工程制图课程教学研究与改革实践

来源:用户上传      作者: 惠学芹

　　摘要：本文在阐述工程制图课程现状的基础上，分析了现代工程制图课程在教学内容、课程体系、教学方法、教学手段等方面的改革，为工程制图课程改革提供了新的途径。
　　关键词：教学改革 多媒体教学 改革效果
　　
　　引言
　　工程制图是工科院校学生必修的一门技术基础课，其目的是培养学生的空间思维能力、构形能力以及阅读和绘制工程图样的能力。近年来，由于受各学科方向课程规划总体学时压缩的影响，工程制图（非机类）课内计划学时也一再压缩，其学时已减到32～64学时左右，并且增加了计算机绘图的内容。为了适应这一变化的形势，保证教学目标的顺利实现，必须更新原有课程的体系和教学内容，改革传统的教学模式和教学方法。在这方面，我校进行了初步的研究与探索。
　　
　　1 课程体系的改革
　　工程制图的改革应立足于工科的培养目标和培养模式，结合各学科系列课程的整体优化，以培养学生空间构思能力、绘图和读图能力为目标，构建新的课程体系。基于国内外的发展状况，在工程制图课程体系的改革方面，我校确定围绕以下中心进行：密切结合工程制图和计算机绘图的应用；调整和削减画法几何内容；计算机绘图和手工绘图并重；三维CAD作为可视化设计工具加以应用。
　　
　　2 教学内容的改革
　　在教学内容的处理上，应削枝强干、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、重复的和繁琐的部分，增加反映当代科技发展的内容。目前，我校工程制图的教学内容主要包括投影基础、工程图和计算机绘图三个部分。
　　2.1投影基础部分
　　非机械类学生的培养目标是：能够绘制和阅读简单的工程图样，并能掌握产品设计的基本知识，因此，对原有画法几何部分的内容应大大简化。例如：点、线、面的投影分析与截交线、相贯线两部分内容，虽然讲解学时少、深度浅，但面面俱到，不论是老师讲授还是学生学习都有困难；更重要的是这两部分对组合体的画图与读图的帮助并不明显，抽象的几何描述对学生在空间思维能力方面并没有直接的帮助。针对这些问题，在画法几何部分的教学过程中，笔者采取了以下改革措施：在讲授点、线、面的投影时，以“体”为纲，从立体入手，分析立体的投影，简单介绍点、线、面的图示特点，在体上抽象出点、线、面等基本几何元素，并对此进行分析，研究其投影原理及方法，并用分析点、线、面的方法来分析几何形体的投影，这样就把形体与点、线、面结合起来；对平面与曲面立体的投影应加强徒手绘图能力的训练；立体的截交线与相贯线的作图是该部分的教学难点，但在投影图中只要知道它们的形状、大小、相对位置，近似地画出截交线与相贯线的形状即可，因而在教学过程中对这部分内容可以降低其教学要求。
　　2.2工程图部分
　　对工程图部分，要熟悉机械制图的国家标准，讲清组合体三视图、视图表达方法、常用零件图和装配图的画法，提高学生的读图能力。由于计算机绘图的介入，尺规绘图将逐渐被摒弃，而徒手绘图则是不可取代的绘图方式。徒手绘图可以训练学生对投影关系、投影规律的掌握，培养空间想象能力和分析能力，表达设计思想、记录创意成果。因此，在教学中应减少尺规作图，加强草图绘制能力和计算机绘图能力的培养。组合体是工程制图的主要内容，应重点加强，特别是木模的徒手绘制，它不但可以提高学生的动手能力，而且还可以提高学生的空间分析能力与想象能力；尺寸标注应掌握尺寸标注的基本方法，尽可能正确、清晰地标注尺寸。同时增加技术图样的知识，使学生明白技术图样是制造、施工的重要技术文件。
　　2.3工程制图与计算机绘图相结合
　　为了顺应计算机科学的迅猛发展，特别是在机械行业实施“甩图板”工程后，计算机绘图已在科研院所、工厂企业广泛地普及应用，计算机绘图已成为制图的主要形式和手段。
　　目前计算机绘图教学分为两种情况，一种是单独设课，即在制图教学中单独分出16学时用来介绍计算机绘图的内容。这种方法便于集中讲授计算机绘图课程，集中使用教学设备，避免现行教材与计算机绘图教学的矛盾；但这是一个独立的知识点，这种拼盘似的教学方式会使学生对计算机绘图掌握不彻底，应用能力差，且不能将计算机绘图与工程制图有机地紧密结合。另一种是将计算机绘图与工程制图相结合，将计算机绘图逐步地加入到工程制图中。这种教学时间较长，学生有比较充足的时间上机实践，可以将徒手草图、尺规绘图、计算机绘图技术融会贯通在一起，同步进行，使学生对计算机绘图与传统工程制图掌握得更牢固，应用得更灵活，便于学生在此基础上自学、掌握其他更先进的软件，使其毕业后很快就可上手工作，真正达到学有所长、学有所用的教学目的。
　　
　　3 教学方法的改革
　　工程制图的教学改革对教学方法提出了更高的要求，必须改革传统的教学方法。教学方法的改革是课程改革成功与否的重要因素。在传统的工程制图教学中，教师主要借助挂图、模型等教具加上黑板板书及口头表述的模式，进行灌输式的教学。这种讲授模式不利于学生形象思维能力培养，学生理解困难，也限制了课堂时间利用率的提高。尽管制图教师在教学中也积极采用启发式、讨论式、电化教学等方法和手段，但均不能实现突破性的、根本的变革。计算机科学技术的发展不断地带来新的机遇和挑战，利用多媒体技术手段改善传统的教学模式已成为必然趋势。
　　3.1利用CAI课件与传统授课方法相结合
　　采用多媒体技术开发的CAI课件教学，可将原本抽象、静止的教学内容，以图文并茂、形象逼真的动画形式表现出来，使学生既能看到三维形体的立体形状，又能看到动态的二维图形的作图过程，从而能够更深刻地理解三维立体与二维图形的对应关系，增强学生学习的兴趣。如我们开发的“相贯线”课件，采用动画的形式，生动地表现了相贯线空间形状随相交两立体的几何性质、相互位置以及大小不同而发生变化的过程。但多媒体课件一般是按教学内容要求，编排固定的封闭的教学软件，利用这样的课件进行课堂教学会形成“教学方法千人一面”，束缚教师创造性和个性的发展，不能体现教师的教学特色，削弱了课堂教学中教师的主导作用。因此，CAI教学并不能完全代替传统教学方法，尤其是不能替代教师多年锤炼而成的、行之有效的教学方法和经验。对于制图课程而言，有些重要授课内容和典型例题的讲解，仍然需要教师使用黑板和模型进行传授，设置直观环境，如：讲螺纹时，让学生先参观螺纹的生产加工和观察螺栓和螺母零件，然后再讲清看图的基本规律，并画出其投影图，帮助学生掌握绘图思路与要领。若将现代化教学手段与传统教学方式相结合，根据教学内容的特点和教学的实际情况选取不同的教学手段，则可弥补双方的不足，能够收到更好的教学效果。
　　3.2改进辅导和测评方法
　　工程制图是实践性很强的课程，每次课后学生需完成一定的作业，以培养学生的空间思维能力。多年来为辅导和批改制图作业，教师们花费了大量精力，但结果却不尽人意。许多学生并不关心作业批改效果，甚至互相抄袭作业。目前校园网已深入到学校的各个方面，逐渐发展成为行之有效的教学载体，成为校园内辅助教学的重要资源。在校园网上建立“工程图学教学网站”，实现学生网上访问电子教案，可重现教学过程，学生可以按个人需要灵活选学教学内容，实现网上答疑和获取教学信息。利用计算机教室和校园网进行答疑和测评是一种新手段，可以发挥计算机教室和校园网的优势，拓宽课堂空间，提高学生自学能力，调动学生积极性。现已研制出用于制图辅导和测试的CAI课件，改善了辅导、测评方法和手段。利用网络化教学，开辟“工程图学教学网站”，可构建立体化的教学平台，拓展学生学习的维度和空间，将极大地提高学生学习的效率和效果。
　　
　　4 课程教学改革的成效
　　经过近几年工程制图（非机类）教学改革实践，采用新的课程体系，使得在较少的教学课时下，保证了工程制图课程教学内容的紧凑性、衔接性；各种先进教学手段、教学方法的应用，使得课堂教学容量得以增加，课堂教学气氛浓厚，学生学习兴趣提高。教学过程中的重点和难点突出，学生的绘图和读图能力及计算机绘图能力较以前大大提高，学生的补考率大大降低，取得了较好的教学效果。
　　
　　结束语
　　日新月异的科学技术将教育推向了一个崭新的时代。如果说传统的工程制图为现代工业技术的发展做出了巨大的贡献，那么现代工业技术又将传统的工程制图远远地抛在后面。因此，必须深化工程制图课程的教学改革，使工程制图这门古老的课程在培养目标、课程体系、教学内容、教学方法和手段等诸方面发生根本性的变革，努力把它建设成为一门内容合理、手段新颖、与科学技术发展不断适应的技术基础课。
　　
　　参考文献：
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