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摘要:工程制图课程是一门研究用投影法绘制工程图样和解决空间几何问题的重要技术基础必修课,其目的是培养学生空间想象能力和形象思维能力。在教学实践中强调了教师的主导作用和学生的主体作用。要讲好绪论课,可激发学生的兴趣和求知欲,激发学生的使命感、责任感;注意不同专业授课的侧重点,适当引入在研课题,引发学生发散性思考;引导学生独立自主学习,正确规范运用“工程制图语言”;有效利用多媒体辅助教学手段;可将职业生涯规划相关知识融入课程,帮助学生认识自我,不断调整生涯坐标,更好地适应社会对于创新性人才的需求。
关键词:工程制图;教学方法;探索实践
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)27-0053-02
随着知识经济和信息社会的到来,教学不仅要教给学生知识,更要培养学生的综合能力,即教学须从强调知识的传授转向重视能力的培养,从技能教学逐渐过渡为思维方式的引导及设计创新意识的培养。[1-3]
工程制图是一门研究用投影法绘制工程图样和解决空间几何问题的重要技术基础必修课。主要内容分为理论知识和实践技能。理论知识包括投影基础知识和国家相关标准;实践技能指对工程图形表达方法的掌握,这是每个工程技术人员必须具备的能力。工程制图课程的主要目标是培养学生阅读和绘制工程图样,解决空间几何问题的能力。因此,作为工程制图教学工作者需要在实践中就教学方法作不断的探索与研究。
一、讲好绪论课,激发学生的兴趣和求知欲
绪论课是一门课程的前言课、概论课、简介课、导入课。绪论的特点具有根本性、概括性、导向性、引领性。即从根本上表明了该课程的性质“是什么”和主要任务。建立起课程整体概念,概括反映了课程的内容结构。引导学生明白“为什么”学习这门课程以及最终所要达到的目标。指引学习的方向,使学生明白应“怎样学”该课程,明确学习的意义及学习的基本方法。其基本方法是学习图样的表达方法和画法。根本性质是研究对象、图样和机器之间的关系,主要任务是要培养学生绘图读图的能力。
绪论课要特别讲清楚课程培养画图和看图的能力,讲清楚课程与科学研究的关系,以及在发展人的思维能力方面的作用。通过该课程基本概念的明晰,不仅可以使学生认识到工程制图课程的重要性,激发学生浓厚的兴趣和求知欲,激发学生的使命感、责任感,还可以帮助学生建立课程学习的良好心理环境,形成对本课程的整体认识。这样学生学习会沿着正确的方向发展,有的放矢,对于提高整个课程的教学质量有其重要的作用。
因此绪论课在整个课程的讲解中占有举足轻重的作用,争取好的开局,事半功倍。
二、培养学生的空间想象力、形象思维能力
形象思维能力亦称空间想象能力,它主要指人们对三维客观或虚拟对象的想象、认识能力。就制图而言,是指人在头脑中建立起物体的形象和弄清物体与投影的关系,并使二者相互转化的能力。
高素质的人才应该具备较强的逻辑思维能力和形象思维能力。工程制图课程主要目标是培养学生绘图、读图和图解几何问题的能力以及利用计算机初步绘图的能力。该课程教学的最大难点是如何培养学生的空间想像力、形象思维能力,因为整个课程的教学始终是围绕从平面(即绘制的投影图)转换到空间(空间的实物形状)和从空间转换到平面的主题展开。即要求学生能将任一空间的实物形体用平面投影图绘制出来,或者能根据所绘制的平面投影图将物体的空间形状想像出来。
形象思维能力与人的基础知识、实践经验、形体的储备、思维方法等诸多因素有关。鉴于此,尝试培养学生形象思维能力的途径有以下几个方面:[4]
1.增加形体“储备库”
根据学校教学设施条件,除课堂采用三维动画多媒体教学外,还采取组织学生参观实体模型,到工厂参观机械加工等方式,增加学生的形体“储备库”。帮助学生从直观实物进行抽象思维,在头脑中实现物与图的转化,再进行徒手绘图实践,CAD绘制图样等加深理解。这为培养学生的形象思维能力奠定了基础。
2.通过类比提问,促进学生积极思维
在教学中要充分发挥学生的主体作用,带着问题主动探索学习,而且教师也要在教学实践中创造条件使学生思维积极。如:讲解完圆柱体表面上点的投影后,可提出问题让学生思考对于圆锥体的三视图是否也能用积聚性投影求其表面上点的投影。这样在师生的互动中,可集中学生课堂的注意力,促进积极思维。这对培养学生的形象思维能力起到促进作用。
3.掌握读图方法,重视分析综合能力的训练
读图的方法主要有三种:形体分析法、线面分析法和层次分析法。[5]
形体分析法是读图的基本方法。从反映形体特征的视图入手,找出各基本形体在其他视图中的投影,并确定之间的相互位置关系和表面过渡关系,想出完整形体的形状。其要点是抓住特征视图,将物体的组成部分分解出来。
线面分析法是形体分析法读图的补充,适用于复杂形体结构形状。要点是掌握视图中线、线框代表的含义,利用规律去分析物体上各表面形状、相对位置及投影特性的方法。
层次分析方法是线面分析的一种思考方式。需要进行逻辑推理分析,对照已知视图,确定合理部分。
因此在授课的过程中教师要特别注意引导学生从直观思维过渡到抽象思维,利用脑中的形体“储备库”,想象出投影图所要表达的实物形状。
三、注意不同专业授课的侧重点,引入相关课题,激发学生思考
目前,工科院校几乎所有开设专业都要学习工程制图的相关知识。所以要求授课教师在开课前,应该做足准备工作,了解不同授课专业的先修课程,每个专业的不同点。要拓展知识面,多补充设计、制造、加工等方面知识,引入教师在研的相关课题。
如:针对采矿专业,举例描述了某矿采煤工作面布置图的相关知识;针对计算机专业,举例说明了机械产品虚拟装配系统中涉及到可视计算与图形学的相关内容等。这样在具体授课过程中可以有针对性的开展教学,通过充实,生动的实例讲解,使学生了解到本专业和制图有关的前沿科学研究,引发学生多角度、发散性的思考问题,更明确课程学习的重要性,潜移默化的影响其主动学习,有助于学生日后科研和工作的开展。 四、引导学生独立学习,正确运用“工程制图语言”
图样作为科学技术领域里的一种通用语言,比用文字语言更为深刻和丰富。在工程上用来构思、设计、指导生产和交流意见;在科学研究中用来处理实验数据、图示图解各种平面及空间图形之间的关系、最佳方案选择等。没有图样,任何科技研究、工程施工都是无法进行的。
工程图样是技术人员设计思想的直接反映,一个具有创新思想的优秀设计,可以给社会带来极大的财富。所以每一个工程技术人员必须掌握绘制和阅读工程图样的基本知识,这就是所谓的“工程语言”。[5]工程制图课程就是教会学生如何读懂这门语言,并运用到实践中。目前大学教学主要以教师授课为主,传统的教学流程基本为课前备课,课堂授课,课后作业。通过教学方法改革,加大师生的互动,生生的互动,效果明显。
五、有效利用多媒体辅助教学手段
多媒体的形象化教学既可代替教师进行系统讲授,指导学生进行自学、测验等活动;也可作为常规教学的辅助手段,结合板书,计算机CAD辅助绘图综合达到教学效果,是重要的教学辅助手段。目前多媒体课件进行教学的方法有着越来越明显的优势:[6,7]
1.直观感、动态感强
可以借助动画、录像、三维模型等演示大量图例、复杂的形体结构、零件加工过程等内容,形象生动逼真,提高学生的感性认识和理解,激发学生强烈的兴趣和学习欲望。
2.信息量大,重现力强
有效利用多媒体教学手段,可以将大量的文、图、表、声、视频动画等相关教学内容集成到一起,全方位的展现给学生,信息量大,帮助提高听课效率和理解效果。
3.提高了教学质量和教学效果
由于多媒体教学的优势,可节约因大量板书、图样绘制占用时间,减轻了教师课堂作图负担,提高了教学质量和教学效果。
教师可有效利用多媒体辅助教学手段,增加课程信息量,自主控制教学节奏,提高课堂教学效果,使学生能够参与教学环节,突出学生主体地位。但过度使用会影响教学效果:一是书本搬家,照本宣科。弱化了教师的主导作用,难以体现教学风格。二是教学容量过大、速度快、满堂灌。学生停顿思考时间短,印象不深,阻碍学生多样化的思考及潜能的发挥,难以跟上讲课进程。三是学生容易产生依赖性,课堂内不积极思考,课后忙着拷贝。
六、职业生涯规划相关知识融入课程
这门课的授课对象为中国矿业大学(北京)大一新生,是其入学学习的第一门与实践结合最为紧密的技术基础课。而大学前两年是职业规划的教育期,作为讲授的老师,不应只是局限于要传授的课程知识点,还应有责任指导大学生认识自己,树立职业意识,拓展职业素质,逐步确立自己的职业发展方向和目标。因此,通过将职业生涯规划有效的融入课程中,引导学生在学习专业知识的同时,不断调整自己的职业生涯坐标,更好地适应社会人才的需求。
七、结论
我国高等教育已全面推进素质教育,更加注重培养学生的创新精神。该课程是真正意义上培养学生对一般工程图样的绘制和阅读能力以及空间想象能力,可为学生后续课程和未来从事的技术工作打下良好的基础。
因此工程制图教学工作者需要在实践中就教学方法作不断的探索与研究。多学习先进的教学理念,注意授课的科学性、实践性、先进性、个性。讲好每一堂课,且要常讲常新。明确教师在教学中的主导作用,学生是学习的主体,培养学生独立自主的学习能力、空间想象能力和形象思维能力,加大师生互动和生生互动,提高课程授课质量。
参考文献:
[1]费少梅,陆国栋.工程图学教学方法改革的若干探索与实践[A].第十四届全国图学教育研讨会暨第六届制图CAI课件演示交流会论文集(下册)[C],2004:462-465.
[2]王爱芳,樊秀芹.“卓越工程师”背景下“工程制图”教学新模式探索工程图学教学方法改革的若干探索与实践[J].中国电力教育,2014,
(8):110-111.
[3]刘平.工程制图课程创新教育的改革与探讨[J].中国高教研究,
2008,(7):91-92.
[4]李鸿斌,农莉云.论制图课教学与形象思维能力培养[J].中国科教创新导刊,2012,(8):90-92.
[5]高俊亭,毕万全,马全明.工程制图[M].第三版.北京:高等教育出版社,2008.
[6]唐利芹,王云刚.工程制图课程的教学方法分析与研究[J].中国科技信息,2008,(12):211,213.
[7]蓝晓民,王盛智.“工程制图”课程多媒体教学方法探讨[J].图学学报,2013,34(1):120-121.
(责任编辑:刘翠枝)
关键词:工程制图;教学方法;探索实践
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)27-0053-02
随着知识经济和信息社会的到来,教学不仅要教给学生知识,更要培养学生的综合能力,即教学须从强调知识的传授转向重视能力的培养,从技能教学逐渐过渡为思维方式的引导及设计创新意识的培养。[1-3]
工程制图是一门研究用投影法绘制工程图样和解决空间几何问题的重要技术基础必修课。主要内容分为理论知识和实践技能。理论知识包括投影基础知识和国家相关标准;实践技能指对工程图形表达方法的掌握,这是每个工程技术人员必须具备的能力。工程制图课程的主要目标是培养学生阅读和绘制工程图样,解决空间几何问题的能力。因此,作为工程制图教学工作者需要在实践中就教学方法作不断的探索与研究。
一、讲好绪论课,激发学生的兴趣和求知欲
绪论课是一门课程的前言课、概论课、简介课、导入课。绪论的特点具有根本性、概括性、导向性、引领性。即从根本上表明了该课程的性质“是什么”和主要任务。建立起课程整体概念,概括反映了课程的内容结构。引导学生明白“为什么”学习这门课程以及最终所要达到的目标。指引学习的方向,使学生明白应“怎样学”该课程,明确学习的意义及学习的基本方法。其基本方法是学习图样的表达方法和画法。根本性质是研究对象、图样和机器之间的关系,主要任务是要培养学生绘图读图的能力。
绪论课要特别讲清楚课程培养画图和看图的能力,讲清楚课程与科学研究的关系,以及在发展人的思维能力方面的作用。通过该课程基本概念的明晰,不仅可以使学生认识到工程制图课程的重要性,激发学生浓厚的兴趣和求知欲,激发学生的使命感、责任感,还可以帮助学生建立课程学习的良好心理环境,形成对本课程的整体认识。这样学生学习会沿着正确的方向发展,有的放矢,对于提高整个课程的教学质量有其重要的作用。
因此绪论课在整个课程的讲解中占有举足轻重的作用,争取好的开局,事半功倍。
二、培养学生的空间想象力、形象思维能力
形象思维能力亦称空间想象能力,它主要指人们对三维客观或虚拟对象的想象、认识能力。就制图而言,是指人在头脑中建立起物体的形象和弄清物体与投影的关系,并使二者相互转化的能力。
高素质的人才应该具备较强的逻辑思维能力和形象思维能力。工程制图课程主要目标是培养学生绘图、读图和图解几何问题的能力以及利用计算机初步绘图的能力。该课程教学的最大难点是如何培养学生的空间想像力、形象思维能力,因为整个课程的教学始终是围绕从平面(即绘制的投影图)转换到空间(空间的实物形状)和从空间转换到平面的主题展开。即要求学生能将任一空间的实物形体用平面投影图绘制出来,或者能根据所绘制的平面投影图将物体的空间形状想像出来。
形象思维能力与人的基础知识、实践经验、形体的储备、思维方法等诸多因素有关。鉴于此,尝试培养学生形象思维能力的途径有以下几个方面:[4]
1.增加形体“储备库”
根据学校教学设施条件,除课堂采用三维动画多媒体教学外,还采取组织学生参观实体模型,到工厂参观机械加工等方式,增加学生的形体“储备库”。帮助学生从直观实物进行抽象思维,在头脑中实现物与图的转化,再进行徒手绘图实践,CAD绘制图样等加深理解。这为培养学生的形象思维能力奠定了基础。
2.通过类比提问,促进学生积极思维
在教学中要充分发挥学生的主体作用,带着问题主动探索学习,而且教师也要在教学实践中创造条件使学生思维积极。如:讲解完圆柱体表面上点的投影后,可提出问题让学生思考对于圆锥体的三视图是否也能用积聚性投影求其表面上点的投影。这样在师生的互动中,可集中学生课堂的注意力,促进积极思维。这对培养学生的形象思维能力起到促进作用。
3.掌握读图方法,重视分析综合能力的训练
读图的方法主要有三种:形体分析法、线面分析法和层次分析法。[5]
形体分析法是读图的基本方法。从反映形体特征的视图入手,找出各基本形体在其他视图中的投影,并确定之间的相互位置关系和表面过渡关系,想出完整形体的形状。其要点是抓住特征视图,将物体的组成部分分解出来。
线面分析法是形体分析法读图的补充,适用于复杂形体结构形状。要点是掌握视图中线、线框代表的含义,利用规律去分析物体上各表面形状、相对位置及投影特性的方法。
层次分析方法是线面分析的一种思考方式。需要进行逻辑推理分析,对照已知视图,确定合理部分。
因此在授课的过程中教师要特别注意引导学生从直观思维过渡到抽象思维,利用脑中的形体“储备库”,想象出投影图所要表达的实物形状。
三、注意不同专业授课的侧重点,引入相关课题,激发学生思考
目前,工科院校几乎所有开设专业都要学习工程制图的相关知识。所以要求授课教师在开课前,应该做足准备工作,了解不同授课专业的先修课程,每个专业的不同点。要拓展知识面,多补充设计、制造、加工等方面知识,引入教师在研的相关课题。
如:针对采矿专业,举例描述了某矿采煤工作面布置图的相关知识;针对计算机专业,举例说明了机械产品虚拟装配系统中涉及到可视计算与图形学的相关内容等。这样在具体授课过程中可以有针对性的开展教学,通过充实,生动的实例讲解,使学生了解到本专业和制图有关的前沿科学研究,引发学生多角度、发散性的思考问题,更明确课程学习的重要性,潜移默化的影响其主动学习,有助于学生日后科研和工作的开展。 四、引导学生独立学习,正确运用“工程制图语言”
图样作为科学技术领域里的一种通用语言,比用文字语言更为深刻和丰富。在工程上用来构思、设计、指导生产和交流意见;在科学研究中用来处理实验数据、图示图解各种平面及空间图形之间的关系、最佳方案选择等。没有图样,任何科技研究、工程施工都是无法进行的。
工程图样是技术人员设计思想的直接反映,一个具有创新思想的优秀设计,可以给社会带来极大的财富。所以每一个工程技术人员必须掌握绘制和阅读工程图样的基本知识,这就是所谓的“工程语言”。[5]工程制图课程就是教会学生如何读懂这门语言,并运用到实践中。目前大学教学主要以教师授课为主,传统的教学流程基本为课前备课,课堂授课,课后作业。通过教学方法改革,加大师生的互动,生生的互动,效果明显。
五、有效利用多媒体辅助教学手段
多媒体的形象化教学既可代替教师进行系统讲授,指导学生进行自学、测验等活动;也可作为常规教学的辅助手段,结合板书,计算机CAD辅助绘图综合达到教学效果,是重要的教学辅助手段。目前多媒体课件进行教学的方法有着越来越明显的优势:[6,7]
1.直观感、动态感强
可以借助动画、录像、三维模型等演示大量图例、复杂的形体结构、零件加工过程等内容,形象生动逼真,提高学生的感性认识和理解,激发学生强烈的兴趣和学习欲望。
2.信息量大,重现力强
有效利用多媒体教学手段,可以将大量的文、图、表、声、视频动画等相关教学内容集成到一起,全方位的展现给学生,信息量大,帮助提高听课效率和理解效果。
3.提高了教学质量和教学效果
由于多媒体教学的优势,可节约因大量板书、图样绘制占用时间,减轻了教师课堂作图负担,提高了教学质量和教学效果。
教师可有效利用多媒体辅助教学手段,增加课程信息量,自主控制教学节奏,提高课堂教学效果,使学生能够参与教学环节,突出学生主体地位。但过度使用会影响教学效果:一是书本搬家,照本宣科。弱化了教师的主导作用,难以体现教学风格。二是教学容量过大、速度快、满堂灌。学生停顿思考时间短,印象不深,阻碍学生多样化的思考及潜能的发挥,难以跟上讲课进程。三是学生容易产生依赖性,课堂内不积极思考,课后忙着拷贝。
六、职业生涯规划相关知识融入课程
这门课的授课对象为中国矿业大学(北京)大一新生,是其入学学习的第一门与实践结合最为紧密的技术基础课。而大学前两年是职业规划的教育期,作为讲授的老师,不应只是局限于要传授的课程知识点,还应有责任指导大学生认识自己,树立职业意识,拓展职业素质,逐步确立自己的职业发展方向和目标。因此,通过将职业生涯规划有效的融入课程中,引导学生在学习专业知识的同时,不断调整自己的职业生涯坐标,更好地适应社会人才的需求。
七、结论
我国高等教育已全面推进素质教育,更加注重培养学生的创新精神。该课程是真正意义上培养学生对一般工程图样的绘制和阅读能力以及空间想象能力,可为学生后续课程和未来从事的技术工作打下良好的基础。
因此工程制图教学工作者需要在实践中就教学方法作不断的探索与研究。多学习先进的教学理念,注意授课的科学性、实践性、先进性、个性。讲好每一堂课,且要常讲常新。明确教师在教学中的主导作用,学生是学习的主体,培养学生独立自主的学习能力、空间想象能力和形象思维能力,加大师生互动和生生互动,提高课程授课质量。
参考文献:
[1]费少梅,陆国栋.工程图学教学方法改革的若干探索与实践[A].第十四届全国图学教育研讨会暨第六届制图CAI课件演示交流会论文集(下册)[C],2004:462-465.
[2]王爱芳,樊秀芹.“卓越工程师”背景下“工程制图”教学新模式探索工程图学教学方法改革的若干探索与实践[J].中国电力教育,2014,
(8):110-111.
[3]刘平.工程制图课程创新教育的改革与探讨[J].中国高教研究,
2008,(7):91-92.
[4]李鸿斌,农莉云.论制图课教学与形象思维能力培养[J].中国科教创新导刊,2012,(8):90-92.
[5]高俊亭,毕万全,马全明.工程制图[M].第三版.北京:高等教育出版社,2008.
[6]唐利芹,王云刚.工程制图课程的教学方法分析与研究[J].中国科技信息,2008,(12):211,213.
[7]蓝晓民,王盛智.“工程制图”课程多媒体教学方法探讨[J].图学学报,2013,34(1):120-121.
(责任编辑:刘翠枝)