工程制圖學習中常見錯誤解析

工程制圖學習中常見錯誤解析*

徐慧娟1, 李琳1, 杜力2

(1.重慶理工大學 機械工程學院，重慶 400050；2.重慶工商大學 機械工程學院，重慶 400067)

摘要：針對學生在工程制圖課程學習中的常見錯誤，提出應當有效避免錯誤的發(fā)生；在解析學生常見錯誤的過程中，指出了工程制圖的實質是實現了從感性認識到理性認識，最終應用于實踐的過程；只要調動學生學習積極性，使其主動學習，就可以找到導致錯誤的原因，并從源頭上杜絕錯誤的出現。

關鍵詞：工程制圖;錯誤解析;主動學習

doi:10.16055/j.issn.1672-058X.2015.0012.019

收稿日期：2015-03-18；修回日期：2015-06-08.

基金項目：*重慶市科委資助項目(CSTC2013KJRC-TDJS0172).

作者簡介：徐慧娟(1968-)，女，山西太原人，副教授，碩士，從事工程圖學研究.

中圖分類號：TE064文獻標志碼：A

工程圖樣在工業(yè)生產中起著表達和交流技術思想的作用，它被認為是工程界的“技術語言”[1]。在現代工業(yè)生產中，不論是機械制造還是土木建筑，都離不開工程圖樣。工程圖樣是用來表達設計思想的主要工具，也是進行生產制造或施工的重要技術文件。因此，每個工程技術人員都必須能夠熟練地繪制和閱讀工程圖樣。工程制圖是工科院校中普遍開設的一門技術基礎課程[2]。作為傳統(tǒng)的工科課程，工程制圖在培養(yǎng)學生繪制和閱讀工程圖樣的基本能力的同時，培養(yǎng)了學生的空間思維能力。它內容多，難度隨著課程的展開逐步增加。這對于課程學時不多的學生而言，接受起來難度就加倍了。具體表現為有些學生完成作業(yè)困難；有些學生作業(yè)雖然完成了，但正確率較低；甚至有些學生干脆不做作業(yè)了。為了讓學生能夠順利地學好工程制圖，在調動學生的學習積極性同時，如何有效地發(fā)現并避免一些學習中的常見錯誤是一項重要而有意義的工作。

1常見錯誤舉例

學生在制圖學習中一些常見錯誤，如在組合體部分常多畫線(如圖1中虛線)、在兩個相交的立體表面不處理表面交線(如圖2)、一些結構常漏線(如圖3中沉孔)、有時會人為增加一些附加條件(如圖4)等。在教學過程中，針對這些“屢禁不止”的問題反思后發(fā)現：

圖1中的錯誤根源是學生在對組合體的提法上(組合體：是由基本幾何形體組合而成。形體分析法是假想把組合體分解為若干個基本幾何形體，并確定各形體間的組合形式和形體鄰接表面間的相互位置的方法。[3]) 沒有理解透，把組合體簡單地理解為是由基本立體以“搭積木”的方式“搭”起來的。從字面來看“由基本幾何形體組合而成”的組合體，在組成它的基本形體之間是應該有表面的，那表面之間就應該有輪廓線，即圖1中的虛線。這個解釋看起來是成立的，但忽略了一個前提條件，這個前提條件在形體分析法中很明確地提出來了，即形成組合體的若干個“基本幾何形體”是用“假想”的方法得到的。組合體是一個整體，它不是“積木”搭起來的,圖1中的虛線是不應該存在的。從多年的教學效果來看，圖1中的錯誤是一類常見的錯誤，其根源正如前面的分析，學生在對組合體的理解上出現了偏差。在教學過程中講解組合體的同時，一定要提到形體分析法，這樣就可以避免把組合體當成是搭積木而造成的類似圖1中多畫線的情況。

圖2中的錯誤一方面與1中相同，另一方面是對相交的兩個立體表面的交線認識不夠。即相交的兩個立體在其公共區(qū)域表面進行了“融合”或理解為“整合”，從而形成新的公共表面(即相貫線)。這要分成兩步：第一，形成組合體的任何相交的兩個基本幾何形體的表面一定存在交線；第二，交線的形狀與兩個基本幾何形體的形狀及其相交的相對位置有關。這部分內容在相貫線部分已經講過了，但在組合體部分學生仍然經常會犯圖2的錯誤，主要原因是學生不能把知識融會貫通。針對這種情況，不僅在教學過程中要讓學生多看、多分析，還應當要求學生課后多看、多練手。

圖3中的漏線原因有兩種可能：一是把視圖與斷面混淆了，二是對共面與不共面沒有真正弄清楚。在讀組合體部分給學生分析過，如果兩個面是共面的，那么，其相鄰部分沒有輪廓線；否則，則有輪廓線。圖3表示的是圓柱狀沉孔，不共面，兩個孔之間有輪廓線。這種錯誤在學生繪制的圖樣中很普遍。從根本上講，是空間想象力不強。對學生應加強在這方面的訓練。

圖4中沒有分析清楚相交的兩個立體的空間形狀，卻人為地增加了一個水平面，使圖形的表達與實際不符。類似這種錯誤，在課程學習的過程中比較多見。在教學中應強調具體問題具體分析，不應隨意增加附加條件。在學習知識的同時，注意培養(yǎng)耐心細致的態(tài)度[4]是很有必要的。

圖1　常見錯誤一

圖2　常見錯誤二

圖3　常見錯誤三

圖4　常見錯誤四

2從教學的角度分析出現上述問題的原因

在制圖課傳統(tǒng)教學中，為了逐步培養(yǎng)學生畫圖、讀圖的能力，把整個教學內容分為點、線、面——立體——組合體——表達方法——零件圖——裝配圖。這是一種階梯式的教學模式，在零件圖之前進行畫法幾何(即投影理論)的教學，之后才是機械制圖的教學[5]。其好處是循序漸進，符合思維的發(fā)展規(guī)律，但這種教學模式在畫法幾何部分的研究和實際應用無關聯，其所研究的對象是一種沒有實際功用、不講加工制造、靜止孤立的模型，實際是一種理想化的、不帶任何屬性的抽象形體。而這部分的教學及訓練占了課程將近一半的時間，這使得學生對圖形的理解重細節(jié)，輕結構。表現在畫圖時關注的是該畫哪條線了，而不是在畫哪個結構，其結果就是多畫線或漏畫線，甚至人為地附加條件。在進入零件圖部分后，雖然在不斷強調零件是在上述抽象形體的基礎上增加了諸如使用功能、加工制造等屬性的綜合體，但學生一方面由于缺乏相關的專業(yè)知識、缺乏實際經驗，另一方面由于在畫法幾何部分學習中的一些潛在認識上的誤區(qū)，使得學生在校正錯誤方面或避免新的不該有的錯誤方面，效果不明顯。

由于采用多媒體教學，很多模型不再以實物的方式呈現在學生面前，而是通過多媒體教學軟件展現[6]。這樣的好處是在課堂上可以讓學生看到更多的圖象，不利之處也很明顯，即很多東西有可能“一閃而過”，細節(jié)沒被觀察到。

在教學過程中，作為主體[7]的學生，學習積極性與主動性是內因，它決定了學生學習及掌握知識的可能和限度。工程制圖是一門實踐性高的學科，具體來說，課后學生必須完成一定量的習題才能掌握相應的知識。前面所列四種錯誤只是學生常見錯誤的一部分，只有把教、學有機地結合起來，不斷地發(fā)現并排除掉在這個過程中產生的問題，才能有效地避免常見錯誤的發(fā)生。

3改進教學方法，著重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力

3.1改進教學方法

教學不僅要求給學生傳授知識，同時要培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。制圖中的知識主要包括基本理論及方法，制圖的國家標準及規(guī)定，還有一些常用畫法等。針對不同的部分側重點應不一樣，在基本理論及方法部分應重在講解及分析，同時要結合相關部分的工程背景，并把一些與加工等有關的信息盡早地、逐步地滲透給學生。這樣，在進入零件圖部分時，學生自然就養(yǎng)成了先進行結構分析，弄清零件各部分的功用及理想形狀之后再畫圖的好習慣。在整個教學過程中，始終要注重對國家標準的貫徹與執(zhí)行，也只有這樣才能保證學生畫出符合要求的機械圖樣來。

在教學中，為了增強學生對知識的理解和記憶可采用形象化的教學方法。如講述表達方法中局部剖視圖中表示剖切范圍的波浪線時，可解釋為剖切時去掉部分與留下部分之間的裂紋，所以波浪線只能畫在實體部分。在講解螺紋的規(guī)定畫法時，學生對內、外螺紋中大、小徑哪個用粗實線哪個用細實線經常搞混，為了幫助學生記憶，可解釋為手直接摸得到的哪個圓柱面所對應的直徑畫粗實線，反之則畫細實線。這樣，學生在形象、生動的教學過程中，很容易地就記住了相應的知識點。

3.2注重學生能力的培養(yǎng)

加強學生能力的培養(yǎng)包括很多方面，如在空間想象力方面，從點的投影部分就開始引導了：要求學生每天花1 min的時間在腦子里反復想象點展開前在三投影面體系的位置與展開后在一個平面內的投影圖。這樣，由點、線、面到立體的三視圖的時候空間想象力就水到渠成逐步培養(yǎng)起來了。另外，在加強學生對知識的綜合理解與應用的能力方面要解決好“個別”與“一般”的關系，讓學生既掌握好基本理論與方法，又能具體問題具體對待。這主要表現在例題的選取與講解上，例題選的有代表性，既能解釋相關知識點的應用又能說明知識點如何應用。

3.3分階段測驗——督促學生主動、自覺完成作業(yè)的方法

就目前檢驗教學效果的方法來看，考試仍然是最主要的手段。課程是一門實踐性較強的課程，具體表現為作業(yè)量大，難度系數較高。所以學生做作業(yè)“苦”，教師改作業(yè)也“苦”。每次收上來的作業(yè)就幾個版本，應付的成分很大，教師針對這幾個版本批改時重復的工作量也很大。為了避免這種“應付”，本學年在這方面作了一項改革：布置作業(yè)后，在一定時間內把答案發(fā)給大家，然后分階段對每部分進行一次測驗(內容為原題)，在測驗前把作業(yè)收上來。這樣，既督促了學生完成作業(yè)的數量與質量，又提高了其學習的主動性和獨立性。就目前來看，學生學習的自覺性和提問題的積極性都比較高，效果比較好。

4結語

隨著國家對工程技術人員要求的提高，工程制圖課程的教學不再是簡單意義上的傳授制圖知識，而是應將工程設計思想融入教學當中[8]；圖學教育應培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計的能力。在解析學生常見錯誤的過程中，總結出以下幾點：在教學中教師不光要教圖學知識，還要積極引導學生縱向、橫向思維的發(fā)展，注重培養(yǎng)學生的綜合素質和能力。 同時應當明確工程圖學不只是一種方法、工具，也是一種思維方式[9]。工程制圖實現了從感性認識到理性認識，最終應用于實踐的過程；它既強調與實際結合，又不能離開抽象的思維。合理使用多媒體教學工具，在教授學生知識的同時，注重學生能力的培養(yǎng)，調動學生學習積極性，使其主動學習。錯誤的存在是一種現象，透過現象找到導致錯誤的原因并從源頭上杜絕錯誤的出現才是解析錯誤的目的。

參考文獻：

[1] 楊裕根，諸世敏.現代工程圖學[M].3版.北京:北京郵電大學出版社,2008

[2] 何玉林,沈榮輝,賀元成.機械制圖[M].重慶:重慶大學出版社,2000

[3] 大連理工大學工程畫教研室.機械制圖[M].4版.北京：高等教育出版社，1993

[4] 劉紅杰.機械制圖[M].重慶:重慶大學出版社,2002

[5] 徐紹軍,趙光瓊.學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與機械專業(yè)工程制圖的教學改革[J].機械工業(yè)高教研究,2002(3):51-54

[6] 何偉光,徐小雀.對多媒體教學軟件開發(fā)的一些思考[J].機械工業(yè)高教研究,2002(3):44-46

[7] 程賜勝.國內外教學方法比較研究引發(fā)的一些思考[J].交通高教研究,2002(3):61-62

[8] 章文兵.工程圖學教育改革探討[J].南華大學學報:理工版,2002，16(2):88-90

[9] 曾接賢,袁群.重新定位工程制圖課程的教學目標和任務[J].南昌航空工業(yè)學院學報,2002,4(4):139-140

Analysis of Common Mistakes in Engineering Drawing Learning

XU Hui-juan1, LI Lin1, DU Li2

(1.School of Mechanical Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400050, China;

2. School of Mechanical Engineering, Chongqing Technology and Business University,

Chongqing 400067, China)

Abstract：The common mistakes should be avoided effectively in Engineering Drawing learning for students. The essence of Engineering Drawing learning is pointed out by analyzing the common mistakes that is a process from perceptual knowledge to rational knowledge and finally to practical application. As long as students studying enthusiasm is mobilized to learn actively, the causes of the mistakes can be found and the mistakes can be eliminated from the source.

Key words： Engineering Drawing; mistake analysis; active learning