工程制圖學(xué)習(xí)中常見(jiàn)錯(cuò)誤解析

工程制圖學(xué)習(xí)中常見(jiàn)錯(cuò)誤解析*

徐慧娟1, 李琳1, 杜力2

(1.重慶理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400050；2.重慶工商大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400067)

摘要：針對(duì)學(xué)生在工程制圖課程學(xué)習(xí)中的常見(jiàn)錯(cuò)誤，提出應(yīng)當(dāng)有效避免錯(cuò)誤的發(fā)生；在解析學(xué)生常見(jiàn)錯(cuò)誤的過(guò)程中，指出了工程制圖的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)了從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，最終應(yīng)用于實(shí)踐的過(guò)程；只要調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使其主動(dòng)學(xué)習(xí)，就可以找到導(dǎo)致錯(cuò)誤的原因，并從源頭上杜絕錯(cuò)誤的出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：工程制圖;錯(cuò)誤解析;主動(dòng)學(xué)習(xí)

doi:10.16055/j.issn.1672-058X.2015.0012.019

收稿日期：2015-03-18；修回日期：2015-06-08.

基金項(xiàng)目：*重慶市科委資助項(xiàng)目(CSTC2013KJRC-TDJS0172).

作者簡(jiǎn)介：徐慧娟(1968-)，女，山西太原人，副教授，碩士，從事工程圖學(xué)研究.

中圖分類號(hào)：TE064文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

工程圖樣在工業(yè)生產(chǎn)中起著表達(dá)和交流技術(shù)思想的作用，它被認(rèn)為是工程界的“技術(shù)語(yǔ)言”[1]。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，不論是機(jī)械制造還是土木建筑，都離不開(kāi)工程圖樣。工程圖樣是用來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)思想的主要工具，也是進(jìn)行生產(chǎn)制造或施工的重要技術(shù)文件。因此，每個(gè)工程技術(shù)人員都必須能夠熟練地繪制和閱讀工程圖樣。工程制圖是工科院校中普遍開(kāi)設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程[2]。作為傳統(tǒng)的工科課程，工程制圖在培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀工程圖樣的基本能力的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的空間思維能力。它內(nèi)容多，難度隨著課程的展開(kāi)逐步增加。這對(duì)于課程學(xué)時(shí)不多的學(xué)生而言，接受起來(lái)難度就加倍了。具體表現(xiàn)為有些學(xué)生完成作業(yè)困難；有些學(xué)生作業(yè)雖然完成了，但正確率較低；甚至有些學(xué)生干脆不做作業(yè)了。為了讓學(xué)生能夠順利地學(xué)好工程制圖，在調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性同時(shí)，如何有效地發(fā)現(xiàn)并避免一些學(xué)習(xí)中的常見(jiàn)錯(cuò)誤是一項(xiàng)重要而有意義的工作。

1常見(jiàn)錯(cuò)誤舉例

學(xué)生在制圖學(xué)習(xí)中一些常見(jiàn)錯(cuò)誤，如在組合體部分常多畫線(如圖1中虛線)、在兩個(gè)相交的立體表面不處理表面交線(如圖2)、一些結(jié)構(gòu)常漏線(如圖3中沉孔)、有時(shí)會(huì)人為增加一些附加條件(如圖4)等。在教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)這些“屢禁不止”的問(wèn)題反思后發(fā)現(xiàn)：

圖1中的錯(cuò)誤根源是學(xué)生在對(duì)組合體的提法上(組合體：是由基本幾何形體組合而成。形體分析法是假想把組合體分解為若干個(gè)基本幾何形體，并確定各形體間的組合形式和形體鄰接表面間的相互位置的方法。[3]) 沒(méi)有理解透，把組合體簡(jiǎn)單地理解為是由基本立體以“搭積木”的方式“搭”起來(lái)的。從字面來(lái)看“由基本幾何形體組合而成”的組合體，在組成它的基本形體之間是應(yīng)該有表面的，那表面之間就應(yīng)該有輪廓線，即圖1中的虛線。這個(gè)解釋看起來(lái)是成立的，但忽略了一個(gè)前提條件，這個(gè)前提條件在形體分析法中很明確地提出來(lái)了，即形成組合體的若干個(gè)“基本幾何形體”是用“假想”的方法得到的。組合體是一個(gè)整體，它不是“積木”搭起來(lái)的,圖1中的虛線是不應(yīng)該存在的。從多年的教學(xué)效果來(lái)看，圖1中的錯(cuò)誤是一類常見(jiàn)的錯(cuò)誤，其根源正如前面的分析，學(xué)生在對(duì)組合體的理解上出現(xiàn)了偏差。在教學(xué)過(guò)程中講解組合體的同時(shí)，一定要提到形體分析法，這樣就可以避免把組合體當(dāng)成是搭積木而造成的類似圖1中多畫線的情況。

圖2中的錯(cuò)誤一方面與1中相同，另一方面是對(duì)相交的兩個(gè)立體表面的交線認(rèn)識(shí)不夠。即相交的兩個(gè)立體在其公共區(qū)域表面進(jìn)行了“融合”或理解為“整合”，從而形成新的公共表面(即相貫線)。這要分成兩步：第一，形成組合體的任何相交的兩個(gè)基本幾何形體的表面一定存在交線；第二，交線的形狀與兩個(gè)基本幾何形體的形狀及其相交的相對(duì)位置有關(guān)。這部分內(nèi)容在相貫線部分已經(jīng)講過(guò)了，但在組合體部分學(xué)生仍然經(jīng)常會(huì)犯圖2的錯(cuò)誤，主要原因是學(xué)生不能把知識(shí)融會(huì)貫通。針對(duì)這種情況，不僅在教學(xué)過(guò)程中要讓學(xué)生多看、多分析，還應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生課后多看、多練手。

圖3中的漏線原因有兩種可能：一是把視圖與斷面混淆了，二是對(duì)共面與不共面沒(méi)有真正弄清楚。在讀組合體部分給學(xué)生分析過(guò)，如果兩個(gè)面是共面的，那么，其相鄰部分沒(méi)有輪廓線；否則，則有輪廓線。圖3表示的是圓柱狀沉孔，不共面，兩個(gè)孔之間有輪廓線。這種錯(cuò)誤在學(xué)生繪制的圖樣中很普遍。從根本上講，是空間想象力不強(qiáng)。對(duì)學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)在這方面的訓(xùn)練。

圖4中沒(méi)有分析清楚相交的兩個(gè)立體的空間形狀，卻人為地增加了一個(gè)水平面，使圖形的表達(dá)與實(shí)際不符。類似這種錯(cuò)誤，在課程學(xué)習(xí)的過(guò)程中比較多見(jiàn)。在教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)具體問(wèn)題具體分析，不應(yīng)隨意增加附加條件。在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，注意培養(yǎng)耐心細(xì)致的態(tài)度[4]是很有必要的。

圖1　常見(jiàn)錯(cuò)誤一

圖2　常見(jiàn)錯(cuò)誤二

圖3　常見(jiàn)錯(cuò)誤三

圖4　常見(jiàn)錯(cuò)誤四

2從教學(xué)的角度分析出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因

在制圖課傳統(tǒng)教學(xué)中，為了逐步培養(yǎng)學(xué)生畫圖、讀圖的能力，把整個(gè)教學(xué)內(nèi)容分為點(diǎn)、線、面——立體——組合體——表達(dá)方法——零件圖——裝配圖。這是一種階梯式的教學(xué)模式，在零件圖之前進(jìn)行畫法幾何(即投影理論)的教學(xué)，之后才是機(jī)械制圖的教學(xué)[5]。其好處是循序漸進(jìn)，符合思維的發(fā)展規(guī)律，但這種教學(xué)模式在畫法幾何部分的研究和實(shí)際應(yīng)用無(wú)關(guān)聯(lián)，其所研究的對(duì)象是一種沒(méi)有實(shí)際功用、不講加工制造、靜止孤立的模型，實(shí)際是一種理想化的、不帶任何屬性的抽象形體。而這部分的教學(xué)及訓(xùn)練占了課程將近一半的時(shí)間，這使得學(xué)生對(duì)圖形的理解重細(xì)節(jié)，輕結(jié)構(gòu)。表現(xiàn)在畫圖時(shí)關(guān)注的是該畫哪條線了，而不是在畫哪個(gè)結(jié)構(gòu)，其結(jié)果就是多畫線或漏畫線，甚至人為地附加條件。在進(jìn)入零件圖部分后，雖然在不斷強(qiáng)調(diào)零件是在上述抽象形體的基礎(chǔ)上增加了諸如使用功能、加工制造等屬性的綜合體，但學(xué)生一方面由于缺乏相關(guān)的專業(yè)知識(shí)、缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，另一方面由于在畫法幾何部分學(xué)習(xí)中的一些潛在認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，使得學(xué)生在校正錯(cuò)誤方面或避免新的不該有的錯(cuò)誤方面，效果不明顯。

由于采用多媒體教學(xué)，很多模型不再以實(shí)物的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，而是通過(guò)多媒體教學(xué)軟件展現(xiàn)[6]。這樣的好處是在課堂上可以讓學(xué)生看到更多的圖象，不利之處也很明顯，即很多東西有可能“一閃而過(guò)”，細(xì)節(jié)沒(méi)被觀察到。

在教學(xué)過(guò)程中，作為主體[7]的學(xué)生，學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性是內(nèi)因，它決定了學(xué)生學(xué)習(xí)及掌握知識(shí)的可能和限度。工程制圖是一門實(shí)踐性高的學(xué)科，具體來(lái)說(shuō)，課后學(xué)生必須完成一定量的習(xí)題才能掌握相應(yīng)的知識(shí)。前面所列四種錯(cuò)誤只是學(xué)生常見(jiàn)錯(cuò)誤的一部分，只有把教、學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，不斷地發(fā)現(xiàn)并排除掉在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，才能有效地避免常見(jiàn)錯(cuò)誤的發(fā)生。

3改進(jìn)教學(xué)方法，著重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力

3.1改進(jìn)教學(xué)方法

教學(xué)不僅要求給學(xué)生傳授知識(shí)，同時(shí)要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。制圖中的知識(shí)主要包括基本理論及方法，制圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，還有一些常用畫法等。針對(duì)不同的部分側(cè)重點(diǎn)應(yīng)不一樣，在基本理論及方法部分應(yīng)重在講解及分析，同時(shí)要結(jié)合相關(guān)部分的工程背景，并把一些與加工等有關(guān)的信息盡早地、逐步地滲透給學(xué)生。這樣，在進(jìn)入零件圖部分時(shí)，學(xué)生自然就養(yǎng)成了先進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，弄清零件各部分的功用及理想形狀之后再畫圖的好習(xí)慣。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，始終要注重對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的貫徹與執(zhí)行，也只有這樣才能保證學(xué)生畫出符合要求的機(jī)械圖樣來(lái)。

在教學(xué)中，為了增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶可采用形象化的教學(xué)方法。如講述表達(dá)方法中局部剖視圖中表示剖切范圍的波浪線時(shí)，可解釋為剖切時(shí)去掉部分與留下部分之間的裂紋，所以波浪線只能畫在實(shí)體部分。在講解螺紋的規(guī)定畫法時(shí)，學(xué)生對(duì)內(nèi)、外螺紋中大、小徑哪個(gè)用粗實(shí)線哪個(gè)用細(xì)實(shí)線經(jīng)常搞混，為了幫助學(xué)生記憶，可解釋為手直接摸得到的哪個(gè)圓柱面所對(duì)應(yīng)的直徑畫粗實(shí)線，反之則畫細(xì)實(shí)線。這樣，學(xué)生在形象、生動(dòng)的教學(xué)過(guò)程中，很容易地就記住了相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。

3.2注重學(xué)生能力的培養(yǎng)

加強(qiáng)學(xué)生能力的培養(yǎng)包括很多方面，如在空間想象力方面，從點(diǎn)的投影部分就開(kāi)始引導(dǎo)了：要求學(xué)生每天花1 min的時(shí)間在腦子里反復(fù)想象點(diǎn)展開(kāi)前在三投影面體系的位置與展開(kāi)后在一個(gè)平面內(nèi)的投影圖。這樣，由點(diǎn)、線、面到立體的三視圖的時(shí)候空間想象力就水到渠成逐步培養(yǎng)起來(lái)了。另外，在加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合理解與應(yīng)用的能力方面要解決好“個(gè)別”與“一般”的關(guān)系，讓學(xué)生既掌握好基本理論與方法，又能具體問(wèn)題具體對(duì)待。這主要表現(xiàn)在例題的選取與講解上，例題選的有代表性，既能解釋相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用又能說(shuō)明知識(shí)點(diǎn)如何應(yīng)用。

3.3分階段測(cè)驗(yàn)——督促學(xué)生主動(dòng)、自覺(jué)完成作業(yè)的方法

就目前檢驗(yàn)教學(xué)效果的方法來(lái)看，考試仍然是最主要的手段。課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，具體表現(xiàn)為作業(yè)量大，難度系數(shù)較高。所以學(xué)生做作業(yè)“苦”，教師改作業(yè)也“苦”。每次收上來(lái)的作業(yè)就幾個(gè)版本，應(yīng)付的成分很大，教師針對(duì)這幾個(gè)版本批改時(shí)重復(fù)的工作量也很大。為了避免這種“應(yīng)付”，本學(xué)年在這方面作了一項(xiàng)改革：布置作業(yè)后，在一定時(shí)間內(nèi)把答案發(fā)給大家，然后分階段對(duì)每部分進(jìn)行一次測(cè)驗(yàn)(內(nèi)容為原題)，在測(cè)驗(yàn)前把作業(yè)收上來(lái)。這樣，既督促了學(xué)生完成作業(yè)的數(shù)量與質(zhì)量，又提高了其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和獨(dú)立性。就目前來(lái)看，學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和提問(wèn)題的積極性都比較高，效果比較好。

4結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)工程技術(shù)人員要求的提高，工程制圖課程的教學(xué)不再是簡(jiǎn)單意義上的傳授制圖知識(shí)，而是應(yīng)將工程設(shè)計(jì)思想融入教學(xué)當(dāng)中[8]；圖學(xué)教育應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。在解析學(xué)生常見(jiàn)錯(cuò)誤的過(guò)程中，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：在教學(xué)中教師不光要教圖學(xué)知識(shí)，還要積極引導(dǎo)學(xué)生縱向、橫向思維的發(fā)展，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。 同時(shí)應(yīng)當(dāng)明確工程圖學(xué)不只是一種方法、工具，也是一種思維方式[9]。工程制圖實(shí)現(xiàn)了從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，最終應(yīng)用于實(shí)踐的過(guò)程；它既強(qiáng)調(diào)與實(shí)際結(jié)合，又不能離開(kāi)抽象的思維。合理使用多媒體教學(xué)工具，在教授學(xué)生知識(shí)的同時(shí)，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使其主動(dòng)學(xué)習(xí)。錯(cuò)誤的存在是一種現(xiàn)象，透過(guò)現(xiàn)象找到導(dǎo)致錯(cuò)誤的原因并從源頭上杜絕錯(cuò)誤的出現(xiàn)才是解析錯(cuò)誤的目的。

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Analysis of Common Mistakes in Engineering Drawing Learning

XU Hui-juan1, LI Lin1, DU Li2

(1.School of Mechanical Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400050, China;

2. School of Mechanical Engineering, Chongqing Technology and Business University,

Chongqing 400067, China)

Abstract：The common mistakes should be avoided effectively in Engineering Drawing learning for students. The essence of Engineering Drawing learning is pointed out by analyzing the common mistakes that is a process from perceptual knowledge to rational knowledge and finally to practical application. As long as students studying enthusiasm is mobilized to learn actively, the causes of the mistakes can be found and the mistakes can be eliminated from the source.

Key words： Engineering Drawing; mistake analysis; active learning