用多媒体教学与传统教学兼容的手段进行图学教学

摘要：为把“工程图学”学科发展成果引入教材，教材内容大为增加，而課程总学时却大为减少，其教学由原先讲得少、练得多，变成讲得多、练得少了，使得学生识读与绘制工程图的能力难以真正学到手。为此，必须改革教学手段和教学方法，以做到精讲多练。本文仅讨论如何综合运用多媒体教学与传统教学各自不同的教学手段进行工程图学教学，以提高工程图学教学效率和教学效果。

关键词：工程图学;图形思维;计算机绘图;传统教学;多媒体教学;MCAI;教学手段

中图分类号：G424 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）35-0150-02

1 概述

在这科技与教育突飞猛进的全球信息化时代，不少新理论、新技术涌上课堂，使得传统课程的学时大为削减，如机械类的工程图学课程由传统教材的总学时100降为现在教材的60。为及时把学科发展成果引入教学，现在工程图学教材增加了计算机绘图及其三维数字建模、构形设计等内容，而只是精减了传统画法几何中的部分投影，势必产生教学内容多而学时少的矛盾。

工程图学是一门以几何学为基础，以投影法为方法，研究几何形体的构成、表达及工程图样绘制、阅读基础的专业基础课。其研究对象是工程与产品的工程图样或三维数字模型。课程的任务主要进行三种能力的培养：即工程图形表达能力（二维基本视图、剖视图三维轴测图等工程形体常用表达法）;空间图形思维想象能力（二维视图与立体图相互转换能力）;工程图样绘制能力（手工绘制与计算机CAD绘制）。由于工程图是工程项目与产品信息的主要载体、是技术交流的主要手段、是工程界的通用设计语言，因此，工程图学在工科院校中成为一门重要的技术基础课[1]。在教学中，应精选内容，打好基础，加强实践，培养工程人员识图、绘图能力。

根据工程图学课程是一门工科学生专业基础课，主要有图形性、工程性和实践性的特点，以及知识传授、识图制图能力培养、素质教育为一体培养人才的要求，课程教学环节比较复杂，最基本的有：画法几何与工程制图的基本理论知识的讲课;课内尺规作图和计算机绘图的习作辅导课;课外习作和自学的辅导答疑;部件测绘零件草图并上机拼画装配图和拆画零件图及其零、部件的三维建模的综合实训等。在教学过程中，还穿插必要的课堂讨论、参观现场。可见，本课程在理论教学的基础上，十分重视实践教学，以培养和提高学生的工程图形表达和绘图与读图能力。

为了解决内容多而学少的矛盾，当今必须要以先进的教育理念指导教学手段改革。在改革的过程中，应该重视现代信息技术的运用，特别是需要将网络手段和多媒体手段运用进来，要传承几代制图教师探索的传统教学方式中当今仍行之有效之处，协调传统教学手段和现代教育信息技术应用的关系，以最佳方式进行教学，真正建立起“以学生为主体，教师为主导”将实践探究和相关的研究作为基础教学模式，将学生对于学习的兴趣激发出来，特别是需要重视学生积极性的调动，开发学生的潜能和特长，实现师生互动，促进学生的学习能力，尤其是空间图形思维想象能力和绘图能力方面的提高，切实提高教学的效率和效果，提高工程图学教学的教学质量。

2 多媒体教学是工程图学教学方式改革的必然趋势

由于此前受当时软硬件条件的限制，传统教学手段以“粉笔与黑板+模型与挂图”进行教学，同一学校的模型数量往往有限，携带模型也不方便，便不用模型讲物体的投影图，使得学生感到抽象，缺乏实感性而影响教学效果。黑板的容量有限，画板图又占去不少时间，很难满足教学的实际需要。若选用制作课件或多媒体的计算机辅助教育软件（MCAI）采用多媒体讲课，不仅节省了拿模型、钉挂图、画板图和写板书的时间（必要补充的板书和局部图解还应边讲边写边画），并且MCAI资源中大量色彩鲜明的二维与三维动画的电子模型挂图、精练醒目的文字纲要、精美的界面，大大增加了教学本身的吸引力及信息量，能够改变以往教学内容过多而学时比较少的问题。况且，MCAI是图形、文字、动画、声音等多媒体内容的随时再现和局部图文的实时放大等多种形式效果相结合，能有效地吸引学生的注意力，使学习过程不再单调乏味，调动了学生的学习积极性。尤其是对一年级尚未安排金工实习而缺乏机械制造工艺等知识的学生，还可以利用动画视频来进行机械生产过程的模仿，使抽象问题形象化，使教师教学变得容易，学生学习变得轻松易懂，这是传统的课堂教学难以做到的。

传统手段教学的教学效果取决于任课教师的教学水平，优秀的教师通常只能在其任课班级发挥作用，各位教师的教学质量参差不齐，而多媒体教学在制作课件过程中往往由多名教师参与，共同研讨将教学精华融入其中，使高质量的教学内容和教学方法让更多的学生共享，扩大了高质量的教学资源的受益面。并且通过集体设计制作MCAI，也全面提高了教师们的教研水平。

MCAI除了课堂教学外，还可由学生课外自学，因本课程中不少知识和技能是要学生通过课外自学和大量练习获得的，MCAI软件配有动画视频等多媒体演示资料和电子习题集，可为学生课后预习、自学、练习提供相应的辅导答疑，学生可在计算机上应用MCAI软件或CAD软件直接完成作业。利用相关MCAI软件系统还可利用学校教学信息化管理平台，通过网络教学可以给学生提供一个较好的学习环境，学生可以利用网络进行平台的登录，更好地进行自主学习，利用人机互动来更好的学习相关的内容，教师通过网络平台进行及时辅导答疑，学生可自由选择习题，反复地进行操练，帮助学生更好地掌握相关的知识，提高自身的能力。并且通过测试还能够更好地了解自己实际掌握水平。

教学实践证明了充分发挥MCAI的优势，就能明显提高教学效率和教学效果。所以，在图学内容不断扩展而教学学时日益减少的形势下，运用多媒体CAI教学是工程图学教学手段改革的必然趋势。现代工程图学教师，若不善于制作CAI课件，也应善于运用多媒体形式的立体化教材和现代信息化教育技术手段，这是数字化信息时代对图学教师的最低要求。

3 用多媒体教学与传统教学手段各取优勢互补兼容的方式进行工程图学教学

多媒体教学的优势比较明显，很多传统教学模式都无法做到，但是通过多媒体CAI课件进行教学的时候，很多作业内容和视频动画内容展示速度比较快，学生若是处于初学阶段，那么其思维很难跟上，并且其和学生使用的尺规作图存在明显差异，会给教学效果造成影响。面对这种情况，可以将投影仪和实物展台合理运用进来，详细的标出来做图的步骤，这样能够帮助学生更好地了解利用绘图工具来做图的整个过程。特别是在进行正投影原理的部分，很多大一学生对于二维视图和三维视图进行转换的时候，思维比较困难，需要教师通过讲授的办法帮助学生进行立体空间概念的树立，也就是培养学生空间思维想象方面的能力，帮助学生更好地了解和掌握直线位置、平面投影特点以及基本投影的相关特征，并通过这些特征来做好投影仪的分析，从而解决存在的相关问题。当以传统教学手段为主教学生学习到一定阶段，学生已具备一定的由投影图想象出形体的能力之后，可少用或不用模型（包括三维数字模型）来辅助教学，避免出现抑制学生思维的情况，给学生思维想象力更好的发展造成影响。中职，在进行逻辑思维学习以及形象思维较强的投影原理阶段学习的时候，特别是在初级阶段，往往会选择画法几何老师通过传统教学方法教学为主，将多媒体的辅助作用发挥出来。若是学生三维空间思维想象力有了明显的提高，那么便多使用多媒体教学，以传统教学方法为辅。计算机绘图一般用多媒体教学在机房边讲边练。综上所述，对于原理性系统性较强、逻辑思维要求较高的教材，一般以传统教法为主;对于知识性介绍的、信息量大的教材或大班讲课，一般情况下，会将多媒体放在主要的位置。教师教学的时候，需要根据学生当前的知识水平进行教学，真正地做到因材施教。多媒体教学方式和传统教学方式都有自己的优势，教师需要整合二者的优势，只有将二者的作用都发挥出来，教学效果才可能真正地提高。

有不少教师为了方便省力，就以教材的电子光盘自始至终都用多媒体教学，但必要补充的板书和板图还应边讲边写边画，讲课的速度应留有学生思考的余地。若从MCAI素材库中组织教学资源素材，应正确处理好教学内容与资源素材的契合度，教学资源素材是为教学内容服务的，其运用应与所讲授的内容应相得益彰。由于MCAI课件设计内容比较丰富，任课老师难对其中的内容进行重新组织，而且每位教师都有自己的教学风格和特点，MCAI课件作为课程教学资源的素材，要防止把教学过程直接转嫁到MCAI课件上，因为对最终教学效果起决定作用的仍是教师，教师不仅要组织好CAI课件的有关教学资源，还要让多媒体课件与教学内容的联系与统一，要根据教学内容来利用CAI课件组织好各堂课不同内容的教学。

不少学校因多媒体设备有限或缺少MCAI课件，使有些教师不得不在普通教室都用传统模式进行教学，无法享用到多媒体教学信息量大，教学效率高，能解决教学内容多而学时少的矛盾之好处。自始至终都用传统教学方式，切勿因为教学内容多、学时少而“满堂灌”，把课内习题和作业几乎都挤到课外而使学生课外习作负担过重，实际上学生在课外未必都能完成过量的习作，结果是学生的绘图与读图能力的培养无法达到教学的基本要求。因此，采用传统教学就更要认真贯彻“少而精、学到手”原则，力求在课堂上做到精讲多练，这就要精选讲课内容，加强习作指导;研究教学方法，提高教学效果。

参考文献：

[1]童秉枢.工程图学教学改革中的问题、认识与成果[J].工程图学学报，2008.4

[2]章拓.机械制图课程的教学内容与体系及教学方法的改革初探[J].水产教育，1985.6.

【通联编辑：闻翔军】

收稿日期：2019-10-16

作者简介：陈家欣（1983-），男，福建漳平人，本科，实验师，实验员，研究方向为工程图学、机械CAD/CAM。