基于軌道交通類專業的工程制圖教學探究

付 慧，胡艷凱

（1.西安交通工程學院電氣工程學院，陜西 西安 710300；2.陜西國防工業職業技術學院智能制造學院，陜西 西安 710300）

1 工程制圖概況及教學中存在的問題

工程制圖是理工科類專業的必修專業基礎課程，通過學習制圖課程能夠培養學生的空間想象能力，加強學生對專業知識的理解，激發學生對專業的熱愛。制圖課程在軌道交通類專業中的應用極其廣泛，在進行鐵軌、車輛零部件的設計、安裝及維護時，都會需要工程圖樣的相關知識作為支撐，因此授課時需要保證內容的詳細、專業的側重和方法的有效[1-2]。

工程制圖課程的整體知識體系見圖1，主要包括：基礎知識、點線面、幾何體、零件圖、裝配圖等部分，每一部分教學的側重點不同，所采用的授課方法也不同，例如講授基礎知識時，需要學生對軌道交通專業的零部件有所了解，還需要了解完整的工程圖樣；點線面及幾何體需要學生具有較強的空間想象能力；零件圖和裝配圖的完整繪制與專業、實際加工條件相關。

圖1 工程制圖知識體系

在工程制圖課程的教學中存在諸多問題，例如，學生對專業不理解，無法將制圖與專業課相結合，導致不能理解工程制圖課程在軌道交通專業中的重要性，形成懈怠、消極的學習情緒；無法將教學模型與專業的軌道、車輛零部件相結合，在教學中找不到三維空間模型與實際機件結構的聯系，導致空間想象能力欠缺[3]。

2 軌道交通類專業的工程制圖課程教學方法

面對軌道交通類專業中工程制圖課程存在的問題，本文提出了4種教學方法，能夠解決教學中的專業相關性問題，學生空間想象能力欠缺問題、無法理論聯系實際問題。

2.1 發散思維訓練法

發散思維是指在思考的過程中不受已經確定的規則、方式和方法的約束，思維呈現一種擴散狀態的模式。在制圖教學中，學生很容易受到授課順序、方法及案例的約束，想象不到案例之外的問題，導致無法突破思維定式，出現空間思維局限的情況，這種情況在教學中很常見，例如，正六面體的三視圖，學生只能掌握教師上課所舉案例，卻看不懂正六面體其他空間位置的三視圖，造成學生的思維定式。

發散思維訓練法適用于點線面的投影及位置關系、基本幾何體及組合體的教學中。以問題及答案為線索來訓練，例如，畫出正六棱柱的三視圖，這種題目本身屬于發散性思維題目，可以要求學生用發散性、靈活性思維回答，不要求繪圖時的尺寸及質量，只要求答案的數量。以一問多答的方式提高學生的空間想象能力，同時節省授課時間；以舉一反三的方式反向擴充知識，最大程度地開發學生的空間想象能力。具體訓練步驟如下。

1）一問多答。畫出正六棱柱的三視圖，這種問題的答案有多個，并不是考察學生的繪圖能力，而是激發學生無限的空間想象能力。具體答案舉例見圖2。

圖2 六棱柱三視圖

2）舉一反三。從題目正六棱柱的三視圖推到其他幾何體的三視圖，反向擴充知識，訓練學生空間想象能力。

2.2 實驗訓練法

由于學生經歷高中向大學的知識轉變，很多時候需要接觸與本專業相關的真實事物，再加以解說，才能讓學生理解工程制圖課程與專業的相關性。實驗訓練法是一種很好的方法，具體指：通過認知實驗帶領學生認識軌道、車輛、控制、站場、聯鎖等與軌道交通相關的實物，對各種零部件的圖紙、結構、尺寸、加工過程進行概述，加深學生對繪圖的印象以及專業的相關性理解，最后以實際的事故案例為線索，加強學生的社會責任感和對工程制圖的認真程度。實驗訓練法適用于標準件、常用件、零件圖及裝配圖的識讀與繪制。

2.3 模型講授法

模型講授法是一種能夠帶進課堂，呈現于教室的簡易授課方法，適用于基本體、組合體、相慣體及截交體知識的教學[4-5]。該方法有兩方面極其重要，一是模型，二是投影體系，制作棱柱、棱錐、圓柱、圓錐及球體應用于課堂教學，這些模型能夠承載學生的空間想象過程，將學生的思維具體化、真實化，拉近了學生與空間思維的距離；投影體系是模型投影時所處的空間，可將三面投影體系具體到教室的建造結構上，例如，三面投影體系中的V面具體為黑板面，H面具體為桌面，W面具體為學生聽課時的右手邊墻面。三面投影體系和幾何體擁有了具體的承載體，可提高學生對工程制圖課程的興趣。教室中的三面投影體系見圖3。

圖3 教室三面投影體系

2.4 多媒體講授法

多媒體講授法并不僅僅是傳統意義上的多媒體教學，具體包括兩個部分：PPT方式、三維軟件方式。其中PPT方式很常見，能節約大部分的授課時間、加快授課速度，提高學生對課程的興趣，但長時間的PPT授課無法展現工程制圖的空間感，所以利用現有的多媒體加上三維軟件中的空間模型能夠提高學生的空間想象能力。現有的可用于教學的三維繪圖軟件多種多樣，最簡單實用的AutoCAD就可以展現模型的三維空間，可以從三維模型的不同角度觀察模型的形狀結構，加強學生對三維實體投影的理解。多媒體講授法適用于截交線、相貫線、組合體及機件的表達方式等知識的學習。

3 結束語

本文針對軌道交通類專業工程制圖教學中存在的問題，提出了4種適合教學工作的授課方法。發散思維訓練法糾正了學生繪圖時的思維定式，實驗訓練法激發了學生對制圖課程專業化的了解，模型訓練法拉近了學生與制圖課程的距離，多媒體講授法提高了制圖課程的授課效率、提高了學生對制圖課程的興趣。