基于美學(xué)的機(jī)械制圖教學(xué)研究

張 帆，呂文靜，王蘭蘭

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451460)

愛因斯坦曾說：“如果通過邏輯語言來描繪我們對(duì)事物的觀察和體驗(yàn)，這就是科學(xué)；如果用有意識(shí)的思維難以理解而通過直覺感受來表達(dá)我們的觀察和體驗(yàn)，這就是藝術(shù)。二者的共同之處就是摒棄專斷，超越自我的獻(xiàn)身精神?！蔽覈?guó)著名教育學(xué)家、中科院院士吳全德教授在《科學(xué)美——科學(xué)中美的哲學(xué)和科學(xué)中的藝術(shù)》一文中寫道：“科學(xué)美同藝術(shù)美一樣，屬于廣義的社會(huì)文化美，它是審美存在的一種高級(jí)形式?？茖W(xué)美是理性探索未知活動(dòng)中，及其在科研成果中所具有的審美價(jià)值形式。”[1]由此可見，科學(xué)與藝術(shù)是密不可分的。如果把科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合，從藝術(shù)美的角度審視科學(xué)美，從某種意義上講，對(duì)科學(xué)的實(shí)用性與創(chuàng)新性研究會(huì)有很大的促進(jìn)作用。

機(jī)械制圖是工科基礎(chǔ)課，是研究繪制與識(shí)讀機(jī)械圖樣的一門科學(xué)，屬于典型的科學(xué)范疇。圖樣是工程界的重要技術(shù)資料，如同語言、文字一樣，是表達(dá)和交流技術(shù)思想的重要工具之一。它的教學(xué)目的是在傳授基本理論的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。然而，由于機(jī)械圖樣的繪制必須嚴(yán)格按照《機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，所以，機(jī)械制圖基本理論的學(xué)習(xí)過程是枯燥的。在平時(shí)的教學(xué)過程發(fā)現(xiàn)，如何在課堂上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性成了教學(xué)的難點(diǎn)。如果從藝術(shù)美的角度去分析、闡釋機(jī)械制圖，即在講授基本理論、基本知識(shí)的同時(shí)，讓學(xué)生從審美的角度去發(fā)現(xiàn)圖樣中的美，并在生活中尋找課堂上學(xué)過的相關(guān)物體，從而促進(jìn)他們對(duì)內(nèi)容的理解和掌握，使學(xué)習(xí)由被動(dòng)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)，對(duì)于提高教學(xué)效果能夠起到事半功倍的作用。

一、藝術(shù)美在教學(xué)中的意義

(一)激發(fā)情感

蘇聯(lián)著名教育實(shí)踐家和教育理論家蘇霍姆林斯基說：“美是一種心靈的體操，它使我們精神正直、良心純潔,情感和信念端正?！泵揽梢约ぐl(fā)人的情感，使人在潛移默化中被感化。我們發(fā)現(xiàn)機(jī)械制圖中的美，寓教于樂，通過美的形式，在不知不覺中將知識(shí)傳授給了學(xué)生。

(二)提高思維能力

形象思維是人類主要的思維方式之一。美學(xué)就是培養(yǎng)人形象思維的。而機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)過程培養(yǎng)的是人的三維空間想象能力，這也屬于形象思維，兩者之間存在著直接的聯(lián)系。因此，從美學(xué)入手的機(jī)械制圖教學(xué)，可以使學(xué)生更加輕松、愉悅地接受知識(shí)。

(三)培養(yǎng)綜合型人才

美國(guó)詩人惠特曼說過，智慧是從靈魂中引發(fā)出來的。因此，智慧不僅僅指知識(shí)，還應(yīng)該包括經(jīng)驗(yàn)、情感和修養(yǎng)。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，教育只有面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來，注意知識(shí)結(jié)構(gòu)的綜合化，而不囿于某一學(xué)科的單一知識(shí)，才能夠培養(yǎng)出符合時(shí)代要求的新型人才[2]。我們通過美學(xué)的鮮明形象感染學(xué)生，激發(fā)情感，提高學(xué)生的形象思維能力，有利于他們的全面發(fā)展，同時(shí)獲得良好的教學(xué)效果。

二、藝術(shù)美在圖形繪制中的表現(xiàn)形式

美學(xué)理論家亞里士多德曾說過，美在于秩序、勻稱與明確[3]。同樣，機(jī)械制圖也講究簡(jiǎn)潔、清晰、合理。深入分析學(xué)生繪制圖形時(shí)容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以不同的形式將美融入相關(guān)內(nèi)容中，加深印象，并且使學(xué)生能夠舉一反三，可以達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

(一)層次美

《機(jī)械圖樣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了九種不同的線型來表達(dá)不同的含義。例如：可見輪廓線用粗實(shí)線表示；不可見輪廓線用虛線表示；軸線、對(duì)稱中心線用點(diǎn)畫線表示；輔助線用細(xì)實(shí)線表示；等等。

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于各種線型的使用并不理解，繪圖過程中經(jīng)常出現(xiàn)不區(qū)分線型、線寬，漏掉點(diǎn)畫線，輔助線用虛線等現(xiàn)象。中學(xué)教材中也有圖形繪制的內(nèi)容，但是，對(duì)于“圖線的應(yīng)用”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)沒有與大學(xué)相關(guān)內(nèi)容保持一致。例如，中學(xué)教材中，用虛線作為輔助線，沒有引入點(diǎn)畫線的概念，等等，這些在《機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中都是錯(cuò)誤的表達(dá)方法。中學(xué)教材中的這些錯(cuò)誤表示法對(duì)于大學(xué)制圖課的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了很大的干擾，利用傳統(tǒng)的教學(xué)方法在糾正這些錯(cuò)誤時(shí)往往事倍功半。將美學(xué)概念引入機(jī)械制圖的課堂，以具體、生動(dòng)、鮮明的形象吸引學(xué)生，使他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中欣賞美的同時(shí)掌握知識(shí)，教學(xué)效果明顯提高。

如圖1所示。圖(a)，圖線清楚、粗細(xì)分明，有很好的層次感；圖(b)，所有的線型均為粗實(shí)線，圖線混亂，含義表達(dá)不清；圖(c)，缺少點(diǎn)畫線，圖形沒有基準(zhǔn)線，不夠完整，沒有層次感。將這三個(gè)圖放在一起進(jìn)行對(duì)比，能使學(xué)生直觀地從“層次美”的角度感受正確繪制圖線的重要性，在繪圖時(shí)能夠規(guī)范地使用圖線，以體現(xiàn)圖形的“層次美”，從而提高圖面質(zhì)量。

(a) (b) (c)

圖1平面圖形的“層次美”

(二)視覺美

尺寸標(biāo)注是機(jī)械圖樣中的一個(gè)重難點(diǎn)，它是整張圖樣中指令性最強(qiáng)的一部分。一位AutoDesk公司資深培訓(xùn)師說過，“你怎么加工，我怎么測(cè)量；你怎么測(cè)量，我怎么標(biāo)注；你怎么標(biāo)注，我怎么畫圖”。顯然，繪圖、尺寸標(biāo)注的合理性都源于加工方法。但是，初學(xué)者沒有任何的加工知識(shí)，想要做到正確、完整、清晰、合理地標(biāo)注尺寸有很大的難度。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)通常不知道尺寸應(yīng)如何標(biāo)注，因此，即使圖形畫得很好，由于尺寸標(biāo)注不合理也會(huì)使圖面的整體效果大打折扣。所以，在這部分教學(xué)中，首先將視覺美引入教學(xué)，通過對(duì)比的方式讓學(xué)生體會(huì)如何標(biāo)注尺寸，尺寸標(biāo)注應(yīng)該如何布局更合理。

《機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定標(biāo)注尺寸時(shí)：并列尺寸，尺寸線間間隔約為5～10 毫米，且小尺寸在內(nèi)，大尺寸在外，避免尺寸線與尺寸界線相交；串列尺寸箭頭對(duì)齊，等等。這些都是為圖面的清晰、合理、美觀而制定的標(biāo)準(zhǔn)。讓學(xué)生從視覺美的角度理解尺寸標(biāo)注的原則比死記硬背效果好得多，標(biāo)注尺寸時(shí)很容易做到正確、完整、清晰、合理。

如圖2所示。圖(a)，直徑尺寸都集中標(biāo)注在圓視圖上，尺寸擁擠，且圖線穿過尺寸數(shù)字，不好辨認(rèn)，容易在讀圖過程中產(chǎn)生歧義；非圓視圖中的三個(gè)尺寸標(biāo)注時(shí)尺寸線與尺寸界線相交，不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，且讀圖時(shí)容易產(chǎn)生歧義，是一種錯(cuò)誤標(biāo)注。圖(b)，直徑尺寸均標(biāo)注在非圓視圖上，且小尺寸在內(nèi)，大尺寸在外，尺寸標(biāo)注清晰合理，錯(cuò)落有致，圖面布局整齊、美觀。

(a)

(b)

在授課過程中，通過這樣的對(duì)比，使學(xué)生了解尺寸標(biāo)注不僅要完整，還需要兼顧圖面布局的合理性，以及讀圖的便捷性，加深對(duì)內(nèi)容理解的同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的全局觀。

三、制圖課堂教學(xué)中藝術(shù)美的引導(dǎo)

在機(jī)械制圖理論講授過程中, 如果僅僅分析形體, 學(xué)生理解起來有難度。如果嘗試引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用一些常見的美學(xué)規(guī)律,了解形體的特點(diǎn),可以為今后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在實(shí)踐中, 運(yùn)用美學(xué)規(guī)律, 幫助學(xué)生分析形體, 對(duì)于他們掌握知識(shí)，培養(yǎng)對(duì)于美的鑒賞力有積極的意義。

(一)提高板書的藝術(shù)性，體現(xiàn)層次美

通過規(guī)范、美化的板書，潛移默化地影響學(xué)生，使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的過程中獲得良好的視覺形象, 感受到美。

教師在日常教學(xué)中：首先，應(yīng)該練就一手好字，既可以使學(xué)生賞心悅目，又可以激起學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的興趣；其次，在板書中注意線型、線寬的規(guī)范，可以用不同的顏色區(qū)分線型，使得圖形更加有層次，充分展現(xiàn)圖形的層次美。

(二)觀摩范圖、定期點(diǎn)評(píng)，提高審美能力

在平時(shí)的作業(yè)中，要求學(xué)生圖面合理布局，圖線使用規(guī)范，字體書寫工整。每次作業(yè)后，選擇較好的圖紙進(jìn)行展示、點(diǎn)評(píng)，指導(dǎo)學(xué)生觀摩范圖, 在交流的過程中提高的審美能力。

(三)開辟第二課堂，創(chuàng)造美，強(qiáng)化審美能力

機(jī)械制圖是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的

課程，以前教師采用掛圖和模型進(jìn)行課堂教學(xué)，現(xiàn)在則運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)。在3D掃描、3D打印技術(shù)普及的當(dāng)下，教師可以通過第二課堂，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用美學(xué)規(guī)律, 自己設(shè)計(jì)、制作模型。組織學(xué)生從多角度比較、分析, 創(chuàng)造出美的形體。這樣, 可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性, 啟發(fā)他們對(duì)于機(jī)械圖樣的理解, 培養(yǎng)空間想象能力,增強(qiáng)對(duì)于美的感性認(rèn)識(shí),提高審美能力, 激發(fā)對(duì)于美的創(chuàng)造力, 最終達(dá)到提高學(xué)習(xí)效果的目的。

四、結(jié)語

美體現(xiàn)在生活的方方面面，人類文明的發(fā)展史其實(shí)就是人類發(fā)現(xiàn)美、欣賞美、追求美、創(chuàng)造美的過程[4]。正如藝術(shù)大師羅丹所說，生活里并不缺少美，缺少的是發(fā)現(xiàn)美的眼睛。

機(jī)械制圖教學(xué)中充滿了美學(xué)因素，它以具體、生動(dòng)的形象打動(dòng)人?；诿缹W(xué)的機(jī)械制圖教學(xué)改革，通過引導(dǎo)學(xué)生觀察機(jī)械圖樣中的美，使他們學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)美、欣賞美、追求美、創(chuàng)造美。將科學(xué)美與藝術(shù)美結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生對(duì)美的感知，提高了他們的觀察能力、審美能力、想象能力、思維能力和創(chuàng)造能力。從美學(xué)的角度闡釋機(jī)械制圖，擺脫了知識(shí)單一、沉悶枯燥的課堂教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量，對(duì)深化素質(zhì)教育有積極的意義。