機(jī)械制圖的幾種教學(xué)方法研究

[摘 要] 機(jī)械制圖是工科院校理工類專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是在平面幾何、立體幾何基礎(chǔ)上的深化和提高，同時又為后續(xù)的專業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)。該課程的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生讀圖繪圖的能力，即能夠用圖來描述任何幾何物體，并且可以通過圖來想象物體的幾何形狀。學(xué)生通過學(xué)習(xí)基本視圖、向視圖、局部試圖等視圖用以適應(yīng)工程技術(shù)工作的需要。就如何學(xué)好機(jī)械制圖的課程，對幾類教學(xué)方法進(jìn)行研究。

[關(guān) 鍵 詞] 機(jī)械制圖；項目教學(xué)法；分層教學(xué)法；三維軟件結(jié)合法

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）18-0090-02

一、項目教學(xué)法

（一）項目教學(xué)法的概念

項目教學(xué)法就是由老師準(zhǔn)備一個獨(dú)立項目，學(xué)生通過自己的方式對項目進(jìn)行研究，包括處理已知信息、設(shè)計方案、具體實施等環(huán)節(jié)。項目教學(xué)法以實踐為依托、以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體，是近些年來新興的一種教學(xué)方式。

（二）項目教學(xué)法的特點(diǎn)

1.項目教學(xué)法以“項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，在教學(xué)過程中，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主動性，學(xué)生通過項目的實施，運(yùn)用新知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的興趣和自信。

2.項目教學(xué)法改變了傳統(tǒng)教育中的知識傳授模式，通過實踐教學(xué)的方法幫助學(xué)生深刻記憶知識點(diǎn)。在項目的實施過程中，提升了學(xué)生的實際操作能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，為以后的就業(yè)提供了必備能力。

（三）運(yùn)用項目教學(xué)法的意義和作用

1.激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和綜合能力。在項目確立以后，需要由學(xué)生自己思考任務(wù)的關(guān)鍵實施點(diǎn)，需要理解和掌握項目的重點(diǎn)、難點(diǎn)，實施過程由學(xué)生獨(dú)立完成。在實施過程中，學(xué)生的主觀能動性被激發(fā)，分析解決問題的能力可以得到很大程度的提升。同時，在繪圖過程中能提升學(xué)生的繪圖能力和綜合素質(zhì)。

2.形成教學(xué)理實一體化，提高了教學(xué)效率。根據(jù)課程的實際情況，教師準(zhǔn)備好上課所需的零件模型，將學(xué)生以5～6人分組，各個項目小組按照自己的意愿選擇零件模型。每個小組成員討論所選零件模型的特點(diǎn)，并借助工具對零件模型進(jìn)行測量，而后在圖紙上繪制出相應(yīng)的三視圖，同時考慮標(biāo)注、技術(shù)要求等問題。教師在學(xué)生的測繪過程中穿插講述知識點(diǎn)，將理論和實踐融會貫通。理實一體化容易讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，主動提出疑問，并且能夠幫助學(xué)生解決實際問題，更有利于知識點(diǎn)的掌握。

二、分層教學(xué)法

（一）分層教學(xué)法的概念

分層教學(xué)法主要是根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)知識基礎(chǔ)和學(xué)生對知識掌握程度的不同，教師將學(xué)生分類，并且有針對性地對各類學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，從而實現(xiàn)不同教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)方法。就我校的生源來看，學(xué)生來自全國各地，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)各不相同，在新課的學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的兩極分化現(xiàn)象，這給教師的教學(xué)工作帶來了困難。針對不同層次的學(xué)生，教師應(yīng)當(dāng)因材施教，根據(jù)學(xué)生層次的不同制定不同的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)。

（二）分層教學(xué)法的特點(diǎn)

1.將學(xué)生進(jìn)行分層。高職院校的機(jī)械制圖課程一般都開設(shè)在大一。學(xué)生剛剛結(jié)束普通的高中教育，很不適應(yīng)突然接觸的職業(yè)教育，對專業(yè)課的學(xué)習(xí)更是陌生，尤其是機(jī)械制圖這門專業(yè)基礎(chǔ)課。許多學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時立體幾何就不好，學(xué)習(xí)機(jī)械制圖不入門的很大原因就是缺乏空間想象能力和抽象思維能力。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，教師可把全班學(xué)生分為優(yōu)秀生、中等生、困難生三個層次，在實際教學(xué)過程中真正做到有的放矢。

2.將教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分層。根據(jù)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，教師應(yīng)確定不同的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，并且有針對性地設(shè)定教學(xué)任務(wù)、講解教學(xué)目標(biāo)，最終學(xué)生都能達(dá)到自己的目標(biāo)。對學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，主要鼓勵他們掌握最最基本的知識，鼓勵他們多觀察各種實物和模型，培養(yǎng)自己的空間想象能力和抽象思維能力；對中等生，鼓勵學(xué)生要多思考想圖、多動手畫圖、多動腦思考，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行實物和圖形之間的相互轉(zhuǎn)換，提高繪圖效率；對優(yōu)等生，除了教學(xué)目標(biāo)要求掌握的知識點(diǎn)以外，鼓勵學(xué)生拓展課外內(nèi)容，多看、多讀、多繪復(fù)雜零件圖和裝配圖，為后續(xù)用三維軟件繪圖夯實基礎(chǔ)。

（三）運(yùn)用分層教學(xué)法的意義和作用

1.通過分層教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高了，學(xué)習(xí)的自信心也增強(qiáng)了。此方法鼓勵學(xué)生積極思考，拓展了學(xué)生的思路，開闊了學(xué)生的視野，教學(xué)效果明顯提高。

2.經(jīng)過分層教學(xué)，每個層次的學(xué)生都有各自的目標(biāo)，學(xué)生的主觀能動性被徹底激發(fā)，學(xué)生的成績都有不同程度的提高。

3.采用分層教學(xué)后，促使教師不斷學(xué)習(xí)，在了解學(xué)生的基礎(chǔ)上做到備課充分和嚴(yán)謹(jǐn)，對提高教師的教學(xué)能力提出了更高的要求。

三、三維軟件結(jié)合法

（一）三維軟件結(jié)合法的概念

三維軟件是集CAD/CAE/CAM于一體的計算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計制造軟件，三維建模功能強(qiáng)大。三維軟件結(jié)合法就是將三維軟件和機(jī)械制圖結(jié)合起來使用，用三維軟件繪制各種形狀復(fù)雜的三維模型，使學(xué)生能夠清晰地看到二維工程圖對應(yīng)的三維模型。當(dāng)三維模型的特征發(fā)生改變時，對應(yīng)的二維工程圖也會發(fā)生改變。該方法能讓學(xué)生從不同的角度觀察三維模型，提高了學(xué)生的讀圖分析能力，化抽象為具體，從而提高授課效率和效果。

（二）三維軟件結(jié)合法的特點(diǎn)

1.在畫法幾何教學(xué)中應(yīng)用廣泛。畫法幾何教學(xué)主要應(yīng)用三維軟件的建模模塊和工程圖模塊，能自動地將三維建模轉(zhuǎn)換為二維工程圖，清楚地表達(dá)截交線、相貫線等。通過軟件功能可以在圖紙上形成基本視圖、剖視圖、向視圖、局部視圖等。

2.在組合體講解中的應(yīng)用廣泛。實際的零件通過三維軟件能體現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)的各部分，學(xué)生很容易地就清楚了零件是由哪些基本體構(gòu)成的和它們之間的位置關(guān)系。由若干個基本體按一定的方式組合而成的立體稱為組合體。畫組合體的基本方法是形體分析法，即將組合體想象分解成若干基本體的疊加或切割的分析組合體問題的方法。然后根據(jù)組合方式、相互位置，逐個畫出各形體的投影。已知兩個視圖求解第三個視圖是組合體教學(xué)環(huán)節(jié)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，它全方面地考查學(xué)生對各個視圖知識點(diǎn)的掌握程度，同時考驗學(xué)生的空間想象能力。當(dāng)面對一些組合體既有疊加又有切割的時候，學(xué)生想象不出形狀，無從下手繪圖。三維軟件中的特征建模功能可以直接生成基本體，在基本體的基礎(chǔ)上疊加或者切割形成組合體，整個建模過程直觀清楚、學(xué)生看了一目了然。

3.在剖視圖講解中的應(yīng)用。在用視圖表示物體時，不可見的結(jié)構(gòu)要用虛線來表示，但當(dāng)機(jī)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時，勢必要繪制很多的虛線，這時就會出現(xiàn)前后重疊、層次不清，影響了圖形的清晰表達(dá)，增加了看圖的難度，所以常采用剖視圖的畫法表達(dá)機(jī)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于機(jī)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)看不見，剖視圖教學(xué)特別抽象，學(xué)生很難理解如何剖切。在教學(xué)中運(yùn)用三維軟件進(jìn)行建模，使用剖切功能進(jìn)行演示并生成剖視圖，能讓學(xué)生直觀地看到視圖的形成過程。

4.在裝配圖教學(xué)中的應(yīng)用。裝配圖是表達(dá)一個機(jī)器或部件中各組成部分連接、裝配關(guān)系的圖樣。裝配圖是生產(chǎn)中重要的技術(shù)文件，是了解機(jī)器結(jié)構(gòu)和工作原理、制定裝配工藝的依據(jù)，同時也是進(jìn)行機(jī)器裝配、檢驗、安裝和維修的技術(shù)依據(jù)。裝配圖對學(xué)生來說難度較大，特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圖形。往常教學(xué)中采用多媒體課件也可用動畫顯示，但是形式單一，不容易修改，也不易看清楚動態(tài)裝配過程。利用三維軟件模擬裝配過程，學(xué)生可以看清整個裝配過程，多角度觀察零件的形狀和相互的位置關(guān)系。

（三）運(yùn)用三維軟件結(jié)合法的意義和作用

1.三維軟件具有強(qiáng)大的三維建模功能，操作簡單方便，運(yùn)用鼠標(biāo)的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、平移等功能，可以對模型進(jìn)行多角度的觀察。三維軟件還自帶參數(shù)化設(shè)計，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方式存在的參數(shù)不能修改的缺點(diǎn)。

2.三維軟件具有強(qiáng)大的工程圖模塊，可以自動地將三維圖形轉(zhuǎn)換成二維工程圖，如基本視圖、剖視圖、展開圖、向視圖等都能得到很好的表達(dá)。三維軟件輔助教學(xué)能提高學(xué)生的讀圖能力，繪制模型的效率高，達(dá)到教學(xué)效果會更好。

3.在理論教學(xué)過程中繪制三維模型，可以減少學(xué)生聽課的無聊感，繪制過程可以讓學(xué)生集中思想，觀察零件的形成過程，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，并留給他們思考空間。

總之，本文提及的項目教學(xué)法、分層教學(xué)法和三維軟件結(jié)合法都是對傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行的改進(jìn)，解決了學(xué)生普遍存在的空間想象能力不足的問題，有效地幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生參與實踐的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)自思考的能力，提升了教學(xué)的實效性，從而大大提升了教學(xué)質(zhì)量。

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