马彬彬,赵 安
(泰州职业技术学院 机电技术学院,江苏 泰州 225300)
《机械制图》作为高等学校机械类的专业基础课,在整个教学体系中有着举足轻重的作用,它担负着培养学生空间想象能力、绘制和阅读机械工程图样能力等的重要任务。现结合笔者在《机械制图》教学过程中遇到的问题,探索解决方案。
《机械制图》中画法几何部分的直观性差,当它作为一门新的学科出现在学生的面前时,往往会由于学生空间想象能力的不足,最终导致其对零件结构的分析产生偏差,从而造成学习上的巨大差异,影响《机械制图》的教学效果,一些学生也可能会应因为觉得学习难度过大,丧失学习兴趣。
从未接触过尺规绘图的学生对绘图仪器的使用较为陌生,对尺规作图的国家标准记忆不准确,手工绘图能力较弱,需要通过教师反复讲解和大量的手工仪器绘图训练来提高绘图的技能技巧和图面质量,所需课时较多。
对于没有接触过机械的学生来说,很多机器零件是从来没有见到过的,光靠书上一些简单的图片,学生很难直观搞清楚其工作原理,这也就直接导致装配图的识读产生误差,并且课堂上全部都是老师在讲授,学生在课堂上处于被动接受地位,没有主动积极思考的余地,尽管老师讲得很卖力,学生的掌握情况与老师的期望值仍有很大差距。
由于传统的机械制图教学中需要教师在黑板上用圆规、三角板绘制大量的图形,所以耗时较长,导致一节课里内容无法充实,而在教师绘图时,学生又无所事事,导致课堂效率不高。
按心理学的观点,所谓“空间想象能力”就是人对头脑中已有的表象进行加工、综合、重视,创造出一个整体形象的空间想象和思维的能力。空间想象能力主要来源于对空间形体的感性认识,在感性认识的基础上,对形体进行分析、综合、抽象、概括,达到理性认识,建立起正确的空间形体的表象。实践证明,对空间形体感受越深,理解就越深刻,形象存储就丰富牢固,分析就容易,对形体的加工、处理以及出现新形象就越迅速,这就表明具有良好的空间想象能力[1]。
在实际教学中,学生在头脑中往往难以形成较为准确、直观的几何模型,为了化解这一难点,除了运用现有的教学模型以外,最有效的办法是引导学生自己制造简单模型,手脑并用,化抽象为直观。制造模型的方法很多,可以用纸板、橡皮泥等等,就像是做手工一样,先从简单的基本形体入手,再拼接成复杂形体,也可以让学生课后制作模型,带入课堂。为节约时间,对比较复杂的机器零件,教师也可以在课堂上用多媒体教学软件给出实体模型,将零件各部分结构展现给学生看,这样做除了可以让学生对形体有更加直观的认识和记忆外,还可以给枯燥的课堂教学带来乐趣,从而激发学生的学习兴趣。
在对立体模型较为熟悉的基础上指导学生画平面图形,先从基本形体入手,培养学生的记图能力。本来工程图样就是一门技术语言,正如每一门语言都有自己的语法规则一样,工程图样也有自己特有的“词组”和“语法”。在理解的基础上去记忆,记住基本体、简单组合体的图形特征和它们所反映的空间实物形状,记住图与物之间的特征及其联系,就能培养和提高学生空间想象能力。
空间想象能力的提高是一个循序渐进的过程,在实际教学中要多进行强化性训练,让学生反复练习,在每一个训练中教师都应该给学生一个清晰地分析问题的思路,让学生模仿并逐渐形成自己的思考方式。不同的学生要因材施教,根据学生空间想象能力的强弱,引导学生从不同的角度思考问题。
虽然《计算机绘图》已经和《机械制图》合成一门课,但吻合的效果差强人意,基本上是在制图课后增设计算机绘图课程,如果将计算机绘图穿插到机械制图的课程中来,应该可以起到事半功倍的效果。例如在讲完平面图形后,就可以让学生学习计算机绘制平面图形,紧接着再让学生尺规绘制平面图形,比较计算机和尺规绘图的异同点,这样既可以让学生反复熟悉图形,又可以掌握手工绘图的国家标准,提高尺规作图水平。另外,可以适当较早地让学生接触计算机三维造型,教师可以在课堂上进行三维曲线、曲面的绘制和组合体的三维造型,这样可以更有效地帮助学生掌握形体分析方法和训练空间想象能力,还可以增加学生对计算机绘图的兴趣,起到一举两得的作用[2]。
为了改变学生被动接受知识,学习效果不好的情况,可以适当采用项目化教学,将需要讲授的知识点归结成一个个项目。项目化教学的核心是采用“完整的行动模式”,指导思想是将一个独立的项目或任务交给学生去完成,即将收集资料、方案设计及实施、完成任务之后的评价都交由学生思考、讨论、解决,教师在项目的实施过程中起引导、指导和辅导的作用,目的是通过项目的实施,让学生了解和把握完成该项目每一个环节的基本要求和实践技能[3]。
例如将绘制装配图作为一个项目,在这个大项目中列出绘制各种机器或部件的装配图的小任务,任务尽量从简单到复杂,现以最常见的绘制减速器装配图为例,简单说明:首先是引入任务,告诉学生装配图是用来表示机器或部件的样图,主要表达机器或部件的装配、检验、调试、安装、维修等,因此装配图是机械设计、制造、使用、维修以及进行技术交流的重要技术文件[4]。第二步设定能力目标,例如(1)能够选择合理的表达方法绘制装配;(2)能够在装配图上标注正确尺寸和技术要求;(3)能够表达出装配图中的工艺结构;(4)能够完整地绘制减速器装配图。这样可以让学生明确自己最终所需要达到的目标。第三部设定知识目标,例如(1)掌握装配图的表达方法;(2)掌握装配图上的尺寸标注和技术要求;(3)掌握零部件序号与明细表的绘制;(4)掌握装配工艺结构。在这些知识目标的基础上,教师有针对性的讲授相关知识,例如(1)装配图概述;(2)装配图的表达方法;(3)装配图的尺寸标注及技术要求;(4)装配图的零、部件序号及名细表;(5)常见装配结构;(6)减速器装配图的绘制等。让学生带有目的性的去学习,从而学完一步掌握一步,最终根据自己掌握的知识,完成装配图。
项目化教学与传统的教学模式相比,可以充分调动学生的学习主动性,让学生自己做主选择自己需要的知识,变被动学习为主动求知,带动学生学习的积极性,除了让学生有成就感之外,还可以培养学生的团队合作精神,让学生体会到学习的乐趣,死板的课堂教学立刻生动起来。
多使用多媒体教学、CAI课件,将理论和实践的过程及内容以文字、图形、图像、音频等形式集成于一体,可以大大减少尺规绘图时间,提高课堂效率,也使得教学过程内容充实、形象生动,学生感觉轻松,效果更佳,提高更快。但这同时也要求教师在课前做好充分准备,多用绘图软件绘制三维图形,增加学生进行立体、平面相互转化的乐趣,这对培养和提高学生空间想象能力也有很好的促进作用。
[1]田培栋 .在制图教学中如何培养学生的空间想象能力[J].金山(下半月),2010,(4):68.
[2]欧阳全会,李光平.AutoCAD机械工程绘图基础实训教程与实训[M].北京:中国林业出版社,北京大学出版社,2007.
[3] 沈国良.项目化教学课程开发中存在问题探究[J].中国成人教育,2010,(11):157.
[4]钱可强.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2007.