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[摘要] 众所周知,《机械制图》课程教学的目标是培养和建立学生对空间几何问题的分析和图解能力,为进一步的知识开发,特别是计算机绘图的使用奠定基础。但因为长期以来教学中存在的一些问题,导致无法有效地完成上述教学任务,改革已势在必行。笔者结合自己的教学实践,从多方面对《机械制图》课程的改革进行了探讨。
[关键词] 机械制图 教学改革 课程教学
一、《机械制图》课程教学存在的问题
1.教学计划与教学目标相距甚远
《机械制图》课程的目标是要培养学生具有用图纸表达工程设计结果的能力。然而,现行的工程机械制图课程的教学计划与以上要求相距甚远,教学计划编排不适应培养学生能力的基本要求,而且超越人的认识阶段,盲目提高起点。比如,当前机械制图课均在入学的第一学期开设,在讲授画法几何及制图基础后,第二学期接着就讲“零部件测绘”,并且对于机类和近机类专业,后面这部分内容安排了近40学时。因为学生直接从中学课堂进入大学课堂,缺乏生产实践经验,不了解零件加工、制造过程及测量方法,教师花了很大的精力去讲授零件图的视图选择、表达方法。但是,由于缺乏必要的感性认识,学生仍停留在组合体投影的基础上。同时,由于教学条件和教学手段的限制,使学生养成了只依赖教师传授知识的习惯,不善于自己提出问题并寻求问题的答案,因此,对后继课程的学习及今后独立工作的能力带来了一定的影响。
2.教学内容因循守旧
当前《机械制图》教学内容设置主要存在两个问题,一是向着理论知识倾斜的老模式,没有反映出课程重在培养技能的特色。教学内容的处理使基础与专业脱节,理论联系实际不够。二是没有反映现代化的知识结构,尤其是计算机图学和其他图形科学的发展使《机械制图》课程正酝酿着一场深刻的变革,“理论上的教学化,作图上的计算机化和应用上的工程化、多样化”的倾向为工程图学开拓了广阔的前景,但是这些前沿知识在现有的教学内容中基本没有反映。
3.教学模式落后
传统的机械制图教学模式是以投影理论为主线贯穿始终的老模式,画法几何在教学中处于相对重要的地位,通过对从点线面到体逐步建立的投影理论的教学,培养学生对三维形状与相对位置的空间逻辑思维和形象思维能力,培养学生空间几何问题的图示、图解能力,为后续的机械制图教学培养学生绘制和阅读工程图样的初步能力打下基础,由于强调画法几何这一理论的全面系统性,强调对学生的手工尺规绘图能力的培养,不符合当前算法和投影理论并重的发展趋势,学生的认知水平得不到应有的提升,教学过程耗时费力。
4.教学手段单一
近年来,随着电气化教学方法的发展,在机械制图课教学手段上,又采用了投影、幻灯和录像等。这些方法的采用,无疑是比以前的仅用模型和挂图前进了一步。但从实质上来说,并没有根本性的变化,效果还是不能令人满意。课堂教学中往往教师包办多、学生主动少;教师灌输多,学生理解少;单一讲授多、学生自学少。这样限制和影响了学生的主观能动作用,不利于培养学生的学习兴趣。教学手段单一,压缩了引发想象力的空间。
二、提高《机械制图》课程教学水平的措施
1.积极修订教学计划
在教学计划中,我们建议在第一学期应安排画法几何及制图基础的内容,与此同时,插入一部分计算机绘图的内容,即简单的绘图命令和图形的编辑,教师应研制出一些实用型的CAI课件,以激发学生的学习兴趣,提高学生学习的积极性和主动性。
2.调整教学内容体系
在新时期下,机械制图课程内容与体系的改革应具有全局性、整体性,局部性的、零散性的教改不利于课程的建设与发展,不利于人才的培养。比如,我们建议删减部分《画法几何》的内容。《画法几何》主要研究正投影理论,作为《机械制图》的理论基础为机械制图中用图形表达机件和有关图解法提供基本原理和基本方法。长期以来特别强调《画法几何》的重要性,占用了较多的教学时间。这一部分又恰恰是教师难教、学生难懂的内容。然而,学校的教育只是给学生打下一个基础,培养一定的独立思考和工作能力,在教学内容的处理上,应注重实用,精选和更新有利于学生能力培养的内容和知识,删减不必要的繁琐部分。实践证明,抽象的画法几何理论中有些内容没有太大的价值,工作中大量的制图任务并不需要太深的画法几何知识。因此,在讲授画法几何部分内容时应把重点放在正投影法的基本理论上。几何作图知识由于在中学已学过,可少讲,以适应理论教学课时的减少。点、线、面是构成物体的基本要素,讲授其投影特征和投影作图,淡化线线、线而、面面等之间相对位置的教学。删去理论性强,图解难度大,空间想象能力要求高的空间定位及度量问题。
3.优化教学方法
在《机械制图》中,由于在教学内容上处理好了几个知识点的关系,突出了读图这个重点,特别是组合体的读图。零件图部分的学习,知识点较多,读图、尺寸、工艺知识等内容都要精通,过去教学经常发生顾此失彼的现象。改革过程中,由于强化了组合体的读图,使零件图的读图困难减少,可以注意零件工艺知识等内容的学习。同时读图是工程图学课程的重点,也是难点。为此,在画图气读图之间设置了一个转变阶段。在课内、外分3次画木模草图的练习。目的在于使学生增加对形体的感性认识,遵循从简单到复杂,从外到内,形体分析为主到形体分析与线面分析的结合,将难点分解。启发学生自觉运用投影理论去分析形体的表面现象,运用对比、假设、联想等分析问题的方法,克服读图这一难点。
4.运用现代化教学手段
尽可能地利用现代化的教学手段,利用电化教学、多媒体教学等直观、形象的现代化教学手段进行教学,使学生在有限的时间里获得更大的信息量,以提高教学效率,进而提高教学质量。根据新形势下机械制图对学生的培养目标和教学内容改革的要求,以及多媒体计算机辅助教学的特点,重新调整设计机械制图各部分内容的授课方式、重点难点的解决方法以及各部分内容的协调关系,作到充分利用多媒体技术,对不同内容采用与其适合的教学表现手法,提高课程内容的水平。同时课件制作中,充分总结利用优秀教师的教学经验。在多媒体教学软件的开发过程中,除一般的教学设计人员及软件开发人员参与外,可广泛吸收具有丰富教学经验的老教师参加,通过编写较高水准的文字稿本,来提高课程内容的水平。还可以利用多媒体技术的三维动画特性,提高学生对空间形体的感知。在画法几何及投影制图部分,充分利用三维动画技术,提高学生的空间思维能力,并利用丰富的立体造型,使学生快速建立起平面投影图与空间立体的联系,加深学生对此部分内容的理解,收到事半功倍的效果。
总之,《机械制图》教学改革是一项系统工程,除了教学内容、教学方法的改革和探讨外,还必须更新教育观念,强调教学效果,运用新技术手段,从而建立一套适应新形势的教学体系。
参考文献:
[1]张跃峰,陈通.AutoCAD 2004入门与提高[M].北京:清华大学出版社,2008.
[2]曾令宜.AutoCAD 2004应用教程[M].北京:电子工业出版社,2008.
[3]卢传贤.工程图学课程改革与思考[J].工程图学学报,1998,(38):21-22.
[关键词] 机械制图 教学改革 课程教学
一、《机械制图》课程教学存在的问题
1.教学计划与教学目标相距甚远
《机械制图》课程的目标是要培养学生具有用图纸表达工程设计结果的能力。然而,现行的工程机械制图课程的教学计划与以上要求相距甚远,教学计划编排不适应培养学生能力的基本要求,而且超越人的认识阶段,盲目提高起点。比如,当前机械制图课均在入学的第一学期开设,在讲授画法几何及制图基础后,第二学期接着就讲“零部件测绘”,并且对于机类和近机类专业,后面这部分内容安排了近40学时。因为学生直接从中学课堂进入大学课堂,缺乏生产实践经验,不了解零件加工、制造过程及测量方法,教师花了很大的精力去讲授零件图的视图选择、表达方法。但是,由于缺乏必要的感性认识,学生仍停留在组合体投影的基础上。同时,由于教学条件和教学手段的限制,使学生养成了只依赖教师传授知识的习惯,不善于自己提出问题并寻求问题的答案,因此,对后继课程的学习及今后独立工作的能力带来了一定的影响。
2.教学内容因循守旧
当前《机械制图》教学内容设置主要存在两个问题,一是向着理论知识倾斜的老模式,没有反映出课程重在培养技能的特色。教学内容的处理使基础与专业脱节,理论联系实际不够。二是没有反映现代化的知识结构,尤其是计算机图学和其他图形科学的发展使《机械制图》课程正酝酿着一场深刻的变革,“理论上的教学化,作图上的计算机化和应用上的工程化、多样化”的倾向为工程图学开拓了广阔的前景,但是这些前沿知识在现有的教学内容中基本没有反映。
3.教学模式落后
传统的机械制图教学模式是以投影理论为主线贯穿始终的老模式,画法几何在教学中处于相对重要的地位,通过对从点线面到体逐步建立的投影理论的教学,培养学生对三维形状与相对位置的空间逻辑思维和形象思维能力,培养学生空间几何问题的图示、图解能力,为后续的机械制图教学培养学生绘制和阅读工程图样的初步能力打下基础,由于强调画法几何这一理论的全面系统性,强调对学生的手工尺规绘图能力的培养,不符合当前算法和投影理论并重的发展趋势,学生的认知水平得不到应有的提升,教学过程耗时费力。
4.教学手段单一
近年来,随着电气化教学方法的发展,在机械制图课教学手段上,又采用了投影、幻灯和录像等。这些方法的采用,无疑是比以前的仅用模型和挂图前进了一步。但从实质上来说,并没有根本性的变化,效果还是不能令人满意。课堂教学中往往教师包办多、学生主动少;教师灌输多,学生理解少;单一讲授多、学生自学少。这样限制和影响了学生的主观能动作用,不利于培养学生的学习兴趣。教学手段单一,压缩了引发想象力的空间。
二、提高《机械制图》课程教学水平的措施
1.积极修订教学计划
在教学计划中,我们建议在第一学期应安排画法几何及制图基础的内容,与此同时,插入一部分计算机绘图的内容,即简单的绘图命令和图形的编辑,教师应研制出一些实用型的CAI课件,以激发学生的学习兴趣,提高学生学习的积极性和主动性。
2.调整教学内容体系
在新时期下,机械制图课程内容与体系的改革应具有全局性、整体性,局部性的、零散性的教改不利于课程的建设与发展,不利于人才的培养。比如,我们建议删减部分《画法几何》的内容。《画法几何》主要研究正投影理论,作为《机械制图》的理论基础为机械制图中用图形表达机件和有关图解法提供基本原理和基本方法。长期以来特别强调《画法几何》的重要性,占用了较多的教学时间。这一部分又恰恰是教师难教、学生难懂的内容。然而,学校的教育只是给学生打下一个基础,培养一定的独立思考和工作能力,在教学内容的处理上,应注重实用,精选和更新有利于学生能力培养的内容和知识,删减不必要的繁琐部分。实践证明,抽象的画法几何理论中有些内容没有太大的价值,工作中大量的制图任务并不需要太深的画法几何知识。因此,在讲授画法几何部分内容时应把重点放在正投影法的基本理论上。几何作图知识由于在中学已学过,可少讲,以适应理论教学课时的减少。点、线、面是构成物体的基本要素,讲授其投影特征和投影作图,淡化线线、线而、面面等之间相对位置的教学。删去理论性强,图解难度大,空间想象能力要求高的空间定位及度量问题。
3.优化教学方法
在《机械制图》中,由于在教学内容上处理好了几个知识点的关系,突出了读图这个重点,特别是组合体的读图。零件图部分的学习,知识点较多,读图、尺寸、工艺知识等内容都要精通,过去教学经常发生顾此失彼的现象。改革过程中,由于强化了组合体的读图,使零件图的读图困难减少,可以注意零件工艺知识等内容的学习。同时读图是工程图学课程的重点,也是难点。为此,在画图气读图之间设置了一个转变阶段。在课内、外分3次画木模草图的练习。目的在于使学生增加对形体的感性认识,遵循从简单到复杂,从外到内,形体分析为主到形体分析与线面分析的结合,将难点分解。启发学生自觉运用投影理论去分析形体的表面现象,运用对比、假设、联想等分析问题的方法,克服读图这一难点。
4.运用现代化教学手段
尽可能地利用现代化的教学手段,利用电化教学、多媒体教学等直观、形象的现代化教学手段进行教学,使学生在有限的时间里获得更大的信息量,以提高教学效率,进而提高教学质量。根据新形势下机械制图对学生的培养目标和教学内容改革的要求,以及多媒体计算机辅助教学的特点,重新调整设计机械制图各部分内容的授课方式、重点难点的解决方法以及各部分内容的协调关系,作到充分利用多媒体技术,对不同内容采用与其适合的教学表现手法,提高课程内容的水平。同时课件制作中,充分总结利用优秀教师的教学经验。在多媒体教学软件的开发过程中,除一般的教学设计人员及软件开发人员参与外,可广泛吸收具有丰富教学经验的老教师参加,通过编写较高水准的文字稿本,来提高课程内容的水平。还可以利用多媒体技术的三维动画特性,提高学生对空间形体的感知。在画法几何及投影制图部分,充分利用三维动画技术,提高学生的空间思维能力,并利用丰富的立体造型,使学生快速建立起平面投影图与空间立体的联系,加深学生对此部分内容的理解,收到事半功倍的效果。
总之,《机械制图》教学改革是一项系统工程,除了教学内容、教学方法的改革和探讨外,还必须更新教育观念,强调教学效果,运用新技术手段,从而建立一套适应新形势的教学体系。
参考文献:
[1]张跃峰,陈通.AutoCAD 2004入门与提高[M].北京:清华大学出版社,2008.
[2]曾令宜.AutoCAD 2004应用教程[M].北京:电子工业出版社,2008.
[3]卢传贤.工程图学课程改革与思考[J].工程图学学报,1998,(38):21-22.