芻議實(shí)驗(yàn)班工程圖學(xué)的教法與效果

單寶峰　馬寧　張彥富

摘 要 工程圖學(xué)是工科院校必須掌握的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，教育對象大多是一年級學(xué)生，從教學(xué)過程和效果來看主要存在多種能力培養(yǎng)的問題，如何針對能力培養(yǎng)，進(jìn)行工程圖學(xué)教育，以滿足現(xiàn)代社會對具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)工程技術(shù)人才的要求是要探索的問題。本文就實(shí)驗(yàn)班工程圖學(xué)的教法與效果進(jìn)行探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞 工科教育 工程圖學(xué) 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.02.050

工程圖學(xué)是工科教育所必須慎重對待的一門課程，其教學(xué)內(nèi)容為投影方法、正投影的基本理論、空間幾何元素和立體在平面上的圖示原理和方法等。其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的空間幾何問題的圖解能力，空間想象和空間分析能力，繪制和閱讀工程圖樣等能力。它不僅為工程制圖提供必要的基礎(chǔ)，也為學(xué)生后續(xù)課的學(xué)習(xí)提供必要的基礎(chǔ)。目前，從教學(xué)過程和教學(xué)效果看主要存在的問題：（1）空間分析、空間想象能力較差。學(xué)生感到聽課容易，做題難；（2）缺乏構(gòu)型設(shè)計(jì)的內(nèi)容及訓(xùn)練，構(gòu)型設(shè)計(jì)的能力較差，學(xué)生不會表達(dá)自己構(gòu)思的形體；（3）綜合分析和應(yīng)用理論的能力差，學(xué)生在繪圖和閱讀圖樣的過程中對所遇到的問題不會用畫法幾何的理論分析解決；（4）學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐動手能力較差。傳統(tǒng)的教學(xué)方法還是在應(yīng)試教育的模式下習(xí)慣于“滿堂灌”等，嚴(yán)重束縛了學(xué)生的觀察、思考、想象和創(chuàng)新能力，不利于學(xué)生自學(xué)和實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)。本文從對學(xué)生的能力培養(yǎng)的幾個(gè)方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

（1）加強(qiáng)點(diǎn)、線、面及其相對位置投影理論教學(xué)，為學(xué)生圖示、圖解空間幾何問題打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。畫法幾何是研究空間幾何問題圖示法與圖解法的學(xué)科。其研究對象有：一是研究空間幾何元素（點(diǎn)、線、面）及其相對位置在平面上的表示法；二是研究運(yùn)用投影法在平面上用幾何作圖的方法來解決空間幾何問題。圖示法是以投影理論為基礎(chǔ)的，而圖示法和圖解法即畫法幾何為圖樣表達(dá)提供了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。因此，教師要高度重視投影理論的教學(xué)。教師在深入研究教學(xué)大綱基礎(chǔ)上，吃透其內(nèi)在聯(lián)系，向?qū)W生有計(jì)劃、有目的、系統(tǒng)地將基本概念、投影理論準(zhǔn)確、透徹、簡練地傳授給學(xué)生，抓住重點(diǎn)、由淺入深、循序漸進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生突破難點(diǎn)。教學(xué)實(shí)踐中，要求學(xué)生熟練掌握、深信不疑并能靈活運(yùn)用投影理論。學(xué)生只有熟練掌握這些投影理論，才能為學(xué)好這門課程打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。

（2）加強(qiáng)空間分析教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生空間分析和空間想象能力?？臻g分析是工程圖學(xué)的難點(diǎn)，也貫穿這門課的始終。學(xué)生反映聽課容易，做題難，其根本原因就是空間分析和空間想象能力較差。具體的來講就是學(xué)生忽視分析空間幾何關(guān)系、空間幾何原形與平面圖形間的對應(yīng)關(guān)系，只是試圖用書本上的某些結(jié)論去解題；或者只注意空間幾何關(guān)系，而拋開已經(jīng)歸納出來的投影規(guī)律，用模型比擬空間情況來直接獲得答案。教學(xué)中要加強(qiáng)空間分析教學(xué)，正確引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行空間想象。也就是在講授基本理論時(shí)候要從空間分析入手，在講授理論應(yīng)用時(shí)，要注意引導(dǎo)學(xué)生分析作圖條件，建立解題的空間模型，確定空間解題步驟，以及引導(dǎo)學(xué)生想象解題結(jié)果的空間情況，使得學(xué)生在空間—平面—空間反復(fù)思維的過程中使自己的空間想象能力得到提高。我們在教學(xué)中，注重的是空間分析和解題思路的講解，一般情況下不給學(xué)生圖示解題。切忌只注重解題過程的圖示講解，而忽視空間分析和解題思路的講解，不利于空間分析和空間想象能力的培養(yǎng)。這種實(shí)踐過程在開始的時(shí)候?qū)W生會感到有一定的困難，不過很快就會逐步適應(yīng)的，并且學(xué)生的空間分析和空間想象能力的培養(yǎng)、提高的速度會大大加快。

（3）設(shè)置典型的一題多種解法例題，提高學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。設(shè)置典型的一題多種解法例題，可以讓學(xué)生找出多種解題思路，再去比較、分析、優(yōu)選解題方法，培養(yǎng)提高綜合分析和應(yīng)用理論的能力。如：求一已知點(diǎn)到一定直線間的距離。同學(xué)們很熟悉這道題，因?yàn)樵诓煌氖谡n階段都作為例題出現(xiàn)。此題共有8種解題方法，應(yīng)用了不同的投影理論，涉及到的知識面很廣，有直角三角形法，輔助垂直面法，換面法、旋轉(zhuǎn)法。在“投影變換應(yīng)用”的習(xí)題課上，又將此題拋出，要求學(xué)生對此題進(jìn)行空間分析，并給出解題思路來。學(xué)生們的積極性很高，踴躍發(fā)言，把8種解題方法的空間分析和解題思路都總結(jié)出來，效果很好。許多同學(xué)表示，聽完同學(xué)對這道題的分析與講解，感到柳暗花明了，增強(qiáng)了學(xué)好這門課程的自信心。像這種典型的一題多種解法例題，能激發(fā)學(xué)生想象，有助于培養(yǎng)多向思維，提高對知識的綜合應(yīng)用能力。

（4）開展創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新活動是開展創(chuàng)新教育的最佳方式。在教學(xué)中要時(shí)刻不忘以創(chuàng)新為教學(xué)目的，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，積極開展創(chuàng)新活動，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)。在學(xué)完“組合體”后留給學(xué)生一創(chuàng)新實(shí)踐大作業(yè)，每個(gè)學(xué)生“自主設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度的組合體（不許重復(fù)），在A3圖紙上繪制出三視圖和軸測圖，并制作出模型?！逼淠康氖桥囵B(yǎng)學(xué)生的空間想象能力（設(shè)計(jì)組合體）；培養(yǎng)空間構(gòu)型能力（設(shè)計(jì)組合體）；培養(yǎng)繪圖、讀圖能力（繪制三視圖和軸測圖）；培養(yǎng)實(shí)踐動手能力（模型制作）；培養(yǎng)自學(xué)能力（自學(xué)軸測圖內(nèi)容）；培養(yǎng)審美意識（布圖、線型、字體等圖面質(zhì)量）；培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)（設(shè)計(jì)、繪圖、作品制作等）。實(shí)踐表明，這一創(chuàng)新實(shí)踐活動是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的極佳活動，它激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，使他們的創(chuàng)新能力有機(jī)會得以發(fā)揮，從而達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。表1是對全班78名學(xué)生進(jìn)行的創(chuàng)新實(shí)踐活動實(shí)施效果調(diào)查。

（5）搭建實(shí)訓(xùn)平臺，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。我國把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育作為建設(shè)“創(chuàng)新型”國家的重要一環(huán)，以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為目標(biāo)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，它強(qiáng)調(diào)“教、學(xué)、做”三者合一以及人的全面發(fā)展和終身發(fā)展，對培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞拇髮W(xué)生具有不可估量的作用。工程圖學(xué)是一門將知識、實(shí)踐和能力融為一體的綜合性課程，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力方面所起的作用是其他課程無法替代的。因此在工程圖學(xué)教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)對學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，學(xué)校與?？怂箍涤?jì)量有限公司共建了“沈航——?？怂箍禍y量技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”，供教師進(jìn)行科研和教學(xué)使用。我們利用這一實(shí)訓(xùn)平臺，進(jìn)行一次實(shí)訓(xùn)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的“4.5.4 SF”等型號三坐標(biāo)測量儀上完成“對殼體類零件進(jìn)行測量，利用一種繪圖軟件（不限定軟件）進(jìn)行零件的三維造型，繪制出零件圖，并對零件進(jìn)行幾何精度評價(jià)。”這次實(shí)訓(xùn)的目的，就是要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力；培養(yǎng)計(jì)算機(jī)繪圖能力；提高工程圖表達(dá)能力；培養(yǎng)組織、管理、協(xié)調(diào)能力等，使學(xué)生大開眼界，增長見識，基本上掌握了先進(jìn)測量設(shè)備的使用和測量技術(shù)，為學(xué)生未來的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)奠定了一定的基礎(chǔ)。其教學(xué)效果是毋容置疑的，這種實(shí)訓(xùn)深受廣大學(xué)生的喜愛。

結(jié)束語：工程圖學(xué)的教育對象是大學(xué)一年級學(xué)生，我們的授課對象是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班學(xué)生，盡管他們的空間概念薄弱，但已具有一定的邏輯思維、形象思維和直覺思維的能力，因此，在工程圖學(xué)教育教學(xué)中除了完成培養(yǎng)學(xué)生多種能力的基本目標(biāo)以外，應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力作為最高目標(biāo)。三年來，我們對創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班三屆學(xué)生工程圖學(xué)教育教學(xué)不斷地進(jìn)行探索與實(shí)踐，積累了一定經(jīng)驗(yàn)，取得一定成果。我們還將繼續(xù)進(jìn)行改革、探索、實(shí)踐，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才作出不懈努力。

項(xiàng)目簡介：本文為沈陽航空航天大學(xué)校級教改項(xiàng)目“實(shí)驗(yàn)班工程圖學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐”（編號：02140108）的階段性研究成果

參考文獻(xiàn)

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