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摘 要：制图课程是一门重要的技术基础课,对于非机械类的理工科专业该课程同样重要却未受到足够重视.首先分析了理工科制图课程教学中常见的问题,然后从优化教学内容体系、多媒体应用、提升教学趣味性、建立开放式网络教学平台、加入简易测绘内容以及改革考核方式等几个方面探讨了教学改革方法,教学实践证明这些方法能很好地提升教学效果.
关 键 词：非机械专业；理工科专业；制图课程；教学改革
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）11-0114-02
工程图样主要用于表达和交流设计思想,是一项重要的工程技术资料,被称为“工程界的共同语言”.制图课程就是以教授学生阅读绘制工程图为主要任务的课程,是一门重要的技术基础课,对于培养高素质人才的实践操作能力及空间想象能力有重要意义.根据开始专业的不同,制图课程主要可分为机械制图、建筑制图、工程制图等等,其中以机械制图要求最高,最受重视.[1]机械类专业的制图课程教学改革已广泛推进,[2]而非机械类的理工科专业制图课程教学改革往往还不够.[3]例如,对于土木、建筑类这些专业而言,制图课程一样重要但未受足够重视,针对这些专业的制图课程的教学改革较少,教学方法也存在一些落后之处,阻碍了教学工作的顺利开展.笔者讲授非机械类专业的制图课程多年,深知教学体系中的弊端及学生学习过程的辛苦.[4,5]本文首先分析了制图课程教学中存在的问题,然后探讨了相应的教学改革方法,教学实践表明这些方法较为有效.
一、教学问题分析
制图课程的目的是培养学生的读图和作图能力,培养学生空间思维分析能力和解决空间几何问题的能力,制图课程是后续专业课程学习、完成课程设计毕业设计以及从事工程技术工作的基础.未学好制图课程还会影响学生后续专业课程及毕业后工作的开展,例如许多学生在走上工作岗位时还需要相关的制图培训.主要内容有点、线、面、体的投影,点与直线、直线与直线、直线与面、面与面的相对位置关系,平面与立体相交的截交线、体与体相交的相贯线的作法和组合体三视图以及零件图装配图等.
制图课程一些内容对学生的空间想象能力与空间思维能力有一定的要求,相关能力较弱的学生学习起来很艰难,称其为“头疼几何”,打击了其学习积极性.机械专业的制图课程已经受到了众多教师的重视,而非机械理工科专业制图课程所受重视还远远不够,相应的教学改革较少,此外还往往面临着课时压缩的问题,给教学工作带来了挑战.
二、教改方法探讨
为了提高教学效果,教师上课应精神饱满,教风严谨,思路清晰,阐述准确,言语表达清楚,授课内容娴熟,节奏控制良好,突出重点,讲清难点,注重讲课艺术,能采用启发式或参与式教学法,调动学生积极性.此外,制图课程教学还可以从以下层面进行优化.
1.优化教学内容体系
绝大部分理工科专业学生学习制图课程只是为了掌握这门“工程界的共同语言”以及提高空间构思能力,而不是为了专门的图学研究.因而,应从实用性角度出发,删减制图课程中一些理论抽象性较强、较为深奥不实用的内容,例如,画法几何中线面相对位置的疑难问题、投影变换问题、展开图、截交线和相贯线的疑难问题等等.另一方面,应加强基本读图、绘图能力的培养,特别是读零件图和装配图,突出三面投影图绘制方面的教学,增强学生的读图能力和空间想象力.增加autoCAD绘图部分,将计算机绘图和手工绘图相结合,并贯穿于整个教学过程中,让学生熟练掌握常用的绘图软件,培养学生的实际操作能力.课堂上了解到学生更喜欢优化后的内容体系,学习主动性得到加强.
2.多媒体方法应用
CAI多媒体教学能够集文字、像、声和动画于一身,信息量丰富,能够将教学内容直观形象、生动有趣地展现在学生面前,能够提高课堂教学的交互性与形象化,增加学生的学习兴趣,很好地促进教学效果.现在各高校已经开发了许多的CAI多媒体素材,但大部分都是针对机械专业,而针对非机械理工科专业的CAI制图教学素材还有待进一步开发.
在课堂上使用如Solidedge、SolidWorks等三维造型软件,进行实时造型,则能收到更好的教学效果.现实教学中发现,把三维造型软件融入课堂,实时进行三维实体造型能够很好地提升课堂学习气氛,学生的学习积极性得到了很好的调动.课后调查发现,90%的学生对三维造型软件表现出极大的兴趣,85%的学生认为三维造型软件实时造型对提升其空间想象力和制图课程学习有帮助.此外,运用这些三维造型软件还可以为这些非机械理工科专业同学普及一些简单的机械制造理念,对于他们后续的相关专业课学习也有一定的帮助.
3.提升教学趣味性
教师应当想方设法优化课堂氛围,增强趣味性,调动学生的积极性.
学习组合体三视图时可采用一题多解的方式来提高课堂教学氛围,即组合体“二补三”.如图1、图2所示,画出主视图与俯视图要学生画出至少十个不同的左视图,以表示不同的形体.具体教学时可先给一两个示范,然后要求学生分组进行左视图绘制比赛,画出多个左视图对应表示不同的形体.此时学生的空间思维想象力及创新意识往往能很好地激发出来.
采用这种一题多解方式,既可极大地培养学生的创新能力,又可很好地优化课堂气氛,增强课堂趣味性.现实教学中发现,学生们的学习积极性空前提高,几乎所有同学都参与到绘制比赛中来,那些以往对制图课不感兴趣的同学也开始认为制图课有意思了.
4.建立开放式网络教学平台
高校扩招导致学生人数急剧增多,制图课程由原来的小班上课改为大班上课,教师批改作业工作量繁重,个别辅导和课后答疑变得难以进行.多媒体教学具有一定的优势,但由于多媒体教学信息量大,教学信息在屏幕上停留时间短暂,学生缺乏课题记录和独立思考过程,一部分同学很难消化所学内容.开放式网络教学平台具有良好的互动性,以教师为主导,以学生为主体,网络技术为载体,可以大大缩短感知、认知的过程,提高教学效率和效果.建立专门的制图课程教学网站专供师生登录,在网上实现教与学的互动,加大制图课程学习的灵活性.这样既可以满足一部分学生对教学内容回炉的要求,也可以防止个别因故缺课的学生在课程学习上掉队.课堂调查发现,开放式网络教学平台受到了相当多同学的喜爱.
5.加入简易测绘内容
测绘教学能提升制图课程现学现用的实用性.而在实际教学安排中,往往只有机械类专业才设置了测绘教学内容,其他专业则没有设置.
对于非机械理工科专业,也应适当加入测绘课时安排,与机械类专业相比在难度上可以适当降低.简易测绘内容比三维软件造型更真实,对于那些空间思维特别弱的同学很有帮助.这些测绘内容又可以与零件图、装配图的教学有机地结合起来.实际教学中发现,加入简易测绘内容教学效果也能得到较好的提升,尤其是对于那些空间想象力差的同学,加入简易测绘内容,教学效果明显提高.
6.改革考核方式
考核方式是引导学生学习的一个重要手段.目前部分高校对于非机械理工科专业制图课程的考核方式只局限于期末闭卷考试,用该方法难以准确考核学生对本课程的掌握程度,也难以激发学生对本课程的学习.因此应当减少期末考试分量,再结合学生学习态度、平时大作业、小测验等,从而综合给出学生的最终成绩,即采用理论知识基本考核与实践能力重点考核相结合的方法.基本理论知识的考核可以通过闭卷考试实现,而实践能力等可以通过学生绘制的零件图或装配图等大作业以及学生的学习态度、出勤等方面来体现.改革考核方式,可以引导学生对本课程采取正确的学习态度与策略.实际对比教学中发现,采取更为有效的考核方式不但可以激发学生平时的学习,而且期末考试卷面答题也得到了明显的提高.
三、结论
非机械理工科专业学生数量大,制图课程所受重视不够,相应的教学改革刻不容缓.本文首先阐述了制图课程教学中面对的问题,然后从优化教学内容体系、多媒体应用、提升教学趣味性、建立开放式网络教学平台、加入简易测绘内容以及改革考核方式等几个方面分析了制图课程教学改革方法等.教学实践中发现这些方法能明显提升教学效果,课堂问卷也表明学生对这些教学改革措施较为喜爱.