敢問《工程制圖》教學路在何方

　　摘 要： 《工程制圖》是當前職業技術學校師生普遍反應較難的一門課程，在教學中只有重點解決好關鍵因素才能提高學生對課程的適應性，有效地培養學生空間想象能力、立體思維能力和識圖繪圖的技能。工程制圖教師要通過各種策略激發學生的學習熱情和興趣，同時不斷增強學生的學習信心，將傳統的教學方法進行改革，吸收新的教學方法和教學理念，培養學生的創新思維和創新能力。
　　關鍵詞： 《工程制圖》 學習興趣 教法 學法 創新人才
　　
　　《工程制圖》課是一門重要的技術基礎課，也是對后續專業課的學習有直接影響、與生產實際密切聯系的基礎學科。同時，它是當前職業技術學校師生普遍反應較難的一門課程，課程的難點是學生識圖、繪圖技能的培養，在復雜的立體轉化為平面和平面轉化為立體的空間認識、立體思維活動中，大多數學生都存在難以適應的情況。那么，在教學中應該重點解決好哪些關鍵因素才能提高學生對該課程的適應性，有效地培養學生空間想象能力、立體思維能力、識圖繪圖技能和創新能力呢？《工程制圖》教學究竟路在何方？
　　一、結合實例，激發興趣，培養信心
　　愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”興趣是調動學生主動學習、探索知識的內在動力。由于《工程制圖》課程難學，許多學生在還沒有接觸課程之前已經有畏難情緒，在學習中一旦遇到困難則更容易喪失學習的興趣和信心。因此，采取有效措施激發學生對課程的興趣、幫助學生樹立學好課程的信心是對《工程制圖》課的成功教學的至關重要的基礎性工作。要使學生對學習感興趣，激活探索欲望，激發、調動學生的學習興趣。除了要“推銷”該課程的重要性及與專業課的關系外，還需結合生產和日常生活中的具體實例來講授課程的相關知識。
　　首先，要讓學生充分認識課程的意義和價值。興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動的傾向，它能推動人們去追求某種知識或從事某種活動。要在學生上第一節課時候，講清課程特點、內容、用途，吸引學生的注意力。讓學生產生一種新奇感，使他們感覺到這門課有東西可學，有奧妙可探，激發學生的學習沖動和探索欲望。在“引言”課的教學中通過對該課程的性質和任務的介紹，使學生明確“圖樣是工程技術界的共同語言”，是設計、制造、使用中外技術資料，以及人們交流科學技術思想的重要工具。同時還要說明，任何機械設計和制造人員，如果缺乏繪制和識讀機械圖樣的能力，就無法從事技術工作，以車工和鉗工生產實習為例，如果看不懂圖，就無法生產零件。讓學生們意識到，學好工程制圖對他們今后的學習乃至工作都可能有重要影響，激發他們的學習興趣，增強學好制圖的信心。
　　其次，愉快學習是發展興趣，樹立學習信心的關鍵因素。愉快學習來自于師生的和諧相處、情感的愉快交流，以及富有創意的學習情境的創設。因此，教師要把教學的過程精心設計成“教”、“學”雙方創造性勞動的過程，對教學的內容要反復加工、整理，充分把握好重點和難點，運用直觀、生動又富有情趣的方法組織教學和解決問題。如“物體的三視圖”是重點，而“補線”或“補圖”是難點。無論是在講課、輔導，還是在答疑過程中都要努力去創設一些引人入勝的情境，設置一些對比、多解的題目，啟迪學生尋求分析問題的途徑和解決問題的方法，品嘗到跳起來采摘智慧之果的樂趣。再如，講完尺寸標注之后，可設置一個尺寸改錯圖讓學生更正；講組合體讀圖時，可設計一些多解題讓學生思考；講“剖視圖”、“斷面圖”時，可設置表達方案相比較環節，等等。這樣能活躍課堂氣氛，增強學生求知欲，使他們感到每堂課都有所獲，不僅培養了學生刻苦鉆研、勤于思考的習慣，而且讓學生對《工程制圖》課的情感體驗由有趣到樂趣，由樂趣到志趣，從而使興趣發展到更高水平，并在愉快的學習中堅定學好課程的信心。
　　二、多管齊下，改善教法，改進學法
　　利用多種教學手段，改進教學方法。在教學實踐中，應充分利用能改善教學效果的多種教學手段和方法，特別是現代化的教學手段。可以充分利用實物和多媒體三維模型在課堂上給學生演示，把枯燥的理論通過生動、直觀的形式充分展現，增加學生的感性認識，使他們帶著好奇心進入教學中，從而使他們在感性認識的基礎上掌握知識要點。工程制圖課是一門實踐性較強的課程，基本理論、基本方法并不多，主要是通過大量的繪圖、讀圖訓練，培養空間想象能力，熟悉、理解一些基本規定，進而形成繪制、識讀零件圖和裝配圖的能力。因而在教學過程中要突出精講多練，多管齊下。
　　（一）記圖訓練：傳統的《工程制圖》教學思路將重點放在讀圖和制圖兩個方面，這是很不全面的，記圖也是制圖教學的基礎環節之一。宋代學者張載曾說：“不記則思不起。”既然工程圖樣被喻為“工程語言”，就應該具有自己的“詞匯”和“詞組”，如果基本體視圖是“詞匯”，那么組合體視圖便是“詞組”，如果能在理解的基礎上，通過反復識記，在腦海中儲存大量基本體和一些簡單組合體的圖形特征和它們所反映的空間實物形狀，能弄清圖與物之間的特征及其聯系，就已經具有初步的空間想象能力。
　　（二）構形訓練：構形訓練是指根據給定的一個（或兩個）視圖設計出各種形體，并補畫出它的另兩個（或一個）視圖，通過這種訓練，可以豐富想象，培養學生靈活多變的思維方式。例如可以給定兩個視圖，補畫出多種可能的第三視圖（即一題多解），也可以進行趣味投影構形。
　　（三）類比訓練：所謂類比訓練，是指給出幾組較為雷同的三視圖，使每組三視圖中有一個或兩個視圖相同，然后由學生分析總結兩組視圖所表示的兩個不同形體各自的投影特點。
　　（四）變位訓練：同一形體，如果變換它的空間位置，其投影后的三面視圖也將隨之發生很大變化，有時一個十分簡單的變化，就會引出難度極高的視圖，經常進行此類訓練，無疑對提高學生識圖中的應變能力和想象力非常有益。
　　（五）變形訓練：這是指將各種不同的形體劃分類型，再一種一種類型分析其投影特點，為了加深理解某一類形體的投影特點，可以將給定的三視圖改造變形為同類形體的另一種形式，再來分析兩組三視圖變形前后的異同。
　　（六）補圖訓練：補圖補線問題一直是《工程制圖》課程中的老大難問題，以往大多是根據已知視圖冥思苦想出形體的大致形狀，再來逐步補出未知視圖或缺線，這其中所花費的時間和精力非常之多。其實就平面幾何的觀點來看，補出的第三視圖與已知的兩面視圖無論表達了什么形體，就圖形本身來說都是平面圖形，即由平面圖形的結構要素點、線所組成，而從投影理論來看，給定兩面視圖，相當于確定了形體在所求投影面上的投影點的坐標。因此，我們可以將補圖視作求點的過程，通過投影規律將已知視圖上一切可能在所求投影面上的投影點都連接起來，這些點組成了一個點陣，對該點陣中結點的連接規律進行分析判斷。事實上這些結點不但決定了第三視圖的投影范圍，而且確定了所有可能的連線的方向、位置、數量，也就是說第三視圖的形狀是由這些結點中的某種連線方式所決定，這就是結點法的主要解題思路。當然，要熟練地應用結點法完成補圖補線題，要求學生對點、線、面的投影規律必須掌握得非常透徹。
　　三、增強專業素質，培養創新型人才
　　（一）培養形象思維，奠定創新基礎。
　　對于以具體形象思維為主要思維方式的中專生來說，制圖知識領會的起點，就在于觀察，充分利用直觀性原則，如對投影方法、三投影面體系的建立，以及三視圖的形成的觀察，等等。只有讓學生通過對三維空間體系向二維平面圖形的發展、運行，以及變化過程進行全面觀察，才能掌握投影規律，認識它們的特征。
　　
　　記圖是培養形象思維的又一途徑。法國作家伏爾泰曾說：“人如果沒有記憶，就無法發明創造和聯想。”所謂記圖就是在理解的基礎上，記住基本體、簡單組合體的圖形特征與它們所反映的空間實物形狀，記住圖與物之間的特征及其聯系。因此，記圖實際上是以理解為基礎的意義識記，而不是機械識記。不但要求學生分析、理解圖物之間的投影聯系，而且要求學生在此基礎上記住圖物之間的特征及聯系。其實，形象思維歸根到底是表象的儲備積累，這些表象正是我們創新的基礎。
　　（二）培養直覺思維，激發創新火花。
　　愛因斯坦曾說：“在科學創造中，真正可貴的因素是直覺。”直覺思維是創造性思維活躍的一種表現，它既是發明創造的先導，又是百思不解之后突然誕生的碩果。要培養直覺思維必須注意以下兩點：首先，直覺思維總是以熟悉的有關知識及其結構為依據的，要發展學生的直覺思維，就要教育學生掌握學科的基本理論體系。“長對正，高平齊，寬相等”這一基本投影規律就貫穿了工程制圖這本書，它是畫圖，讀圖的基本依據。其次，對學生直覺思維的發展有直接影響的是教師運用直覺思維的情況。如果教師在解答問題時能經常有效地運用直覺思維的方法提出多種不帶抽象思維的設想，就會對學生起示范或潛移默化的作用。
　　（三）培養發散思維，營造創新氛圍。
　　發散性思維是培養學生空間想象能力的基礎，也是創造性思維的重要組成部分。它是在給出條件及資料不充分的情況下，從多方面尋求答案的思維方法。在教學中教師除講清重要的概念和分析方法外，還應注意啟發學生的思路，講課時要為學生自學和進一步探索留有余地。譬如，制圖中的“一圖多解”就是培養發散性思維的有效手段。已知物體的一個主視圖，用組合體的組合方法，從多方位、多角度補出不同俯視圖。當然營造民主、寬松的氛圍是非常重要的。教師必須做到：首先要有正確的學生觀，以積極樂觀的態度和發展的眼光去看待學生，相信每一個學生都可以成才，更相信處于發展過程中的學生具有巨大的發展潛力；其次課前教師要善于調節自己的心態，控制自己的不良情緒，保證教師在課堂上有一個良好的心境，應該把微笑帶進課堂，獻給學生；再者課堂上教師把自己當成學生中的一員，幫助學生自主學習獨立思考，保護學生的探索精神。自信心是產生創造動機的基礎，只有自信的人才有創造的愿望和創造的意識，應鼓勵學生產生“我能行”的自信，營造崇尚真知、追求真理的氛圍。
　　心理學研究表明：一個創造性活動的全過程，要經過從發散思維到集中思維，再由集中思維到發散思維的多次循環才能完成。所以培養發散性思維的同時也要培養集中思維。集中思維主要培養學生抽象、概括、判斷和推理的能力。教師不應單純地要求學生從字面上明白或記住科學的結論，而應有意識地幫助學生對提供的典型材料進行分析、綜合、抽象和概括以形成概念，并引導學生分析情況。例如：圓錐體表面上點的投影，其方法有輔助線和輔助平面法，但這兩種方法的起點應是從投影的積聚性出發，漸漸提高集中思維能力。集中思維和發散思維應統一安排，并在發散的基礎上多中選優，使之得到升華，產生創造性成果。
　　（四）培養求異思維，開辟創新天地。
　　制圖中出現的習題大部分為同式問題，它表現為把問題所提供的條件信息聚合起來，得出一個正確答案的過程。它具有明顯的方向性和概括性，但容易造成思維定勢，形成對思維的束縛。求異思維是可以同時從廣度和深度上進行的多思維活動，具有流暢、變通、獨特的性質，是比較靈活的思維方式。
　　“疑”是創新思維的關鍵。“問”是追求的動力，是創新的前提。許多發明創造正是從質疑開始，從解疑入手的。愛因斯坦曾說：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要。”因此在教學時，首先要精心創設問題情境，所設計的問題應能針對學生的疑難之處和所教知識的重點，富有現實意義和啟發性、開放性，有恰當的問題探索空間；其次要鼓勵學生大膽生疑，勇于解疑，敢于發問；再次要引導學生有目的地設疑生問；最后要引導學生主動地獨立思考、獨立解決問題、創造性地釋疑。
　　（五）培養動態思維，提高創新能力。
　　空間想象能力的培養始終是制圖教學研究的一個重要課題。空間想象思維大都是在必須探索其解決辦法的問題情境中產生的，也是受人的需要所推動的。空間想象力愈強其創新能力也相應增強。在制圖教學中就是要通過投影圖、運動聯系、空間形體的轉換過程體現出來。這些過程本身都是在人的大腦中顯現，經綜合、發展形成的。運用動態思維，精心設立問題情境，鍛煉和掌握符合思維規律的思想方法，從而科學地、正確地、迅速地實現“形”與“體”的轉換。例如：線面分析是培養學生的識圖能力常用的方法。按此方法講解圖形上的每條“線”時，常被表述為輪廓、面的投影、重影、積聚。這樣表述的結果，往往使得本來較抽象的“線”，仍然停留在線面的概念上。如果改用動態的表述方法（如使用切割、疊加、提位、抽出等術語）描述形成形體局部結構的“線”，這就容易使學生簡潔明快地建立起深刻的空間形象。同樣，零件圖、裝配圖可從結構、原理、加工方法等諸因素相聯系的表象中，概括、綜合出最后形成的、具有一定“功能”的空間工藝形象。
　　綜上所述，工程制圖教師要通過各種策略激勵學生的學習熱情和興趣，同時不斷增強學生的學習信心，將傳統的教學方法進行改革，吸收新的教學方法和教學理念，培養學生的創新思維和創新能力，為我國的現代化建設培養更多更專業的創新人才。
　　
　　參考文獻：
　　［1］錢可強.工程制圖（第五版）中國勞動社會保障出版社，2007.
　　［2］韓滿林.工程制圖.電子工業出版社，2006.
　　［3］畢廣蘭.工程制圖課的教法探討.教師論壇，2002，（5）.
　　［4］謝寶鋒.談工程制圖的教學.教師論壇，2002，（8）.
　　［5］胡黎霞.啟發思維方法在《工程制圖》教學中的應用.莆田學院學報，2004，（9）.
　　［6］馮忠良.結構——定向教學理論與實踐.北京：北京師范大學出版社，1992.
　　［7］鄒宜侯，竇墨林.工程制圖.清華大學出版社，2000.
　　［8］高征兵，管榮根.圍繞工程制圖進行《計算機繪圖》的教學改革與創新實踐［J］.高等教育研究，2003.