基于軌道交通類專業(yè)的工程制圖教學(xué)探究

付 慧，胡艷凱

（1.西安交通工程學(xué)院電氣工程學(xué)院，陜西 西安 710300；2.陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院，陜西 西安 710300）

1 工程制圖概況及教學(xué)中存在的問題

工程制圖是理工科類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過學(xué)習(xí)制圖課程能夠培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，加強學(xué)生對專業(yè)知識的理解，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的熱愛。制圖課程在軌道交通類專業(yè)中的應(yīng)用極其廣泛，在進行鐵軌、車輛零部件的設(shè)計、安裝及維護時，都會需要工程圖樣的相關(guān)知識作為支撐，因此授課時需要保證內(nèi)容的詳細(xì)、專業(yè)的側(cè)重和方法的有效[1-2]。

工程制圖課程的整體知識體系見圖1，主要包括：基礎(chǔ)知識、點線面、幾何體、零件圖、裝配圖等部分，每一部分教學(xué)的側(cè)重點不同，所采用的授課方法也不同，例如講授基礎(chǔ)知識時，需要學(xué)生對軌道交通專業(yè)的零部件有所了解，還需要了解完整的工程圖樣；點線面及幾何體需要學(xué)生具有較強的空間想象能力；零件圖和裝配圖的完整繪制與專業(yè)、實際加工條件相關(guān)。

圖1 工程制圖知識體系

在工程制圖課程的教學(xué)中存在諸多問題，例如，學(xué)生對專業(yè)不理解，無法將制圖與專業(yè)課相結(jié)合，導(dǎo)致不能理解工程制圖課程在軌道交通專業(yè)中的重要性，形成懈怠、消極的學(xué)習(xí)情緒；無法將教學(xué)模型與專業(yè)的軌道、車輛零部件相結(jié)合，在教學(xué)中找不到三維空間模型與實際機件結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，導(dǎo)致空間想象能力欠缺[3]。

2 軌道交通類專業(yè)的工程制圖課程教學(xué)方法

面對軌道交通類專業(yè)中工程制圖課程存在的問題，本文提出了4種教學(xué)方法，能夠解決教學(xué)中的專業(yè)相關(guān)性問題，學(xué)生空間想象能力欠缺問題、無法理論聯(lián)系實際問題。

2.1 發(fā)散思維訓(xùn)練法

發(fā)散思維是指在思考的過程中不受已經(jīng)確定的規(guī)則、方式和方法的約束，思維呈現(xiàn)一種擴散狀態(tài)的模式。在制圖教學(xué)中，學(xué)生很容易受到授課順序、方法及案例的約束，想象不到案例之外的問題，導(dǎo)致無法突破思維定式，出現(xiàn)空間思維局限的情況，這種情況在教學(xué)中很常見，例如，正六面體的三視圖，學(xué)生只能掌握教師上課所舉案例，卻看不懂正六面體其他空間位置的三視圖，造成學(xué)生的思維定式。

發(fā)散思維訓(xùn)練法適用于點線面的投影及位置關(guān)系、基本幾何體及組合體的教學(xué)中。以問題及答案為線索來訓(xùn)練，例如，畫出正六棱柱的三視圖，這種題目本身屬于發(fā)散性思維題目，可以要求學(xué)生用發(fā)散性、靈活性思維回答，不要求繪圖時的尺寸及質(zhì)量，只要求答案的數(shù)量。以一問多答的方式提高學(xué)生的空間想象能力，同時節(jié)省授課時間；以舉一反三的方式反向擴充知識，最大程度地開發(fā)學(xué)生的空間想象能力。具體訓(xùn)練步驟如下。

1）一問多答。畫出正六棱柱的三視圖，這種問題的答案有多個，并不是考察學(xué)生的繪圖能力，而是激發(fā)學(xué)生無限的空間想象能力。具體答案舉例見圖2。

圖2 六棱柱三視圖

2）舉一反三。從題目正六棱柱的三視圖推到其他幾何體的三視圖，反向擴充知識，訓(xùn)練學(xué)生空間想象能力。

2.2 實驗訓(xùn)練法

由于學(xué)生經(jīng)歷高中向大學(xué)的知識轉(zhuǎn)變，很多時候需要接觸與本專業(yè)相關(guān)的真實事物，再加以解說，才能讓學(xué)生理解工程制圖課程與專業(yè)的相關(guān)性。實驗訓(xùn)練法是一種很好的方法，具體指：通過認(rèn)知實驗帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識軌道、車輛、控制、站場、聯(lián)鎖等與軌道交通相關(guān)的實物，對各種零部件的圖紙、結(jié)構(gòu)、尺寸、加工過程進行概述，加深學(xué)生對繪圖的印象以及專業(yè)的相關(guān)性理解，最后以實際的事故案例為線索，加強學(xué)生的社會責(zé)任感和對工程制圖的認(rèn)真程度。實驗訓(xùn)練法適用于標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、零件圖及裝配圖的識讀與繪制。

2.3 模型講授法

模型講授法是一種能夠帶進課堂，呈現(xiàn)于教室的簡易授課方法，適用于基本體、組合體、相慣體及截交體知識的教學(xué)[4-5]。該方法有兩方面極其重要，一是模型，二是投影體系，制作棱柱、棱錐、圓柱、圓錐及球體應(yīng)用于課堂教學(xué)，這些模型能夠承載學(xué)生的空間想象過程，將學(xué)生的思維具體化、真實化，拉近了學(xué)生與空間思維的距離；投影體系是模型投影時所處的空間，可將三面投影體系具體到教室的建造結(jié)構(gòu)上，例如，三面投影體系中的V面具體為黑板面，H面具體為桌面，W面具體為學(xué)生聽課時的右手邊墻面。三面投影體系和幾何體擁有了具體的承載體，可提高學(xué)生對工程制圖課程的興趣。教室中的三面投影體系見圖3。

圖3 教室三面投影體系

2.4 多媒體講授法

多媒體講授法并不僅僅是傳統(tǒng)意義上的多媒體教學(xué)，具體包括兩個部分：PPT方式、三維軟件方式。其中PPT方式很常見，能節(jié)約大部分的授課時間、加快授課速度，提高學(xué)生對課程的興趣，但長時間的PPT授課無法展現(xiàn)工程制圖的空間感，所以利用現(xiàn)有的多媒體加上三維軟件中的空間模型能夠提高學(xué)生的空間想象能力?，F(xiàn)有的可用于教學(xué)的三維繪圖軟件多種多樣，最簡單實用的AutoCAD就可以展現(xiàn)模型的三維空間，可以從三維模型的不同角度觀察模型的形狀結(jié)構(gòu)，加強學(xué)生對三維實體投影的理解。多媒體講授法適用于截交線、相貫線、組合體及機件的表達(dá)方式等知識的學(xué)習(xí)。

3 結(jié)束語

本文針對軌道交通類專業(yè)工程制圖教學(xué)中存在的問題，提出了4種適合教學(xué)工作的授課方法。發(fā)散思維訓(xùn)練法糾正了學(xué)生繪圖時的思維定式，實驗訓(xùn)練法激發(fā)了學(xué)生對制圖課程專業(yè)化的了解，模型訓(xùn)練法拉近了學(xué)生與制圖課程的距離，多媒體講授法提高了制圖課程的授課效率、提高了學(xué)生對制圖課程的興趣。