工程制圖課程教學(xué)思考與改革

王正國(guó)， 李 輝

（四川理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，四川 自貢 643000）

引言

工程制圖課程在機(jī)械、建筑、材料、制藥、化工等很多重要領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，被稱為“工程技術(shù)語(yǔ)言”［1］。作為理工院校的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生既要理解工程圖樣的形成規(guī)律，又要掌握工程圖樣的繪圖技能。學(xué)好這門課程，不僅能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)興趣，還能為學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)方面的工作奠定基礎(chǔ)。近年來(lái)，教學(xué)培養(yǎng)要求調(diào)整持續(xù)不斷，相應(yīng)的教學(xué)學(xué)時(shí)壓縮幅度大、技術(shù)規(guī)范更新引發(fā)的教學(xué)內(nèi)容變化也多，傳統(tǒng)的教學(xué)方法與手段已經(jīng)不能滿足教學(xué)需求。此外，課程多數(shù)是安排在大一大二階段，學(xué)生沒有經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，也缺乏系統(tǒng)的生活觀察與積累，空間想象能力薄弱，對(duì)于工程上常見的一些機(jī)械零件沒有感性認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法手段單一、課堂教學(xué)模式固定，理論與實(shí)踐不能較好地銜接，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，課堂教學(xué)效率低下。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新的教學(xué)方法和手段也不斷涌現(xiàn)，如：多媒體技術(shù)、三維實(shí)體造型技術(shù)、項(xiàng)目教學(xué)法等，如果與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合，可收獲不錯(cuò)的課堂教學(xué)效果［2－5］。本文結(jié)合多年的工程制圖教學(xué)實(shí)踐，就工程制圖課程教學(xué)的一些思考與改革做總結(jié)，與同行共同探討提升教學(xué)質(zhì)量的方法。

1 注重多媒體課件的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備的普及，多媒體技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程制圖的課堂教學(xué)中，突破了傳統(tǒng)教學(xué)中教材、黑板、粉筆、掛圖、尺規(guī)教具的限制，將整個(gè)課堂圖文并茂地呈現(xiàn)在多媒體課件中。和傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，多媒體教學(xué)具有明顯的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，合理使用多媒體教學(xué)，能取得事半功倍的效果。

工程制圖課程主要是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，掌握基本立體、立體相交線、組合體、零件以及裝配體的工程圖樣畫法，畫圖的過(guò)程中要求學(xué)生根據(jù)投影視圖想象出立體的空間形狀，即讀圖的過(guò)程。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，教師往往使用木質(zhì)或者塑料實(shí)物模型作演示，但受到模型數(shù)量、課堂距離的限制，學(xué)生無(wú)法近距離觀察，教師和學(xué)生之間難以產(chǎn)生互動(dòng)，教學(xué)效果并不理想。而采用多媒體技術(shù)可以將三維立體生動(dòng)、形象地展示在學(xué)生面前，使得抽象的投影規(guī)律變得直觀、逼真、容易理解，也有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程制圖課程的興趣。另外在傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)中，教師往往大量使用木制尺規(guī)工具在黑板上演示作圖的全過(guò)程，為了保證作圖質(zhì)量，耗費(fèi)了大量的課堂教學(xué)時(shí)間，使得講授時(shí)間變得緊張，有時(shí)甚至難以完成教學(xué)任務(wù)。而通過(guò)多媒體課件可很好地解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)插入動(dòng)畫的方式，可將長(zhǎng)時(shí)間的作圖過(guò)程濃縮在短短的幾分鐘之內(nèi)，教師可利用更充足的時(shí)間講解重點(diǎn)、難點(diǎn)。當(dāng)然利用多媒體教學(xué)也有利有弊，過(guò)度依賴于多媒體教學(xué)將使教師變成計(jì)算機(jī)操作員，長(zhǎng)時(shí)間播放多媒體課件也會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生視覺疲勞，因此傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中的講解、演示、板書、提問(wèn)互動(dòng)等環(huán)節(jié)還應(yīng)保留，多媒體課件始終只是教學(xué)的輔助工具，只有將其與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合，才能取得更好的教學(xué)效果［2，3］。

2 實(shí)體造型軟件與工程制圖教學(xué)結(jié)合

實(shí)體造型軟件（CAD）現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)及分析中，滲透到工程的各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)體造型軟件有很多種，但造型的基本思想是類似的，簡(jiǎn)單的立體可通過(guò)對(duì)草圖曲線進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、放樣等操作完成造型，對(duì)于復(fù)雜的立體（如截切、相貫、組合體等）可通過(guò)布爾操作完成建模。實(shí)體造型過(guò)程和工程制圖課程是密切相關(guān)的［4］，工程制圖中作圖的過(guò)程實(shí)際上是“由圖想物，由物作圖”的過(guò)程，通?！跋胛铩钡倪^(guò)程僅僅存在于我們的大腦中，而實(shí)體造型正好可以將所想象的三維空間立體具體展現(xiàn)出來(lái)，還能將三維立體進(jìn)行投影生成三視圖。

課程中截交線、組合體、剖視圖部分通常是學(xué)生學(xué)習(xí)最吃力的章節(jié)，需要學(xué)生具有豐富的空間想象力，想象力較差的學(xué)生，對(duì)于講解的內(nèi)容有時(shí)難以理解，作業(yè)也難以完成。對(duì)于這些章節(jié)教師可以利用三維造型軟件將教材和練習(xí)冊(cè)中較難想象的立體進(jìn)行造型，在講授過(guò)程中可利用實(shí)體造型軟件旋轉(zhuǎn)模型，讓學(xué)生多角度觀察，留下清晰的印象［5］。另外，還可以借助實(shí)體造型中常用的一些建模術(shù)語(yǔ)幫助學(xué)生想象三維立體，如拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠等，從建模的角度去理解視圖，也能為有實(shí)體造型后續(xù)課程的學(xué)生養(yǎng)成一定的造型素養(yǎng)。當(dāng)然在教學(xué)過(guò)程中，不應(yīng)過(guò)度依賴于物體的三維實(shí)體模型，否則容易導(dǎo)致學(xué)生能看懂三維實(shí)體模型而看不懂三視圖。

3 教學(xué)過(guò)程中多聯(lián)系工程實(shí)際

工程制圖課程是培養(yǎng)學(xué)生繪制工程圖樣的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，面對(duì)的對(duì)象為工程上一些常用的零件和裝配體，因此學(xué)習(xí)過(guò)程中難免會(huì)涉及到一些機(jī)械零件設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)、裝配等過(guò)程以及工程上常用的術(shù)語(yǔ)。對(duì)于非機(jī)械類的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)時(shí)安排較少，沒有測(cè)繪實(shí)踐課，很難接觸到真實(shí)的零件和裝配體。因此教師在教學(xué)過(guò)程中，可適當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際以及自己的科研方向來(lái)講解，豐富教材中的知識(shí)點(diǎn)［6］。這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、擴(kuò)展學(xué)生的視野，又能培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。

比如在講解零件上經(jīng)常出現(xiàn)的階梯孔結(jié)構(gòu)時(shí)，教師可以結(jié)合階梯孔的配合作用來(lái)解釋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的原因。在講解過(guò)渡圓角和拔模斜度等概念的時(shí)候，可結(jié)合零件的鑄造過(guò)程來(lái)解釋結(jié)構(gòu)形成的原因。又比如講解零件上的肋板結(jié)構(gòu)時(shí)，一方面可結(jié)合人體的肋骨結(jié)構(gòu)解釋肋板名詞的由來(lái)和其類似的支撐作用，另一方面可從力學(xué)上解釋肋板的支撐作用，增加肋板之后，零件在受到外力作用的時(shí)候，結(jié)構(gòu)不容易被破壞。再比如講解零件表面的粗糙度概念時(shí)，可結(jié)合表面工程和摩擦學(xué)學(xué)科來(lái)進(jìn)行拓展，宏觀上光滑的表面微觀上都存在若干的凹坑和凸起，工程上可通過(guò)三維輪廓儀上的金剛石探針來(lái)測(cè)量零件的表面粗糙度。另外對(duì)于非機(jī)械類不同專業(yè)的學(xué)生，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合其專業(yè)特點(diǎn)，多聯(lián)系該專業(yè)的工程案例組織教學(xué)。因此在教學(xué)過(guò)程中，教師多聯(lián)系工程實(shí)際可以激發(fā)學(xué)生的興趣，抓住學(xué)生的好奇心，取得好的教學(xué)效果。

4 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

現(xiàn)代大學(xué)教育要求培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、獨(dú)立思考能力、實(shí)際動(dòng)手能力的復(fù)合型人才，因此傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足社會(huì)的需求。在新課堂中，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、參與者，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的中心。“教師之為教，不在全盤授予，而在相機(jī)誘導(dǎo)”，即“自主學(xué)習(xí)”。

學(xué)生在學(xué)習(xí)工程制圖課程時(shí)，需要通過(guò)大量的作圖練習(xí)才能掌握繪圖的基本技能，因此更應(yīng)該發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在工程制圖教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)寬松自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，建立平等互動(dòng)的師生關(guān)系。在講解重點(diǎn)、難點(diǎn)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)給學(xué)生充分的思考和討論時(shí)間，課堂末尾應(yīng)當(dāng)留有一定的提問(wèn)時(shí)間。課后教師可通過(guò)郵箱、網(wǎng)盤等工具進(jìn)行課件共享，為學(xué)生提供豐富學(xué)習(xí)資料。對(duì)于空間想象力較差的學(xué)生，教師應(yīng)當(dāng)多鼓勵(lì)、多交流，及時(shí)了解其學(xué)習(xí)情況，樹立起對(duì)本課程的信心。

5 結(jié)語(yǔ)

工程制圖是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，在學(xué)習(xí)過(guò)程中既需要豐富的空間想象能力，又要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)作圖。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)合理使用多媒體技術(shù)、實(shí)體造型軟件等現(xiàn)代化教學(xué)工具引導(dǎo)學(xué)生思考想象，化難為易，自主學(xué)習(xí)。此外還應(yīng)該多聯(lián)系工程實(shí)際，擴(kuò)展學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)，同時(shí)還應(yīng)建立相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)落到實(shí)處。

［1］ 丁一，陳家能.機(jī)械制圖［M］.重慶：重慶大學(xué)出版社，2012.

［2］ 張健.在機(jī)械制圖課程中注重傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合［J］.中國(guó)輕工教育，2007（3）：61-62.

［3］ 林文，王志祥，于穎.工程制圖多媒體課件制作中若干細(xì)節(jié)的探討［J］.中國(guó)教育技術(shù)裝備，2012（6）：139-141.

［4］ 童秉樞，易素君，徐曉慧.將三維幾何建模引入工程圖學(xué)課程的情況綜述與思考［J］.工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2005（4）：130-135.

［5］ 陳麗軍.三維CAD軟件在《機(jī)械制圖》教學(xué)中的應(yīng)用［J］.洛陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，30（2）：120-122.

［6］ 楊諄，張士杰.工程制圖實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)的研究與實(shí)施［J］.中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012（4）：87-88.