淺談工程制圖教學(xué)中能力培養(yǎng)與若干問(wèn)題的處理

單寶峰+孫巖+劉冰

摘要工程制圖是一門(mén)既有理論又有實(shí)踐的技術(shù)基礎(chǔ)課，擔(dān)負(fù)著對(duì)學(xué)生多種能力培養(yǎng)的任務(wù)。目前工程制圖的教學(xué)存在的問(wèn)題之一是教學(xué)時(shí)數(shù)少與內(nèi)容多的矛盾，出現(xiàn)了教師難教，學(xué)生難學(xué)的的局面。本文就對(duì)學(xué)時(shí)少、又要對(duì)學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng)、保證教學(xué)質(zhì)量的前提下如何開(kāi)展教學(xué)，談?wù)勼w會(huì)。

關(guān)鍵詞工程制圖 能力

眾所周知，工程制圖是一門(mén)既有理論又有實(shí)踐的技術(shù)基礎(chǔ)課。它的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的繪圖、讀圖能力；培養(yǎng)空間想象能力和空間分析能力。此外，在教學(xué)中還必須要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力?？傊畾w結(jié)到一點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)是工程制圖教學(xué)的主旋律。

目前工程制圖教學(xué)存在的問(wèn)題之一是教學(xué)時(shí)數(shù)少與內(nèi)容多的矛盾，出現(xiàn)了教師難教，學(xué)生難學(xué)的局面。本文就對(duì)教學(xué)學(xué)時(shí)少、又要對(duì)學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng)、保證教學(xué)質(zhì)量的前提下如何開(kāi)展教學(xué)，談?wù)勼w會(huì)。

1加強(qiáng)基本理論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力

富有適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力的人才，都具有較深的基礎(chǔ)理論。投影理論是工程制圖的理論基礎(chǔ)，工程制圖部分是投影理論的應(yīng)用。因此，基本理論與對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)是密切相關(guān)的，也是提高工程制圖教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)，教師必須要加強(qiáng)基本理論教學(xué)。

教學(xué)內(nèi)容要抓住重點(diǎn)，堅(jiān)持“少而精”。檢驗(yàn)大學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，不僅要看他獲得了多少知識(shí)，更重要是看他具備怎樣的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。如果教師單純以學(xué)生掌握書(shū)本知識(shí)為教學(xué)目的，就勢(shì)必對(duì)課程的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)講解（由于學(xué)時(shí)所限，已經(jīng)不能按教材系統(tǒng)地講述了），采用這種教學(xué)法教學(xué)，要達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的是很困難的。在教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)各個(gè)不同專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況，對(duì)教學(xué)內(nèi)容具體分析，對(duì)與專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)的，要重點(diǎn)保證，講深講透，與實(shí)際需要聯(lián)系不大的內(nèi)容，應(yīng)做適當(dāng)?shù)膭h減或降低要求。比如說(shuō)課程中的立體截切、相貫內(nèi)容，是難點(diǎn)，學(xué)生學(xué)起來(lái)很費(fèi)力氣，但這部分內(nèi)容對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的繪圖、讀圖能力其作用并不明顯，尤其對(duì)非機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生將來(lái)工作中所接觸到的工程圖樣，很少遇到它，因此這部分內(nèi)容不能算作是重點(diǎn)，可以降低要求。而對(duì)、點(diǎn)、線、面、體的投影規(guī)律，則是畫(huà)法幾何部分的重點(diǎn)，學(xué)生只有真正掌握了這些投影理論，并能靈活運(yùn)用，深信不疑，才能使邏輯推理有可靠的基礎(chǔ)，為培養(yǎng)學(xué)生的繪圖、讀圖能力也打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。以上處理方法，教師可以避免眉毛胡子一把抓，抓住重點(diǎn)，堅(jiān)持“少而精”，使工程圖學(xué)教學(xué)在學(xué)時(shí)少內(nèi)容多的條件下仍然可以保證質(zhì)量。

注重抽象教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。工程制圖課負(fù)有培養(yǎng)發(fā)展空間想象能力的特殊任務(wù)。沒(méi)有想象力，就談不上設(shè)計(jì)、制圖。教學(xué)中，對(duì)重要的原理、重要內(nèi)容，都應(yīng)該作圖進(jìn)行教學(xué)，這是直觀教學(xué)所代替不了的，否則有礙于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。

恰當(dāng)運(yùn)用直觀教學(xué)法，有助于培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力。在工程制圖教學(xué)中，教師千方百計(jì)地尋求學(xué)成時(shí)間，高效地培養(yǎng)學(xué)生由“物一圖”和再由“圖一物”轉(zhuǎn)換能力的方法。在培養(yǎng)發(fā)展空間想象能力的過(guò)程中，即使對(duì)入學(xué)素質(zhì)很好的學(xué)生來(lái)說(shuō)，掌握由“物一圖”和再由“圖一物”轉(zhuǎn)換規(guī)律也是有一定難度的?？偢械诫y學(xué)，深感立體概念不夠，此時(shí)運(yùn)用直觀教學(xué)法會(huì)取得較好的教學(xué)效果，多運(yùn)用直觀教具、模型以及自行開(kāi)發(fā)的教學(xué)軟件等，學(xué)生看起來(lái)直觀，接受快，提高課堂效率，同時(shí)使教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)形象，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。

總之，教師要切實(shí)加強(qiáng)畫(huà)法幾何部分的基本理論教學(xué)，使學(xué)生真正掌握并能靈活運(yùn)用投影理論，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。

2重視“制圖基本知識(shí)和基本技能”環(huán)節(jié)的教學(xué)

這個(gè)階段是投影理論與投影實(shí)踐之間的承上啟下階段，是為繪圖所做的必要準(zhǔn)備。這個(gè)階段內(nèi)容的重點(diǎn)之一，是要學(xué)生認(rèn)真掌握并貫徹繪制機(jī)械圖樣的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；二是作圖基本功訓(xùn)練。如果把這兩個(gè)問(wèn)題抓好了，就可以為今后的繪圖打下良好的基礎(chǔ)。

掌握并貫徹繪制機(jī)械圖樣的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?；炯寄苡?xùn)練這部分內(nèi)容，教材中把國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、基本規(guī)格、幾何作圖以及儀器和繪圖工具的使用等集中在一章。我們對(duì)這部分內(nèi)容采用過(guò)兩種處理方法，一種方法是在制圖課一開(kāi)始就進(jìn)行基本訓(xùn)練。另一種方法是將它放在投影制圖之前進(jìn)行。這兩種方法各有不足之處。前者實(shí)際上只做完了基本規(guī)格和幾何作圖作業(yè)就算完成了制圖技巧的訓(xùn)練，學(xué)生在學(xué)習(xí)投影理論時(shí)，就放棄了基本技能訓(xùn)練，而且這一階段教學(xué)持續(xù)的時(shí)間又是比較長(zhǎng)的，到繪制圖樣時(shí)，也忘得差不多了。而后一種處理方法，不僅使系統(tǒng)的投影理論與投影制圖間斷了，而且由于時(shí)間較短，使學(xué)生還未來(lái)得及很好地掌握制圖的基本技能時(shí)就進(jìn)行投影制圖作業(yè)了，學(xué)生不論是在繪圖質(zhì)量還是在繪圖速度上都受到了一定影響。

基本技能的訓(xùn)練不是靠“突擊”能解決好的，是要通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐才能熟練掌握?？偨Y(jié)以上兩種處理方法，我們認(rèn)為無(wú)論是采用那種處理方法，在開(kāi)始做畫(huà)法幾何作業(yè)時(shí)，就應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生正確使用繪圖工具和儀器，使基本技能訓(xùn)練不斷線。我們把習(xí)題集拆成單頁(yè)，固定圖板上，指導(dǎo)學(xué)生正確使用繪圖工具和儀器來(lái)完成作業(yè)，課程結(jié)束后再將單頁(yè)裝訂成冊(cè)。學(xué)生經(jīng)過(guò)這種不斷線的訓(xùn)練，到投影制圖階段時(shí)，己掌握“制圖基本知識(shí)和基本技能”，這對(duì)于提高學(xué)生的繪圖質(zhì)量和繪圖速度是有益的。

3切實(shí)抓好投影制圖階段的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的繪圖和讀圖能力

本課程的重要任務(wù)之一就是培養(yǎng)學(xué)生的繪圖和讀圖能力，這種能力的培養(yǎng)貫穿于工程制圖課的整個(gè)教學(xué)過(guò)程之中，但投影制圖階段的“組合體”及“機(jī)件的各種表達(dá)方法”這兩部分內(nèi)容是培養(yǎng)繪圖、讀圖能力的關(guān)鍵所在，是本課程的重中之重，只要學(xué)生真正理解和掌握了這兩部分內(nèi)容，也就達(dá)到了目的。

培養(yǎng)學(xué)生的繪圖、讀圖能力，要遵循認(rèn)識(shí)規(guī)律，由淺入深，循序漸進(jìn)地組織教材和根據(jù)邏輯關(guān)系進(jìn)行講授。

要求學(xué)生牢牢掌握組合體的繪圖、讀圖方法一一形體分析法和線面分析法。在應(yīng)用形體分析法繪圖時(shí)，不僅要分析組合體各組成部分結(jié)構(gòu)形狀及其相對(duì)位置，而且還要分析各個(gè)部分對(duì)投影面的相對(duì)位置，然后再繪圖。讀圖的主要方法是形體分析法和線面分析法。用形體分析法讀圖時(shí)有兩個(gè)過(guò)程：“分部分想形狀”和“合起來(lái)想整體”。在“分部分想形狀”時(shí)，要求學(xué)生具有對(duì)各種形體的空間想象和空間分析能力；在“合起來(lái)想整體”時(shí)，把各個(gè)形體按著視圖中的相對(duì)位置組合起來(lái)，想象出整體結(jié)構(gòu)形狀。當(dāng)讀比較復(fù)雜物體的視圖時(shí)，在運(yùn)用形體分析法的基礎(chǔ)上，對(duì)于不易懂的局部結(jié)構(gòu)形狀，要結(jié)合線面分析法。用線面分析法讀圖時(shí)，教師要反復(fù)講清楚視圖中的點(diǎn)、線、圖框的含義，使學(xué)生真正掌握并能靈活運(yùn)用，幫助讀懂和想象出這些局部結(jié)構(gòu)形狀。兩種方法的結(jié)合，達(dá)到了讀懂和想象出整個(gè)組合體的結(jié)構(gòu)形狀。

對(duì)于切割型的組合體的繪圖、讀圖，應(yīng)要求學(xué)生掌握切割法。切割法就是假想把切割型組合體看成是基本的幾何體被一次或多次切割并逐次研究截?cái)嗝娴男螤詈拖鄬?duì)位置的分析方法。其實(shí)質(zhì)是把截切平面切割幾何體的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為切平面與幾何體棱線（素線）的交點(diǎn)問(wèn)題加以研究。教學(xué)實(shí)踐證明，這種方法在讀、繪切割型組合體視圖時(shí)有著獨(dú)特的作用。

在教學(xué)中采取如下措施：一是讓學(xué)生多接觸模型實(shí)物；二是多做“二求三”和補(bǔ)畫(huà)漏線形式的習(xí)題；三是鼓勵(lì)學(xué)生畫(huà)組合體的軸測(cè)圖（草圖）；四是鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)組合體，繪制三視圖并制作作品模型。這些措施都有助于培養(yǎng)學(xué)生的繪圖和讀圖能力。

機(jī)件的常用表達(dá)方法這部分內(nèi)容對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的繪圖、讀圖能力也起著重要作用。為了完整、清晰地表達(dá)機(jī)件的內(nèi)外結(jié)構(gòu)形狀，必須進(jìn)一步掌握各種表達(dá)方法，并能靈活選擇運(yùn)用。學(xué)生是否能夠靈活運(yùn)用各種表達(dá)方法來(lái)表達(dá)機(jī)件，就是對(duì)他們的繪圖、讀圖能力高低的檢驗(yàn)。

總之，投影制圖階段的“組合體”及“機(jī)件的常用表達(dá)方法”，是培養(yǎng)學(xué)生繪圖、讀圖能力的關(guān)鍵所在，教師必須要高度重視。

4視圖表達(dá)方案的分析研究是零件圖教學(xué)階段的重點(diǎn)

在這一階段的教學(xué)中，教師普遍認(rèn)為內(nèi)容繁瑣，環(huán)節(jié)多變，要求不一。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，也感到抓不住重點(diǎn)，感到難學(xué)。

在投影制圖階段，雖然對(duì)各種表達(dá)方法的應(yīng)用范圍及表達(dá)特點(diǎn)分別進(jìn)行了研究，但此階段僅僅停留在表達(dá)方法的研究上。對(duì)如何把多種表達(dá)方法進(jìn)行綜合應(yīng)用沒(méi)有思考過(guò)。在繪制零件圖的時(shí)候，由于零件的結(jié)構(gòu)是多變的，因此采用哪幾種視圖表達(dá)方法更為合理，是需要認(rèn)真分析、研究的，就是同一個(gè)零件，每個(gè)學(xué)生的表達(dá)方案也是會(huì)不同的。選擇的表達(dá)方案合理與否，直接影響視圖的數(shù)量和零件的結(jié)構(gòu)表達(dá)的清晰程度。因此教師引導(dǎo)學(xué)生合理地選擇零件視圖表達(dá)方案是這一階段的教學(xué)重點(diǎn)，從而使學(xué)生能靈活應(yīng)用各種表達(dá)方法，完整、清晰地表達(dá)零件的內(nèi)外結(jié)構(gòu)形狀，進(jìn)一步提高繪圖、讀圖能力。而對(duì)于各種零件用途、尺寸標(biāo)注和技術(shù)要求等方面的內(nèi)容，可以帶領(lǐng)學(xué)生到測(cè)繪室觀摩并進(jìn)行分析研究，或者觀看教學(xué)錄像片，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)零件圖。

5裝配圖教學(xué)階段是繪圖能力的綜合訓(xùn)練階段

這一部分內(nèi)容包括裝配圖的作用、內(nèi)容、畫(huà)法、讀圖（包括拆畫(huà)零件圖）。這一階段的教學(xué)任務(wù)基本上都是前幾個(gè)階段的重復(fù)，如零件的各種表達(dá)方法在表達(dá)裝配圖中同樣適用，不過(guò)它不是簡(jiǎn)單地重復(fù)，而是在重復(fù)中深化了教學(xué)內(nèi)容。例如裝配圖的表達(dá)方法中，它的主體部分還是前面講過(guò)的剖視的各種表達(dá)方法，所不同的是，剖切平面剖切的零件不是一個(gè)而是多個(gè)。實(shí)際上是將單一的零件表達(dá)方法，進(jìn)一步應(yīng)用于多件組合起來(lái)的裝配圖結(jié)構(gòu)的表達(dá)上。這就把原來(lái)的表達(dá)方法應(yīng)用范圍擴(kuò)大、深化了，但基本原理仍然是一個(gè)。再如由裝配圖拆畫(huà)零件圖，在拆圖時(shí)，需要對(duì)所拆的零件的作用進(jìn)行分析，然后分離該零件，在繪制零件圖時(shí)，有時(shí)需要根據(jù)零件視圖表達(dá)的要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。這與以往的抄畫(huà)零件圖和用零件的視圖表達(dá)方法來(lái)表達(dá)一個(gè)具體的零件在方法上是相同的，但此時(shí)的零件已經(jīng)是裝配體中的零件，在分析和讀懂零件結(jié)構(gòu)形狀時(shí)，對(duì)學(xué)生的讀圖能力要求提高了，同時(shí)對(duì)繪圖能力要求也提高了。由此可見(jiàn)，在這一階段教學(xué)中，教師的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在訓(xùn)練學(xué)生根據(jù)裝配圖的特點(diǎn)會(huì)綜合運(yùn)用各種表達(dá)方法。綜合運(yùn)用各種表達(dá)方法，合理選擇表達(dá)方案過(guò)程本身就是分析、研究、思維的訓(xùn)練過(guò)程，通過(guò)對(duì)不同的裝配體的表達(dá)分析，反復(fù)思考訓(xùn)練，學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力就會(huì)提高，繪圖、讀圖能力也會(huì)顯著提高。因此，這個(gè)過(guò)程本身就是培養(yǎng)學(xué)生繪圖、讀圖能力；分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新能力的過(guò)程，教師要注意引導(dǎo)，要敢于放手，使學(xué)生的能力真正得到提高。

綜上所述，在工程制圖教學(xué)中，教師應(yīng)該把對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)作為主旋律。只有抓住培養(yǎng)與不斷提高學(xué)生能力這個(gè)主旋律，才能組織好各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)，才能培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的、具備創(chuàng)新精神和才能的人才。