空間到平面，再從平面到空間”的關(guān)系轉(zhuǎn)換，即讀圖和識圖的能力形成。在講授方法上，除了傳統(tǒng)的課堂講述外，還應(yīng)借助信息技術(shù)不受時間、空間限制的優(yōu)勢，用多媒體技術(shù)把投影理論中的相關(guān)概念和知識點客觀、形象地展現(xiàn)出來，方便學(xué)生理解、掌握。

3 如何解決學(xué)生由“空間—平面—空間”關(guān)系轉(zhuǎn)化的難點

《機械制圖》主要是通過對空間幾何形體投影過程的分析而歸納它們的投影規(guī)律，并運用于讀圖和畫圖上，讀圖和畫圖都需要有豐富的空間想象力。多年專業(yè)課的講授告訴我：許多學(xué)生比較欠缺空間想象力和空間分析能力，沒有透徹掌握平面圖形與空間物體間的轉(zhuǎn)化規(guī)律。如何培養(yǎng)學(xué)生具備空間想象力和空間分析能力，解決學(xué)生“從空間—平面—空間”關(guān)系轉(zhuǎn)換的難點，既是本課程的重要任務(wù)，又是學(xué)好本課程及后續(xù)專業(yè)課的重要手段，筆者認(rèn)為應(yīng)采取相應(yīng)措施和辦法來解決這一難點。

3.1 結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源，合理組織教材，課程內(nèi)容精講多練

本課程雖然以識（讀）圖為主，由圖思物，但是識（讀）圖源于畫圖，只有多畫圖，才能以畫促讀。由于課時少而內(nèi)容又不能過分壓縮或刪減，所以本課程講授時，內(nèi)容必須要精講，盡量多地擠出時間給學(xué)生練習(xí)畫圖。精講的前提是認(rèn)真?zhèn)湔n，即鉆研吃透教材，充分利用網(wǎng)絡(luò)上有效的、合適的資源，結(jié)合學(xué)生思維情況和接受能力，進行資源整合，合理組織教學(xué)內(nèi)容進行科學(xué)地教學(xué)設(shè)計，做到重點突出，中心明確，言簡意賅。

3.2 教學(xué)設(shè)計新穎，利用信息技術(shù)，課堂練習(xí)有樂趣

3.2.1 教學(xué)設(shè)計方法一：游戲、競賽教學(xué)法

游戲教學(xué)法是針對青少年的特點，改變教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生在輕松、愉快的氣氛中，自覺主動獲取知識；競賽教學(xué)法，讓學(xué)生進行分組對抗，在博弈中獲取和鞏固所學(xué)知識，既增強了學(xué)生的組織觀念，集體意識，又可收到相互學(xué)習(xí)，取長補短，加深印象等極好的效果，還可以檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。下面以“截切體畫法”為例。

游戲教學(xué)法：可以將學(xué)生分組坐好，每組每人分配一定大小的橡皮泥（或蘿卜），每組發(fā)給幾張不同形狀簡單幾何體的三視圖，各組學(xué)生分工合作，討論、研究、看懂三視圖后，制作相應(yīng)的基本幾何體若干（為了讓所有學(xué)生都動手參與，而不是幾個學(xué)生包辦制作，游戲規(guī)則中要加上相關(guān)約束條件和評分標(biāo)準(zhǔn)）。第二步是要求學(xué)生將基本幾何體進行不同方位的切割，畫出切割體的三視圖，而且至少三種不同放置方式（主視圖不同）的三視圖都要畫出，最后同多媒體展示出所有的組合方式，并采用合理的考核方法對每個學(xué)生進行評判。

競賽教學(xué)法：每次有兩到三個小組同場比拼，小組成員每人都必須參與，每人輪流到黑板上畫“切割體”三視圖中的一筆或一個視圖，以共同完成三視圖最快、最多、最正確的小組為勝，教師給予一定的精神和物質(zhì)獎勵；對于落后的小組，要在全班幫助其分析落后的原因，及時總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，并給予適當(dāng)?shù)墓膭睢?/p>

3.2.2 教學(xué)設(shè)計方法二：多媒體直觀教學(xué)法

講授《機械制圖》時經(jīng)常采用而且比較傳統(tǒng)的方法就是直觀教學(xué)法。直觀教學(xué)法包括語言直觀和教具直觀。語言直觀要求教師用生動、形象的口頭語言和體態(tài)語言（手勢、姿態(tài)、表情等）進行傳授，以喚起學(xué)生豐富的聯(lián)想。教具直觀則采用：實物、模型、掛圖、電視、電影、幻燈等演示教具，為學(xué)生建立感性認(rèn)識，如通過展示各種截交和相貫?zāi)Ｐ鸵约傲慵嵨?，讓學(xué)生對表面交線的物性有所感悟和理解；通過學(xué)生進行組合體和零件的對比觀察，使學(xué)生建立疊加體和切割體兩種形體的區(qū)別和聯(lián)系等。隨著科技的發(fā)展，教學(xué)改革的深入，多媒體教室的建立，多媒體課件以其信息量大、畫圖速度快、動理形象逼真、利于復(fù)習(xí)等諸多優(yōu)越性，而被各學(xué)科的教師采用，也成為《機械制圖》教師直觀教學(xué)法的主要手段。例如，講解“三視圖的形成”內(nèi)容時，我制做的多媒體動畫課件演示過程如下：將一立體實物放置在三投影面體系中，互相平行的投射線，模仿光線照射，分別將實物向三個投影面進行正投影，動畫顯示，在三個投影面上分別得到三個視圖，然后再利用動畫的演示，將三個相交的投影面分別繞三根投影軸展開，原本在相互垂直的三個投影面上的三個視圖，展開在同一個平面內(nèi)，三視圖形成了……多媒體動畫課件用很短的時間，就完成了用語言很難表達完整的內(nèi)容，既生動形象又鮮活逼真。在學(xué)生感性認(rèn)知初步形成的基礎(chǔ)上，教師及時加以循循善誘，引導(dǎo)學(xué)生把觀察到的進行分析，結(jié)合想象與思考，分析出展示對象的特點和各種現(xiàn)象的聯(lián)系，使學(xué)生建立或鞏固思維中的抽象觀點，并使之具體化，誘導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納，抽象概括出準(zhǔn)確的概念，完成從具體到抽象再到具體這樣一個完整的認(rèn)識過程。endprint

3.2.3 教學(xué)設(shè)計方法三：軟件輔助教學(xué)法

隨著制造業(yè)信息化進程的深化發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)特別是計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)（簡稱CAD/CAM）在機械行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。為了讓學(xué)生能適應(yīng)機械專業(yè)的現(xiàn)代信息化的發(fā)展，信息技術(shù)在機械類專業(yè)信息化教學(xué)中顯得相關(guān)重要，除了每門課程制作了相關(guān)的多媒體課件進行優(yōu)化教學(xué)外，相關(guān)軟件技術(shù)也應(yīng)該逐漸運用到機械專業(yè)的教學(xué)中，例如Solid Works 軟件輔助《機械制圖》課程教學(xué)法。

SolidWorks軟件是一款專業(yè)的三維機械設(shè)計軟件，它功能強大、組件繁多，具有操作簡單、繪制規(guī)范、裝配設(shè)計、檢測全面的特點。在投影理論教學(xué)中，SolidWorks軟件可以打破傳統(tǒng)的二維掛圖、有限模型的局限性，利用其三維視圖的功能，借助三維平臺提供的拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣的操作方法來創(chuàng)建三維實體模型，不僅可以使教學(xué)過程更具互動性，而且能讓學(xué)生通過直接的感知形成正確的思維和逐步提高的識圖繪圖能力；在剖視圖教學(xué)中，剖視圖往往由相對復(fù)雜的線、面構(gòu)成，SolidWorks軟件中的“剖切視圖”功能調(diào)整視圖角度進行各個角度的成像和觀察；在裝配圖教學(xué)過程中，Solid Works軟件中有一個專門的“裝配”命令，通過這個命令，設(shè)計者可以對已有的機械遠近進行位置、角度、關(guān)系等參數(shù)的定位，然后自動將機械元件裝配起來，形成相應(yīng)的裝配圖，而且Solid Works軟件還能模擬出實際的裝配過程，從而及時地發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題。

3.3 作業(yè)適量，輔導(dǎo)跟緊，批改反回及時

課后要布置學(xué)生完成一定數(shù)量的作業(yè)習(xí)題，以加深和鞏固課堂所學(xué)知識，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，布置作業(yè)要注意分量適當(dāng)、難易適度，保證大部分學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)能獨立完成；完成作業(yè)的有力保障，是課后的輔導(dǎo)、答疑要跟緊；檢查和批改作業(yè)，可以及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)上存在的問題，并想辦法加以解決，習(xí)題集要勤收、快批、即返，以便因勢利導(dǎo)，將問題解決在萌芽狀態(tài)之中。批改學(xué)生的作業(yè)，應(yīng)從作業(yè)的數(shù)量和質(zhì)量兩個方面來進行，既看所布置的作業(yè)題是否全做完了，也看學(xué)生在解答這些題目時出現(xiàn)了一些什么錯誤或問題，將作業(yè)中所出現(xiàn)的共性問題，及時組織講評、分析原因、總結(jié)規(guī)律，并要求學(xué)生重新改正后，再進行批改。

3.4 總結(jié)、歸納作圖技巧，提練、運用識圖口訣

為了解決學(xué)生由“空間—平面—空間”關(guān)系轉(zhuǎn)化的難點，每個單元結(jié)束時，教師要及時進行全面、系統(tǒng)地總結(jié)和歸納，提煉一些對作（識）圖很有幫助的方法、口訣等。例如，“三視圖的畫法——放、畫、展”、 “三視圖的投影關(guān)系——長對正、高平齊、寬相等”、“一般位置平面的投影是三個線框；平行面的投影是一線兩框；垂直面的投影是兩線一框”；識讀組合體的兩個基本方法是形體分析法和線面分析法，還有八條經(jīng)驗等等。這對于學(xué)生快速掌握課程的基本理論、投影原理、制（識）圖技巧，建立空間立體感，最終實現(xiàn)“由圖想到物”的轉(zhuǎn)化都非常有效。

4 結(jié)語

作為一名教師，給學(xué)生授課是天經(jīng)地義的職責(zé)，可如何根據(jù)學(xué)生的層次不同、專業(yè)不同、性格不同等，采取不同的方式、方法授課，解決學(xué)生的難題、難點，是需要我們及時進行總結(jié)與反思的問題；同時，隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，教育信息化和制造業(yè)信息化是時代的需求，將現(xiàn)代信息技術(shù)與機械類專業(yè)教學(xué)有機地整合在一起，是機械專業(yè)教學(xué)的必然發(fā)展趨勢，因此，如何利用信息技術(shù)優(yōu)化《機械制圖》課程的教學(xué)也是機械專業(yè)教師需要思考的問題。

（大連市輕工業(yè)學(xué)校，遼寧 大連 116023）

參考文獻：

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[2]李明新.信息技術(shù)下應(yīng)用SolidWorks軟件輔助《機械制圖》課程教學(xué)[J].煤炭技術(shù)，2013，（03）. [3]周怡.《機械制圖》課程與信息技術(shù)融合的思考與實踐[J].現(xiàn)代教育，2012，（09）.endprint