周 楠,史艳红,张 帆,刘华洲,王兰兰
(郑州铁路职业技术学院,河南 郑州 450052)
制图课是一门量大面广的基础课程,它是工科、理科、经济管理等学科的必修课程,是非工科类学生启蒙工程意识、建立工程概念、培养空间思维能力的工程素质课程。
每年我院有非机械类十几个理工类专业近40个班,约2000 名学生,在新入学第一学期就学习制图课程。课程开设时间短(约56 学时),部分班级上课10 周就结束了,对新生来说时间太短了,很难适应。制图教学整体不容乐观。
制图课对理工类学生来说,是非常重要的一门基础课,但各高职院校由于各种原因,在大幅度压缩它的学时,同时扩招也带来学生水平的下降。在这种情况下,就需要探索一条在教学目标不变的情况下,让学生高效学习制图的途径。
制图课程目标:培养空间想象能力和空间思维能力,具备一定的绘制和识读三视图的技能。制图课程教学内容繁多,这些内容都是为完成课程目标设定的。现在摆在我们面前的难题是,课时少,而学习目标不变。依据多年教学经验,要想让学生学会制图、学好制图,突破口是组合体教学。
组合体通常是由两个或两个以上几何体组成的类似机器零件的物体。组合体教学在制图教学中具有重要地位。可把组合体教学比作“转运站”,因为它能够把前面的基础知识“吸收”进来,转发出去;组合体学习又好比是座“桥”,因为只有顺利地通过它,才能到达学习的理想境地。对此,曾有人这样说:“学习制图,如果组合体读图学习没过关,将糊涂一辈子。”此话并非言过其实。可以说,组合体教学是制图教学过程中的一座“里程碑”。
组合体教学内容极为丰富:画图、看图、标注尺寸——制图课的三大“经脉”,以及疏通“经脉”的两种方法——形体分析法和线面分析法均聚在此。尤其在今后学习零件图的绘制、识读、标注尺寸时,它们将对应地作为最基本、最重要的基础知识,毫无折扣地为之所用。
以往总是强调教学内容体系的合理性,但合理性是相对的不是惟一的,可根据不同的需求、不同的学生、不同的侧重点等因素调整。应该打破我们以往的固定思维,那就是不按教材章节顺序安排教学,而是以教学目标——培养学生空间想象能力(识读图样能力)来安排教学。具体就是不讲点、线、面的投影直接讲立体的视图,轴测图分散讲;以往在立体一章中讲基本立体、截交(切割体)、相贯(相贯体),但切割体、相贯体也是组合体,因此立体表面交线在组合体中讲;把相关专业知识融入机械图中,如表面结构表示、极限配合标注等,必须适度,不可过分强调自身的理论深度和体系完整性,内容融合得越好,越适于教学。
既然把课程突破口选择在组合体教学,使之居如此要位,讲课至此,就应“安营扎寨,稳扎稳打”,比常规教学还要再增加学时,以多变的教法、学法和练法,使学生切实掌握其画图、看图方法。只要做到这一点,学习之路虽还很长,哪怕还会有“沟壑”,也都将化险为夷。
制图课是一门实践性很强的课程,必须进行反复训练才能巩固提高所学的知识,只有通过大量实践才能培养起来制图技能——空间想象能力(读图能力)。
以前,因教学指导思想不够明确及受传统教材内容系统性的影响,我们始终以“教师讲,学生听”的单一模式组织制图课的教学,学生长期处于被动接受知识的地位,忽视了学生的主体地位和主观能动性,也淡化了制图课本身所具有的非常强的实践性。
重视实践教学,通过测绘实训培养读图能力。读图能力必须建立在大量模型测绘的基础上,测绘是培养动手能力增强感性认识的重要环节,只有见多才能识广。为此,教学安排上应重点增加模型测绘等实践课的学时,实践所获得的知识远比从课堂上所获得的知识更扎实、牢固。
制图教学的难点在于培养学生的空间想象力,可是教学中往往会出现这样的情况,即教师无论怎样倾心、尽力,学生无论怎样努力地学和练,有些人还是过不了这一关,甚至“糊涂一辈子”(突出表现在看图能力上)。原因何在呢?没有建立起空间概念,想象能力差。爱因斯坦认为:“想象力比知识更重要,它可以包括世界上的一切。”仅就读图而言,具有空间想象力是第一位的,读图方法是第二位的,“方法”的功能是为想象力插上翅膀,以加快读图速度。反过来讲,若无想象力这个根基,讲再多的方法也无济于事。
人的想象能力不是天生就有的,需要靠后天不断训练和学习才能形成。前期关键是让学生进行实物模型形象储备,如果学生脑海里没有任何实物形象,凭空是想不出东西的。因此,加强学生对各类实物模型的直观认识和表象积累,可以对提高学生的空间想象能力起到非常重要的作用。
实物模型一直是制图教学的主要“道具”之一,对于高职院校来讲,一般都具备教学各阶段使用的模型,而缺少与习题集配套的模型。随着制图课每班上课人数的增加和课外辅导学时的减少,批改作业、辅导给制图教师增加了很大的负担。而学生特别是学习困难的学生,即使面对教师批改过的作业,也很难理解错误的原因。上辅导课时,教师针对学生作业中的多线、漏线、理解错误等问题进行辅导,常常为没有合适的模型而感到不方便。仅用语言和手势描述看不见、摸不着的物体太笼统抽象,教学中多是靠教师在习题课上临时勾画轴测图,而在黑板画图速度较慢,费工费时且效果欠佳。
如果能用三维立体软件事先制作出三维模型来,就能够收到事半功倍的效果。于是,我们用计算机三维软件制作了大量的模型,推出了机械类、非机械类各专业习题集中有关截交、相贯、组合体及剖视图等最需要而又无配套实物模型的三维立体模型。
这些三维软件模型,可以根据需要从不同角度以立体模型、剖视立体模型、三视图等形式显示在计算机屏幕上,既可以表示模型不同方向外部形状,又可以表达模型不同方向的内部结构。在辅导课、习题课上向同学展示,帮助他们建立空间概念。在每次学生的作业批改发下去之后,把与本次作业相对应的三维立体模型在课堂上演示出来,并要求他们严格对照立体模型,更正作业中的错误。让三视图与三维模型一一对照,学生一目了然,这样多次重复,收到良好的效果。
[1]黄利平,孟明辰.工程制图课程内容和课程体系改革[J].工程图学学报,2005(6):156-159.
[2]陈志.《画法几何及机械制图》的立体化教学模式探索[J].教育教学论坛,2014(39):199.