工程制圖教學方法的實踐與探索研究

摘要：工程制圖課程是一門研究用投影法繪制工程圖樣和解決空間幾何問題的重要技術基礎必修課，其目的是培養學生空間想象能力和形象思維能力。在教學實踐中強調了教師的主導作用和學生的主體作用。要講好緒論課，可激發學生的興趣和求知欲，激發學生的使命感、責任感；注意不同專業授課的側重點，適當引入在研課題，引發學生發散性思考；引導學生獨立自主學習，正確規范運用“工程制圖語言”；有效利用多媒體輔助教學手段；可將職業生涯規劃相關知識融入課程，幫助學生認識自我，不斷調整生涯坐標，更好地適應社會對于創新性人才的需求。

關鍵詞：工程制圖；教學方法；探索實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）27-0053-02

隨著知識經濟和信息社會的到來，教學不僅要教給學生知識，更要培養學生的綜合能力，即教學須從強調知識的傳授轉向重視能力的培養，從技能教學逐漸過渡為思維方式的引導及設計創新意識的培養。[1-3]

工程制圖是一門研究用投影法繪制工程圖樣和解決空間幾何問題的重要技術基礎必修課。主要內容分為理論知識和實踐技能。理論知識包括投影基礎知識和國家相關標準；實踐技能指對工程圖形表達方法的掌握，這是每個工程技術人員必須具備的能力。工程制圖課程的主要目標是培養學生閱讀和繪制工程圖樣，解決空間幾何問題的能力。因此，作為工程制圖教學工作者需要在實踐中就教學方法作不斷的探索與研究。

一、講好緒論課，激發學生的興趣和求知欲

緒論課是一門課程的前言課、概論課、簡介課、導入課。緒論的特點具有根本性、概括性、導向性、引領性。即從根本上表明了該課程的性質“是什么”和主要任務。建立起課程整體概念，概括反映了課程的內容結構。引導學生明白“為什么”學習這門課程以及最終所要達到的目標。指引學習的方向，使學生明白應“怎樣學”該課程，明確學習的意義及學習的基本方法。其基本方法是學習圖樣的表達方法和畫法。根本性質是研究對象、圖樣和機器之間的關系，主要任務是要培養學生繪圖讀圖的能力。

緒論課要特別講清楚課程培養畫圖和看圖的能力，講清楚課程與科學研究的關系，以及在發展人的思維能力方面的作用。通過該課程基本概念的明晰，不僅可以使學生認識到工程制圖課程的重要性，激發學生濃厚的興趣和求知欲，激發學生的使命感、責任感，還可以幫助學生建立課程學習的良好心理環境，形成對本課程的整體認識。這樣學生學習會沿著正確的方向發展，有的放矢，對于提高整個課程的教學質量有其重要的作用。

因此緒論課在整個課程的講解中占有舉足輕重的作用，爭取好的開局，事半功倍。

二、培養學生的空間想象力、形象思維能力

形象思維能力亦稱空間想象能力，它主要指人們對三維客觀或虛擬對象的想象、認識能力。就制圖而言，是指人在頭腦中建立起物體的形象和弄清物體與投影的關系，并使二者相互轉化的能力。

高素質的人才應該具備較強的邏輯思維能力和形象思維能力。工程制圖課程主要目標是培養學生繪圖、讀圖和圖解幾何問題的能力以及利用計算機初步繪圖的能力。該課程教學的最大難點是如何培養學生的空間想像力、形象思維能力，因為整個課程的教學始終是圍繞從平面（即繪制的投影圖）轉換到空間（空間的實物形狀）和從空間轉換到平面的主題展開。即要求學生能將任一空間的實物形體用平面投影圖繪制出來，或者能根據所繪制的平面投影圖將物體的空間形狀想像出來。

形象思維能力與人的基礎知識、實踐經驗、形體的儲備、思維方法等諸多因素有關。鑒于此，嘗試培養學生形象思維能力的途徑有以下幾個方面：[4]

1.增加形體“儲備庫”

根據學校教學設施條件，除課堂采用三維動畫多媒體教學外，還采取組織學生參觀實體模型，到工廠參觀機械加工等方式，增加學生的形體“儲備庫”。幫助學生從直觀實物進行抽象思維，在頭腦中實現物與圖的轉化，再進行徒手繪圖實踐，CAD繪制圖樣等加深理解。這為培養學生的形象思維能力奠定了基礎。

2.通過類比提問，促進學生積極思維

在教學中要充分發揮學生的主體作用，帶著問題主動探索學習，而且教師也要在教學實踐中創造條件使學生思維積極。如：講解完圓柱體表面上點的投影后，可提出問題讓學生思考對于圓錐體的三視圖是否也能用積聚性投影求其表面上點的投影。這樣在師生的互動中，可集中學生課堂的注意力，促進積極思維。這對培養學生的形象思維能力起到促進作用。

3.掌握讀圖方法，重視分析綜合能力的訓練

讀圖的方法主要有三種：形體分析法、線面分析法和層次分析法。[5]

形體分析法是讀圖的基本方法。從反映形體特征的視圖入手，找出各基本形體在其他視圖中的投影，并確定之間的相互位置關系和表面過渡關系，想出完整形體的形狀。其要點是抓住特征視圖，將物體的組成部分分解出來。

線面分析法是形體分析法讀圖的補充，適用于復雜形體結構形狀。要點是掌握視圖中線、線框代表的含義，利用規律去分析物體上各表面形狀、相對位置及投影特性的方法。

層次分析方法是線面分析的一種思考方式。需要進行邏輯推理分析，對照已知視圖，確定合理部分。

因此在授課的過程中教師要特別注意引導學生從直觀思維過渡到抽象思維，利用腦中的形體“儲備庫”，想象出投影圖所要表達的實物形狀。

三、注意不同專業授課的側重點，引入相關課題，激發學生思考

目前，工科院校幾乎所有開設專業都要學習工程制圖的相關知識。所以要求授課教師在開課前，應該做足準備工作，了解不同授課專業的先修課程，每個專業的不同點。要拓展知識面，多補充設計、制造、加工等方面知識，引入教師在研的相關課題。

如：針對采礦專業，舉例描述了某礦采煤工作面布置圖的相關知識；針對計算機專業，舉例說明了機械產品虛擬裝配系統中涉及到可視計算與圖形學的相關內容等。這樣在具體授課過程中可以有針對性的開展教學，通過充實，生動的實例講解，使學生了解到本專業和制圖有關的前沿科學研究，引發學生多角度、發散性的思考問題，更明確課程學習的重要性，潛移默化的影響其主動學習，有助于學生日后科研和工作的開展。

四、引導學生獨立學習，正確運用“工程制圖語言”

圖樣作為科學技術領域里的一種通用語言，比用文字語言更為深刻和豐富。在工程上用來構思、設計、指導生產和交流意見；在科學研究中用來處理實驗數據、圖示圖解各種平面及空間圖形之間的關系、最佳方案選擇等。沒有圖樣，任何科技研究、工程施工都是無法進行的。

工程圖樣是技術人員設計思想的直接反映，一個具有創新思想的優秀設計，可以給社會帶來極大的財富。所以每一個工程技術人員必須掌握繪制和閱讀工程圖樣的基本知識，這就是所謂的“工程語言”。[5]工程制圖課程就是教會學生如何讀懂這門語言，并運用到實踐中。目前大學教學主要以教師授課為主，傳統的教學流程基本為課前備課，課堂授課，課后作業。通過教學方法改革，加大師生的互動，生生的互動，效果明顯。

五、有效利用多媒體輔助教學手段

多媒體的形象化教學既可代替教師進行系統講授，指導學生進行自學、測驗等活動；也可作為常規教學的輔助手段，結合板書，計算機CAD輔助繪圖綜合達到教學效果，是重要的教學輔助手段。目前多媒體課件進行教學的方法有著越來越明顯的優勢：[6，7]

1.直觀感、動態感強

可以借助動畫、錄像、三維模型等演示大量圖例、復雜的形體結構、零件加工過程等內容，形象生動逼真，提高學生的感性認識和理解，激發學生強烈的興趣和學習欲望。

2.信息量大，重現力強

有效利用多媒體教學手段，可以將大量的文、圖、表、聲、視頻動畫等相關教學內容集成到一起，全方位的展現給學生，信息量大，幫助提高聽課效率和理解效果。

3.提高了教學質量和教學效果

由于多媒體教學的優勢，可節約因大量板書、圖樣繪制占用時間，減輕了教師課堂作圖負擔，提高了教學質量和教學效果。

教師可有效利用多媒體輔助教學手段，增加課程信息量，自主控制教學節奏，提高課堂教學效果，使學生能夠參與教學環節，突出學生主體地位。但過度使用會影響教學效果：一是書本搬家，照本宣科。弱化了教師的主導作用，難以體現教學風格。二是教學容量過大、速度快、滿堂灌。學生停頓思考時間短，印象不深，阻礙學生多樣化的思考及潛能的發揮，難以跟上講課進程。三是學生容易產生依賴性，課堂內不積極思考，課后忙著拷貝。

六、職業生涯規劃相關知識融入課程

這門課的授課對象為中國礦業大學（北京）大一新生，是其入學學習的第一門與實踐結合最為緊密的技術基礎課。而大學前兩年是職業規劃的教育期，作為講授的老師，不應只是局限于要傳授的課程知識點，還應有責任指導大學生認識自己，樹立職業意識，拓展職業素質，逐步確立自己的職業發展方向和目標。因此，通過將職業生涯規劃有效的融入課程中，引導學生在學習專業知識的同時，不斷調整自己的職業生涯坐標，更好地適應社會人才的需求。

七、結論

我國高等教育已全面推進素質教育，更加注重培養學生的創新精神。該課程是真正意義上培養學生對一般工程圖樣的繪制和閱讀能力以及空間想象能力，可為學生后續課程和未來從事的技術工作打下良好的基礎。

因此工程制圖教學工作者需要在實踐中就教學方法作不斷的探索與研究。多學習先進的教學理念，注意授課的科學性、實踐性、先進性、個性。講好每一堂課，且要常講常新。明確教師在教學中的主導作用，學生是學習的主體，培養學生獨立自主的學習能力、空間想象能力和形象思維能力，加大師生互動和生生互動，提高課程授課質量。

參考文獻：

[1]費少梅，陸國棟.工程圖學教學方法改革的若干探索與實踐[A].第十四屆全國圖學教育研討會暨第六屆制圖CAI課件演示交流會論文集（下冊）[C]，2004：462-465.

[2]王愛芳，樊秀芹.“卓越工程師”背景下“工程制圖”教學新模式探索工程圖學教學方法改革的若干探索與實踐[J].中國電力教育，2014，

（8）：110-111.

[3]劉平.工程制圖課程創新教育的改革與探討[J].中國高教研究，

2008，（7）：91-92.

[4]李鴻斌，農莉云.論制圖課教學與形象思維能力培養[J].中國科教創新導刊，2012，（8）：90-92.

[5]高俊亭，畢萬全，馬全明.工程制圖[M].第三版.北京：高等教育出版社，2008.

[6]唐利芹，王云剛.工程制圖課程的教學方法分析與研究[J].中國科技信息，2008，（12）：211，213.

[7]藍曉民，王盛智.“工程制圖”課程多媒體教學方法探討[J].圖學學報，2013，34（1）：120-121.

（責任編輯：劉翠枝）