用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)兼容的手段進行圖學(xué)教學(xué)

摘要：為把“工程圖學(xué)”學(xué)科發(fā)展成果引入教材，教材內(nèi)容大為增加，而課程總學(xué)時卻大為減少，其教學(xué)由原先講得少、練得多，變成講得多、練得少了，使得學(xué)生識讀與繪制工程圖的能力難以真正學(xué)到手。為此，必須改革教學(xué)手段和教學(xué)方法，以做到精講多練。本文僅討論如何綜合運用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)各自不同的教學(xué)手段進行工程圖學(xué)教學(xué)，以提高工程圖學(xué)教學(xué)效率和教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程圖學(xué);圖形思維;計算機繪圖;傳統(tǒng)教學(xué);多媒體教學(xué);MCAI;教學(xué)手段

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）35-0150-02

1 概述

在這科技與教育突飛猛進的全球信息化時代，不少新理論、新技術(shù)涌上課堂，使得傳統(tǒng)課程的學(xué)時大為削減，如機械類的工程圖學(xué)課程由傳統(tǒng)教材的總學(xué)時100降為現(xiàn)在教材的60。為及時把學(xué)科發(fā)展成果引入教學(xué)，現(xiàn)在工程圖學(xué)教材增加了計算機繪圖及其三維數(shù)字建模、構(gòu)形設(shè)計等內(nèi)容，而只是精減了傳統(tǒng)畫法幾何中的部分投影，勢必產(chǎn)生教學(xué)內(nèi)容多而學(xué)時少的矛盾。

工程圖學(xué)是一門以幾何學(xué)為基礎(chǔ)，以投影法為方法，研究幾何形體的構(gòu)成、表達及工程圖樣繪制、閱讀基礎(chǔ)的專業(yè)基礎(chǔ)課。其研究對象是工程與產(chǎn)品的工程圖樣或三維數(shù)字模型。課程的任務(wù)主要進行三種能力的培養(yǎng)：即工程圖形表達能力（二維基本視圖、剖視圖三維軸測圖等工程形體常用表達法）;空間圖形思維想象能力（二維視圖與立體圖相互轉(zhuǎn)換能力）;工程圖樣繪制能力（手工繪制與計算機CAD繪制）。由于工程圖是工程項目與產(chǎn)品信息的主要載體、是技術(shù)交流的主要手段、是工程界的通用設(shè)計語言，因此，工程圖學(xué)在工科院校中成為一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課[1]。在教學(xué)中，應(yīng)精選內(nèi)容，打好基礎(chǔ)，加強實踐，培養(yǎng)工程人員識圖、繪圖能力。

根據(jù)工程圖學(xué)課程是一門工科學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課，主要有圖形性、工程性和實踐性的特點，以及知識傳授、識圖制圖能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育為一體培養(yǎng)人才的要求，課程教學(xué)環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，最基本的有：畫法幾何與工程制圖的基本理論知識的講課;課內(nèi)尺規(guī)作圖和計算機繪圖的習(xí)作輔導(dǎo)課;課外習(xí)作和自學(xué)的輔導(dǎo)答疑;部件測繪零件草圖并上機拼畫裝配圖和拆畫零件圖及其零、部件的三維建模的綜合實訓(xùn)等。在教學(xué)過程中，還穿插必要的課堂討論、參觀現(xiàn)場?？梢姡菊n程在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，十分重視實踐教學(xué)，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程圖形表達和繪圖與讀圖能力。

為了解決內(nèi)容多而學(xué)少的矛盾，當(dāng)今必須要以先進的教育理念指導(dǎo)教學(xué)手段改革。在改革的過程中，應(yīng)該重視現(xiàn)代信息技術(shù)的運用，特別是需要將網(wǎng)絡(luò)手段和多媒體手段運用進來，要傳承幾代制圖教師探索的傳統(tǒng)教學(xué)方式中當(dāng)今仍行之有效之處，協(xié)調(diào)傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代教育信息技術(shù)應(yīng)用的關(guān)系，以最佳方式進行教學(xué)，真正建立起“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”將實踐探究和相關(guān)的研究作為基礎(chǔ)教學(xué)模式，將學(xué)生對于學(xué)習(xí)的興趣激發(fā)出來，特別是需要重視學(xué)生積極性的調(diào)動，開發(fā)學(xué)生的潛能和特長，實現(xiàn)師生互動，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，尤其是空間圖形思維想象能力和繪圖能力方面的提高，切實提高教學(xué)的效率和效果，提高工程圖學(xué)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

2 多媒體教學(xué)是工程圖學(xué)教學(xué)方式改革的必然趨勢

由于此前受當(dāng)時軟硬件條件的限制，傳統(tǒng)教學(xué)手段以“粉筆與黑板+模型與掛圖”進行教學(xué)，同一學(xué)校的模型數(shù)量往往有限，攜帶模型也不方便，便不用模型講物體的投影圖，使得學(xué)生感到抽象，缺乏實感性而影響教學(xué)效果。黑板的容量有限，畫板圖又占去不少時間，很難滿足教學(xué)的實際需要。若選用制作課件或多媒體的計算機輔助教育軟件（MCAI）采用多媒體講課，不僅節(jié)省了拿模型、釘掛圖、畫板圖和寫板書的時間（必要補充的板書和局部圖解還應(yīng)邊講邊寫邊畫），并且MCAI資源中大量色彩鮮明的二維與三維動畫的電子模型掛圖、精練醒目的文字綱要、精美的界面，大大增加了教學(xué)本身的吸引力及信息量，能夠改變以往教學(xué)內(nèi)容過多而學(xué)時比較少的問題。況且，MCAI是圖形、文字、動畫、聲音等多媒體內(nèi)容的隨時再現(xiàn)和局部圖文的實時放大等多種形式效果相結(jié)合，能有效地吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)習(xí)過程不再單調(diào)乏味，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。尤其是對一年級尚未安排金工實習(xí)而缺乏機械制造工藝等知識的學(xué)生，還可以利用動畫視頻來進行機械生產(chǎn)過程的模仿，使抽象問題形象化，使教師教學(xué)變得容易，學(xué)生學(xué)習(xí)變得輕松易懂，這是傳統(tǒng)的課堂教學(xué)難以做到的。

傳統(tǒng)手段教學(xué)的教學(xué)效果取決于任課教師的教學(xué)水平，優(yōu)秀的教師通常只能在其任課班級發(fā)揮作用，各位教師的教學(xué)質(zhì)量參差不齊，而多媒體教學(xué)在制作課件過程中往往由多名教師參與，共同研討將教學(xué)精華融入其中，使高質(zhì)量的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法讓更多的學(xué)生共享，擴大了高質(zhì)量的教學(xué)資源的受益面。并且通過集體設(shè)計制作MCAI，也全面提高了教師們的教研水平。

MCAI除了課堂教學(xué)外，還可由學(xué)生課外自學(xué)，因本課程中不少知識和技能是要學(xué)生通過課外自學(xué)和大量練習(xí)獲得的，MCAI軟件配有動畫視頻等多媒體演示資料和電子習(xí)題集，可為學(xué)生課后預(yù)習(xí)、自學(xué)、練習(xí)提供相應(yīng)的輔導(dǎo)答疑，學(xué)生可在計算機上應(yīng)用MCAI軟件或CAD軟件直接完成作業(yè)。利用相關(guān)MCAI軟件系統(tǒng)還可利用學(xué)校教學(xué)信息化管理平臺，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以給學(xué)生提供一個較好的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)進行平臺的登錄，更好地進行自主學(xué)習(xí)，利用人機互動來更好的學(xué)習(xí)相關(guān)的內(nèi)容，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行及時輔導(dǎo)答疑，學(xué)生可自由選擇習(xí)題，反復(fù)地進行操練，幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)的知識，提高自身的能力。并且通過測試還能夠更好地了解自己實際掌握水平。

教學(xué)實踐證明了充分發(fā)揮MCAI的優(yōu)勢，就能明顯提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。所以，在圖學(xué)內(nèi)容不斷擴展而教學(xué)學(xué)時日益減少的形勢下，運用多媒體CAI教學(xué)是工程圖學(xué)教學(xué)手段改革的必然趨勢?，F(xiàn)代工程圖學(xué)教師，若不善于制作CAI課件，也應(yīng)善于運用多媒體形式的立體化教材和現(xiàn)代信息化教育技術(shù)手段，這是數(shù)字化信息時代對圖學(xué)教師的最低要求。

3 用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)手段各取優(yōu)勢互補兼容的方式進行工程圖學(xué)教學(xué)

多媒體教學(xué)的優(yōu)勢比較明顯，很多傳統(tǒng)教學(xué)模式都無法做到，但是通過多媒體CAI課件進行教學(xué)的時候，很多作業(yè)內(nèi)容和視頻動畫內(nèi)容展示速度比較快，學(xué)生若是處于初學(xué)階段，那么其思維很難跟上，并且其和學(xué)生使用的尺規(guī)作圖存在明顯差異，會給教學(xué)效果造成影響。面對這種情況，可以將投影儀和實物展臺合理運用進來，詳細(xì)的標(biāo)出來做圖的步驟，這樣能夠幫助學(xué)生更好地了解利用繪圖工具來做圖的整個過程。特別是在進行正投影原理的部分，很多大一學(xué)生對于二維視圖和三維視圖進行轉(zhuǎn)換的時候，思維比較困難，需要教師通過講授的辦法幫助學(xué)生進行立體空間概念的樹立，也就是培養(yǎng)學(xué)生空間思維想象方面的能力，幫助學(xué)生更好地了解和掌握直線位置、平面投影特點以及基本投影的相關(guān)特征，并通過這些特征來做好投影儀的分析，從而解決存在的相關(guān)問題。當(dāng)以傳統(tǒng)教學(xué)手段為主教學(xué)生學(xué)習(xí)到一定階段，學(xué)生已具備一定的由投影圖想象出形體的能力之后，可少用或不用模型（包括三維數(shù)字模型）來輔助教學(xué)，避免出現(xiàn)抑制學(xué)生思維的情況，給學(xué)生思維想象力更好的發(fā)展造成影響。中職，在進行邏輯思維學(xué)習(xí)以及形象思維較強的投影原理階段學(xué)習(xí)的時候，特別是在初級階段，往往會選擇畫法幾何老師通過傳統(tǒng)教學(xué)方法教學(xué)為主，將多媒體的輔助作用發(fā)揮出來。若是學(xué)生三維空間思維想象力有了明顯的提高，那么便多使用多媒體教學(xué)，以傳統(tǒng)教學(xué)方法為輔。計算機繪圖一般用多媒體教學(xué)在機房邊講邊練。綜上所述，對于原理性系統(tǒng)性較強、邏輯思維要求較高的教材，一般以傳統(tǒng)教法為主;對于知識性介紹的、信息量大的教材或大班講課，一般情況下，會將多媒體放在主要的位置。教師教學(xué)的時候，需要根據(jù)學(xué)生當(dāng)前的知識水平進行教學(xué)，真正地做到因材施教。多媒體教學(xué)方式和傳統(tǒng)教學(xué)方式都有自己的優(yōu)勢，教師需要整合二者的優(yōu)勢，只有將二者的作用都發(fā)揮出來，教學(xué)效果才可能真正地提高。

有不少教師為了方便省力，就以教材的電子光盤自始至終都用多媒體教學(xué)，但必要補充的板書和板圖還應(yīng)邊講邊寫邊畫，講課的速度應(yīng)留有學(xué)生思考的余地。若從MCAI素材庫中組織教學(xué)資源素材，應(yīng)正確處理好教學(xué)內(nèi)容與資源素材的契合度，教學(xué)資源素材是為教學(xué)內(nèi)容服務(wù)的，其運用應(yīng)與所講授的內(nèi)容應(yīng)相得益彰。由于MCAI課件設(shè)計內(nèi)容比較豐富，任課老師難對其中的內(nèi)容進行重新組織，而且每位教師都有自己的教學(xué)風(fēng)格和特點，MCAI課件作為課程教學(xué)資源的素材，要防止把教學(xué)過程直接轉(zhuǎn)嫁到MCAI課件上，因為對最終教學(xué)效果起決定作用的仍是教師，教師不僅要組織好CAI課件的有關(guān)教學(xué)資源，還要讓多媒體課件與教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系與統(tǒng)一，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來利用CAI課件組織好各堂課不同內(nèi)容的教學(xué)。

不少學(xué)校因多媒體設(shè)備有限或缺少MCAI課件，使有些教師不得不在普通教室都用傳統(tǒng)模式進行教學(xué)，無法享用到多媒體教學(xué)信息量大，教學(xué)效率高，能解決教學(xué)內(nèi)容多而學(xué)時少的矛盾之好處。自始至終都用傳統(tǒng)教學(xué)方式，切勿因為教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時少而“滿堂灌”，把課內(nèi)習(xí)題和作業(yè)幾乎都擠到課外而使學(xué)生課外習(xí)作負(fù)擔(dān)過重，實際上學(xué)生在課外未必都能完成過量的習(xí)作，結(jié)果是學(xué)生的繪圖與讀圖能力的培養(yǎng)無法達到教學(xué)的基本要求。因此，采用傳統(tǒng)教學(xué)就更要認(rèn)真貫徹“少而精、學(xué)到手”原則，力求在課堂上做到精講多練，這就要精選講課內(nèi)容，加強習(xí)作指導(dǎo);研究教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]童秉樞.工程圖學(xué)教學(xué)改革中的問題、認(rèn)識與成果[J].工程圖學(xué)學(xué)報，2008.4

[2]章拓.機械制圖課程的教學(xué)內(nèi)容與體系及教學(xué)方法的改革初探[J].水產(chǎn)教育，1985.6.

【通聯(lián)編輯：聞翔軍】

收稿日期：2019-10-16

作者簡介：陳家欣（1983-），男，福建漳平人，本科，實驗師，實驗員，研究方向為工程圖學(xué)、機械CAD/CAM。