工程制圖課程教學思考與改革

王正國， 李 輝

（四川理工學院 機械工程學院，四川 自貢 643000）

引言

工程制圖課程在機械、建筑、材料、制藥、化工等很多重要領域都有廣泛的應用，被稱為“工程技術語言”［1］。作為理工院校的一門技術基礎課程，要求學生既要理解工程圖樣的形成規(guī)律，又要掌握工程圖樣的繪圖技能。學好這門課程，不僅能培養(yǎng)學生對后續(xù)相關課程的學習興趣，還能為學生畢業(yè)后從事專業(yè)方面的工作奠定基礎。近年來，教學培養(yǎng)要求調(diào)整持續(xù)不斷，相應的教學學時壓縮幅度大、技術規(guī)范更新引發(fā)的教學內(nèi)容變化也多，傳統(tǒng)的教學方法與手段已經(jīng)不能滿足教學需求。此外，課程多數(shù)是安排在大一大二階段，學生沒有經(jīng)過生產(chǎn)實踐，也缺乏系統(tǒng)的生活觀察與積累，空間想象能力薄弱，對于工程上常見的一些機械零件沒有感性認識。傳統(tǒng)的教學方法手段單一、課堂教學模式固定，理論與實踐不能較好地銜接，導致學生學習興趣不高，課堂教學效率低下。隨著科學技術的發(fā)展，一些新的教學方法和手段也不斷涌現(xiàn)，如：多媒體技術、三維實體造型技術、項目教學法等，如果與傳統(tǒng)教學方法相結(jié)合，可收獲不錯的課堂教學效果［2－5］。本文結(jié)合多年的工程制圖教學實踐，就工程制圖課程教學的一些思考與改革做總結(jié)，與同行共同探討提升教學質(zhì)量的方法。

1 注重多媒體課件的應用

近年來，隨著現(xiàn)代化教學設備的普及，多媒體技術被廣泛應用于工程制圖的課堂教學中，突破了傳統(tǒng)教學中教材、黑板、粉筆、掛圖、尺規(guī)教具的限制，將整個課堂圖文并茂地呈現(xiàn)在多媒體課件中。和傳統(tǒng)教學方式相比，多媒體教學具有明顯的優(yōu)勢和特點，合理使用多媒體教學，能取得事半功倍的效果。

工程制圖課程主要是培養(yǎng)學生的空間想象能力，掌握基本立體、立體相交線、組合體、零件以及裝配體的工程圖樣畫法，畫圖的過程中要求學生根據(jù)投影視圖想象出立體的空間形狀，即讀圖的過程。在傳統(tǒng)的教學過程中，教師往往使用木質(zhì)或者塑料實物模型作演示，但受到模型數(shù)量、課堂距離的限制，學生無法近距離觀察，教師和學生之間難以產(chǎn)生互動，教學效果并不理想。而采用多媒體技術可以將三維立體生動、形象地展示在學生面前，使得抽象的投影規(guī)律變得直觀、逼真、容易理解，也有利于培養(yǎng)學生對工程制圖課程的興趣。另外在傳統(tǒng)的工程制圖教學中，教師往往大量使用木制尺規(guī)工具在黑板上演示作圖的全過程，為了保證作圖質(zhì)量，耗費了大量的課堂教學時間，使得講授時間變得緊張，有時甚至難以完成教學任務。而通過多媒體課件可很好地解決這個問題，通過插入動畫的方式，可將長時間的作圖過程濃縮在短短的幾分鐘之內(nèi)，教師可利用更充足的時間講解重點、難點。當然利用多媒體教學也有利有弊，過度依賴于多媒體教學將使教師變成計算機操作員，長時間播放多媒體課件也會使學生產(chǎn)生視覺疲勞，因此傳統(tǒng)教學過程中的講解、演示、板書、提問互動等環(huán)節(jié)還應保留，多媒體課件始終只是教學的輔助工具，只有將其與傳統(tǒng)教學模式相結(jié)合，才能取得更好的教學效果［2，3］。

2 實體造型軟件與工程制圖教學結(jié)合

實體造型軟件（CAD）現(xiàn)已廣泛應用于工程設計及分析中，滲透到工程的各個領域，實體造型軟件有很多種，但造型的基本思想是類似的，簡單的立體可通過對草圖曲線進行拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、放樣等操作完成造型，對于復雜的立體（如截切、相貫、組合體等）可通過布爾操作完成建模。實體造型過程和工程制圖課程是密切相關的［4］，工程制圖中作圖的過程實際上是“由圖想物，由物作圖”的過程，通常“想物”的過程僅僅存在于我們的大腦中，而實體造型正好可以將所想象的三維空間立體具體展現(xiàn)出來，還能將三維立體進行投影生成三視圖。

課程中截交線、組合體、剖視圖部分通常是學生學習最吃力的章節(jié)，需要學生具有豐富的空間想象力，想象力較差的學生，對于講解的內(nèi)容有時難以理解，作業(yè)也難以完成。對于這些章節(jié)教師可以利用三維造型軟件將教材和練習冊中較難想象的立體進行造型，在講授過程中可利用實體造型軟件旋轉(zhuǎn)模型，讓學生多角度觀察，留下清晰的印象［5］。另外，還可以借助實體造型中常用的一些建模術語幫助學生想象三維立體，如拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠等，從建模的角度去理解視圖，也能為有實體造型后續(xù)課程的學生養(yǎng)成一定的造型素養(yǎng)。當然在教學過程中，不應過度依賴于物體的三維實體模型，否則容易導致學生能看懂三維實體模型而看不懂三視圖。

3 教學過程中多聯(lián)系工程實際

工程制圖課程是培養(yǎng)學生繪制工程圖樣的一門技術基礎課，面對的對象為工程上一些常用的零件和裝配體，因此學習過程中難免會涉及到一些機械零件設計、加工、檢驗、裝配等過程以及工程上常用的術語。對于非機械類的學生來說，學時安排較少，沒有測繪實踐課，很難接觸到真實的零件和裝配體。因此教師在教學過程中，可適當結(jié)合工程實際以及自己的科研方向來講解，豐富教材中的知識點［6］。這樣既能激發(fā)學生的學習興趣、擴展學生的視野，又能培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)。

比如在講解零件上經(jīng)常出現(xiàn)的階梯孔結(jié)構(gòu)時，教師可以結(jié)合階梯孔的配合作用來解釋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的原因。在講解過渡圓角和拔模斜度等概念的時候，可結(jié)合零件的鑄造過程來解釋結(jié)構(gòu)形成的原因。又比如講解零件上的肋板結(jié)構(gòu)時，一方面可結(jié)合人體的肋骨結(jié)構(gòu)解釋肋板名詞的由來和其類似的支撐作用，另一方面可從力學上解釋肋板的支撐作用，增加肋板之后，零件在受到外力作用的時候，結(jié)構(gòu)不容易被破壞。再比如講解零件表面的粗糙度概念時，可結(jié)合表面工程和摩擦學學科來進行拓展，宏觀上光滑的表面微觀上都存在若干的凹坑和凸起，工程上可通過三維輪廓儀上的金剛石探針來測量零件的表面粗糙度。另外對于非機械類不同專業(yè)的學生，在教學過程中應當結(jié)合其專業(yè)特點，多聯(lián)系該專業(yè)的工程案例組織教學。因此在教學過程中，教師多聯(lián)系工程實際可以激發(fā)學生的興趣，抓住學生的好奇心，取得好的教學效果。

4 引導學生自主學習

現(xiàn)代大學教育要求培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、獨立思考能力、實際動手能力的復合型人才，因此傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式已經(jīng)不能滿足社會的需求。在新課堂中，教師是學生學習的引導者、參與者，學生才是學習的中心。“教師之為教，不在全盤授予，而在相機誘導”，即“自主學習”。

學生在學習工程制圖課程時，需要通過大量的作圖練習才能掌握繪圖的基本技能，因此更應該發(fā)揮學生的自主學習能力。在工程制圖教學過程中，應當創(chuàng)設寬松自主的學習環(huán)境，建立平等互動的師生關系。在講解重點、難點的時候應當給學生充分的思考和討論時間，課堂末尾應當留有一定的提問時間。課后教師可通過郵箱、網(wǎng)盤等工具進行課件共享，為學生提供豐富學習資料。對于空間想象力較差的學生，教師應當多鼓勵、多交流，及時了解其學習情況，樹立起對本課程的信心。

5 結(jié)語

工程制圖是一門理論和實踐相結(jié)合的課程，在學習過程中既需要豐富的空間想象能力，又要按照國家標準規(guī)范嚴謹作圖。在課堂教學中，教師應當合理使用多媒體技術、實體造型軟件等現(xiàn)代化教學工具引導學生思考想象，化難為易，自主學習。此外還應該多聯(lián)系工程實際，擴展學生的視野，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)，同時還應建立相應的實踐環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)落到實處。

［1］ 丁一，陳家能.機械制圖［M］.重慶：重慶大學出版社，2012.

［2］ 張健.在機械制圖課程中注重傳統(tǒng)教學與多媒體教學相結(jié)合［J］.中國輕工教育，2007（3）：61-62.

［3］ 林文，王志祥，于穎.工程制圖多媒體課件制作中若干細節(jié)的探討［J］.中國教育技術裝備，2012（6）：139-141.

［4］ 童秉樞，易素君，徐曉慧.將三維幾何建模引入工程圖學課程的情況綜述與思考［J］.工程圖學學報，2005（4）：130-135.

［5］ 陳麗軍.三維CAD軟件在《機械制圖》教學中的應用［J］.洛陽師范學院學報，2011，30（2）：120-122.

［6］ 楊諄，張士杰.工程制圖實踐教學體系建設的研究與實施［J］.中國科教創(chuàng)新導刊，2012（4）：87-88.