高 澤
(甘肅省張掖市職教中心,甘肅張掖 734000)
“合理、清晰、完整、正確”是尺寸標注的“八字箴言”,教師應該確保在中職機械課程教學培養學生學習標注尺寸知識的過程中做到不多余、不遺漏、尺寸齊全、布局清晰,也應該秉持由淺入深的原則在零件圖、組合體、平面圖形及制圖的基本知識中融入尺寸標注的知識,促進學生能夠實現將尺寸標注方法學以致用。
中職機械制圖課程內容的理論性和實踐性都非常強,大部分學生的機械制圖基礎都偏弱,對學習專業課會表現出不同程度的畏難情緒。尺寸標注是機械制圖課程的基礎內容,在教材中分布較廣。教師加強創新尺寸標注的教學方法,是激發學生學習機械制圖課程興趣的主要途徑。
中職學生的空間想象能力比較薄弱,在學習機械制圖課程時,學生很難自主辨別圖樣的形狀和尺寸,影響學生發展讀圖和繪圖能力。尺寸標注教學以分析圖樣為基礎,在機械制圖課程中實施尺寸標注教學方法,對提高學生讀圖和繪圖的能力很有幫助。如教師在講授尺寸標注的規則和方法時可以應用真實的機件和圖樣,引導學生了解與機件部位相對應的圖形和尺寸的數值,掌握尺寸界線、尺寸線、尺寸數字等基本組成,從而增強學生的空間想象力,同步培育學生讀圖和繪圖的能力。
中職機械制圖課程中的尺寸標注是一項強調嚴謹性的學習內容,尺寸標注環節如果出現紕漏,那么工件的實際制造尺寸以及質量都得不到保障。現階段學生尺寸標注的常見問題主要是容易漏掉一些重要的尺寸符號和數值或者尺寸布置不夠清晰、合理,這些都是學生嚴謹意識不足的表現。在機械制圖教學過程中重視實施尺寸標注教學方法,能夠培養學生形成嚴謹的尺寸標注意識。如教師在講解尺寸標注知識和技能時,可以引入一些錯誤的尺寸標注案例,引導學生分析尺寸標注錯誤可能引發的機械生產問題,然后指導學生運用正確的方法訂正尺寸的界線、圖示和數值,從而促使學生逐步形成縝密、認真的尺寸標注習慣[1]。
教師開展中職機械制圖尺寸標注教學的首要工作是給學生滲透尺寸標注的基礎知識,這部分內容具有一些抽象性,會給學生的認知理解思維帶來挑戰,因此教師必須開發直觀、有趣的教學手段,才能促進學生充分消化尺寸標注的理論知識。生活化的物品貼近學生的認知經驗,機械制圖的基礎知識、平面圖形、組合體等課程的操作性都非常強。因此,在實施中職機械制圖課程的尺寸標注教學方法時,教師應該巧用生活化教具引導學生學習關于尺寸標注的基礎理論,從而契合學生的認知規律,為后續教學鋪平道路,具體策略如下。
教師應該根據機械制圖課程的內容科學地開發和利用常見、易得的生活物品,包括廢舊紙卡、泡沫、橡皮泥等,引導學生通過手動操作和觀察等活動了解機械圖形的結構和尺寸特點,從而幫助學生理解尺寸標注的基礎知識。如在教學關于幾何體的尺寸標注的內容時,教師可以先給學生展示幾何體的實體仿真模型,然后給學生提供橡皮泥、壁紙刀等生活化教具,指導學生觀察實體仿真模型的結構和尺寸特點,動手切割和給橡皮泥塑型,得到手工制作的幾何體模型。隨后,教師組織學生使用制作完成的幾何體模型合作討論基本幾何體的空間組成,教師在白板上展示基本平面立體和曲面立體的尺寸標注圖示,引導學生結合模型和圖示學習定形尺寸、定位尺寸、總體尺寸等基礎知識,并提出探究問題:“在對基本幾何體標注尺寸時,應該用哪種標注順序?”學生交流之后反饋:“應該先標注定形尺寸,確定幾何體的基本形狀和尺寸;再標注定位尺寸,確定幾何體的準確位置和尺寸;最后標注總體尺寸,確定幾何體的總長、總寬和總高。”這樣通過應用生活化教具,學生就能順利掌握尺寸標注的基礎知識,強化手動實踐和空間想象力[2]。
中職機械制圖課程中的尺寸標注教學以圖樣講解為基礎,目前部分學生對尺寸標注的基本規則缺乏足夠的認知,經常混淆圖樣上的尺寸數值和機件的真實大小或者出現多標、漏標尺寸數值等情況。因此,在優化尺寸標注教學模式時,教師必須進一步加強圖樣講解,利用平面圖形或機件的尺寸草圖向學生滲透尺寸標注的基本規則,從而幫助學生更好地把握尺寸標注的四大要素,具體教學策略如下。
教師應該根據機械制圖課程中的平面圖形或機件預先繪制對應的圖樣范例,利用圖樣范例引導學生觀察,向學生精細地講解尺寸標注的基本規則以及四要素,促進學生掌握尺寸標注的要領。如教師展示的是機件圖樣,那么教師可以同步展示相應的機件模型,并提出問題:“同學們,請大家認真觀察圖樣和機件模型,思考機件的真實大小以什么為準?尺寸標注的常用單位是什么?是否需要注明?圖樣上標注的尺寸表示什么?一個尺寸應該標注幾次?標注在什么位置上?”學生觀察之后反饋:“機件的真實大小以圖樣上的尺寸數值為準,和圖形大小、繪圖的準確度無關;尺寸標注的常用單位是毫米,通常不需要標注,如果是其他計量單位,需要特別注明計量單位的代號或名稱;圖樣上標注的尺寸表示機件最終的完工尺寸;機件的每一個尺寸在圖樣上只標注一次,通常標注在圖樣的主視圖結構上。”教師認同學生的回答之后,再繼續結合圖樣向學生講解尺寸標注的四要素,包括尺寸界線、尺寸線、尺寸數字、終端及其作用。學生明晰之后,教師再點幾名學生上臺指出圖樣四要素的具體位置、尺寸線與輪廓線、尺寸線與尺寸線之間的距離取值、終端箭頭的長度以及尺寸數字的字號等,這樣通過細致觀察和講解圖樣,學生就能透徹地認識尺寸標注的基本規則[3]。
加強學生的讀圖能力,教師還需要幫助學生讀懂視圖、分析形體。部分學生在還沒有看懂圖形時就胡亂標注,這會導致尺寸標注錯誤。教師應該指導學生強化線面分析及形體分析,構思零件的立體形狀,思考零件的基本形體構成,如軸承座是由四個部分構成的,包括肋板、支撐板、圓筒及底板,了解圖形的基本內容之后再標注尺寸。還應該正確選擇尺寸的基準,這關系著零件標注是否合理,尺寸基準選擇不當,就無法保證零件的設計要求,增加了測量的難度。圖樣標注尺寸的起點即尺寸基準,每個零件都有三個方向:高、寬、長,能夠按照三種類型給基準分類,包括按照來源分類、按重要性分類、按幾何形式分類。教師應該指導學生給各部分形體標注尺寸,同時避免重標、漏標;還應該標注各部分行體間的總體尺寸及定位尺寸,如總高尺、總寬、總長、中心高等;最后,應該全面檢查標注之后的尺寸,尤其是一些細節處的尺寸,并注意尺寸之間是否有標注矛盾的情況。如果需要修改,應該做到合理、清晰、正確、完整。
中職機械制圖課程中尺寸標注教學的重難點主要是注寫尺寸數字和符號,學生最常見的尺寸標注錯誤就是標錯尺寸數字的位置或者沒有滿足尺寸數字和圖線的標注要求。教師可以實施演示教學法解決上述問題,在圖樣上一邊標注尺寸數字和符號,一邊講授對應的注寫要求,從而提高學生掌握注寫尺寸數字方法的效率,具體教學策略如下。
教師應該在電子白板上展示選取的沒有標注尺寸的圖樣,以便給學生示范尺寸數字的注寫方法,講解對應的注寫要求和注意事項。隨后再給學生發放與電子白板展示的相同的圖樣,鼓勵學生運用掌握的尺寸數字注寫方法把圖樣中缺失的尺寸數值補充完整,從而實現尺寸標注教學的講練結合。如在教學線性尺寸數字的注寫方法時,教師在電子白板上展示圖樣之后,可以使用電子筆將尺寸數字分別注寫在尺寸線的上方、左方以及中斷處,同時告訴學生在注寫尺寸數字時要盡量把數字標注在以上三個位置。
教師應該了解國家標準《機械制圖》中規定的尺寸標注,而教材中幾乎每個章節都體現了尺寸標注的知識內容,既要給學生講解理論知識,又要組織學生系統地學習“零件圖的尺寸標注”“組合體的尺寸注法”“基本幾何體的尺寸注法”,并結合《機械制造》刊物的內容為學生導入法蘭盤、端面、底板等零件、圖形上常見的越程槽、退刀槽、倒圓及倒角孔槽等尺寸,讓學生能夠更加熟悉尺寸標注的各類規定,以便靈活運用所學知識,幫助學生學習尺寸標注的各類規定[4]。
中職機械制圖課程中的尺寸標注與設計和生產機件存在密不可分的關系,目前多數學生都對尺寸標注的內在原理不明所以,只是機械操作,這會影響學生學習尺寸標注方法的質量。因此,在講授尺寸標注的知識技能時,教師應該把尺寸標注和機件的生產實際有機結合,向學生滲透尺寸標注的內在原理,促使學生理解標注每個尺寸對加工和生產機件產生的影響,具體教學策略如下。
教師應該根據某個需要標注尺寸的機件為學生播放設計、生產機件的視頻,從加工、測量機件等方面,向學生介紹尺寸標注的內在原理,即標注每個尺寸的生產依據,加深學生領會尺寸標注的方法。如在教學標注滑動軸承座的尺寸時,教師就可以播放分解和加工軸承座的視頻,引導學生觀看視頻、闡述軸承座的主要構成部分。接著,教師在電子白板上展示軸承座的主視圖和左視圖,讓學生聯系軸承座的加工視頻想象機件的整體形狀,補畫出軸承座的俯視圖,并在俯視圖上標注對應的尺寸數值。學生完成之后,教師再結合生產實際提問:“同學們,大家在軸承座俯視圖上標注的每個尺寸的原理是什么?請大家從測繪和加工軸承座等方面合作討論尺寸標注的理由和依據。”學生討論之后反饋:“根據軸承座的加工視頻和測繪數據,俯視圖的尺寸標注原理主要考慮軸承座各部分的基準問題,以機件對稱面、回轉曲面的軸線為尺寸基準,同一方向上的定位尺寸基準要盡量統一,確保尺寸標注的數值更加清晰、合理,以滿足生產加工的需要。”這樣通過結合生產實際,學生就能探知尺寸標注的內在原理,同時熟練掌握尺寸標注的科學方法[5]。
在中職機械制圖課程中,制圖和尺寸標注是一個有機的整體,尺寸標注教學追求實踐練習,教師必須給學生提供更多制圖練習的機會,才能促使學生通過實踐內化尺寸標注的方法。因此,開展機械制圖課程的尺寸標注教學時,教師應該著重設計制圖任務,鍛煉學生自主標注尺寸的能力,具體教學策略如下。
在設計制圖任務時,教師應該根據課程目標將具體的機件作為參照物,引導學生畫出機件的平面圖形、標注尺寸,并組織學生互動交流制圖步驟和尺寸標注的方法,增強學生實踐運用尺寸標注技能的意識。如在教學基于掛輪架的機械制圖時,教師可以先展示掛輪架的模型或視頻課件,同時發布制圖任務的要求:“同學們,請大家運用學過的繪圖和尺寸標注方法畫出掛輪架的平面圖,再注寫對應的定形尺寸和定位尺寸。”學生立即參與探究制圖任務,教師在此期間要引導學生合作討論畫圖的步驟以及標注定形尺寸和定位尺寸的順序。學生完成制圖任務并展示制圖成果之后,教師設問:“大家畫掛輪架平面圖、標注尺寸的步驟是怎樣的?”學生反饋:“畫圖步驟是畫定位軸線→畫已知線段→畫中間線段→畫連接線段,標注尺寸的步驟是先標注定形尺寸,再標注定位尺寸。”教師肯定學生的制圖和尺寸標注方法之后,再讓學生相互復核草圖的尺寸數值,找出并訂正錯誤數值,從而強化學生自主制圖和尺寸標注的能力[6]。
綜上所述,在中職機械制圖課程中重視實施尺寸標注教學,不僅有利于激發學生學習機械制圖的興趣,也能提高學生讀圖和繪圖的能力,還能培養學生養成嚴謹的尺寸標注意識。教師應該通過巧用生活化教具、加強圖樣講解、實施演示教學、結合生產實際、設計制圖任務等路徑,多角度向學生滲透尺寸標注的基礎知識、基本規則、內在原理和注寫方法,增強學生自主制圖、自主標注尺寸的能力,從而實現理想的尺寸標注教學目標。