基于轨道交通类专业的工程制图教学探究

付 慧，胡艳凯

（1.西安交通工程学院电气工程学院，陕西 西安 710300；2.陕西国防工业职业技术学院智能制造学院，陕西 西安 710300）

1 工程制图概况及教学中存在的问题

工程制图是理工科类专业的必修专业基础课程，通过学习制图课程能够培养学生的空间想象能力，加强学生对专业知识的理解，激发学生对专业的热爱。制图课程在轨道交通类专业中的应用极其广泛，在进行铁轨、车辆零部件的设计、安装及维护时，都会需要工程图样的相关知识作为支撑，因此授课时需要保证内容的详细、专业的侧重和方法的有效[1-2]。

工程制图课程的整体知识体系见图1，主要包括：基础知识、点线面、几何体、零件图、装配图等部分，每一部分教学的侧重点不同，所采用的授课方法也不同，例如讲授基础知识时，需要学生对轨道交通专业的零部件有所了解，还需要了解完整的工程图样；点线面及几何体需要学生具有较强的空间想象能力；零件图和装配图的完整绘制与专业、实际加工条件相关。

图1 工程制图知识体系

在工程制图课程的教学中存在诸多问题，例如，学生对专业不理解，无法将制图与专业课相结合，导致不能理解工程制图课程在轨道交通专业中的重要性，形成懈怠、消极的学习情绪；无法将教学模型与专业的轨道、车辆零部件相结合，在教学中找不到三维空间模型与实际机件结构的联系，导致空间想象能力欠缺[3]。

2 轨道交通类专业的工程制图课程教学方法

面对轨道交通类专业中工程制图课程存在的问题，本文提出了4种教学方法，能够解决教学中的专业相关性问题，学生空间想象能力欠缺问题、无法理论联系实际问题。

2.1 发散思维训练法

发散思维是指在思考的过程中不受已经确定的规则、方式和方法的约束，思维呈现一种扩散状态的模式。在制图教学中，学生很容易受到授课顺序、方法及案例的约束，想象不到案例之外的问题，导致无法突破思维定式，出现空间思维局限的情况，这种情况在教学中很常见，例如，正六面体的三视图，学生只能掌握教师上课所举案例，却看不懂正六面体其他空间位置的三视图，造成学生的思维定式。

发散思维训练法适用于点线面的投影及位置关系、基本几何体及组合体的教学中。以问题及答案为线索来训练，例如，画出正六棱柱的三视图，这种题目本身属于发散性思维题目，可以要求学生用发散性、灵活性思维回答，不要求绘图时的尺寸及质量，只要求答案的数量。以一问多答的方式提高学生的空间想象能力，同时节省授课时间；以举一反三的方式反向扩充知识，最大程度地开发学生的空间想象能力。具体训练步骤如下。

1）一问多答。画出正六棱柱的三视图，这种问题的答案有多个，并不是考察学生的绘图能力，而是激发学生无限的空间想象能力。具体答案举例见图2。

图2 六棱柱三视图

2）举一反三。从题目正六棱柱的三视图推到其他几何体的三视图，反向扩充知识，训练学生空间想象能力。

2.2 实验训练法

由于学生经历高中向大学的知识转变，很多时候需要接触与本专业相关的真实事物，再加以解说，才能让学生理解工程制图课程与专业的相关性。实验训练法是一种很好的方法，具体指：通过认知实验带领学生认识轨道、车辆、控制、站场、联锁等与轨道交通相关的实物，对各种零部件的图纸、结构、尺寸、加工过程进行概述，加深学生对绘图的印象以及专业的相关性理解，最后以实际的事故案例为线索，加强学生的社会责任感和对工程制图的认真程度。实验训练法适用于标准件、常用件、零件图及装配图的识读与绘制。

2.3 模型讲授法

模型讲授法是一种能够带进课堂，呈现于教室的简易授课方法，适用于基本体、组合体、相惯体及截交体知识的教学[4-5]。该方法有两方面极其重要，一是模型，二是投影体系，制作棱柱、棱锥、圆柱、圆锥及球体应用于课堂教学，这些模型能够承载学生的空间想象过程，将学生的思维具体化、真实化，拉近了学生与空间思维的距离；投影体系是模型投影时所处的空间，可将三面投影体系具体到教室的建造结构上，例如，三面投影体系中的V面具体为黑板面，H面具体为桌面，W面具体为学生听课时的右手边墙面。三面投影体系和几何体拥有了具体的承载体，可提高学生对工程制图课程的兴趣。教室中的三面投影体系见图3。

图3 教室三面投影体系

2.4 多媒体讲授法

多媒体讲授法并不仅仅是传统意义上的多媒体教学，具体包括两个部分：PPT方式、三维软件方式。其中PPT方式很常见，能节约大部分的授课时间、加快授课速度，提高学生对课程的兴趣，但长时间的PPT授课无法展现工程制图的空间感，所以利用现有的多媒体加上三维软件中的空间模型能够提高学生的空间想象能力。现有的可用于教学的三维绘图软件多种多样，最简单实用的AutoCAD就可以展现模型的三维空间，可以从三维模型的不同角度观察模型的形状结构，加强学生对三维实体投影的理解。多媒体讲授法适用于截交线、相贯线、组合体及机件的表达方式等知识的学习。

3 结束语

本文针对轨道交通类专业工程制图教学中存在的问题，提出了4种适合教学工作的授课方法。发散思维训练法纠正了学生绘图时的思维定式，实验训练法激发了学生对制图课程专业化的了解，模型训练法拉近了学生与制图课程的距离，多媒体讲授法提高了制图课程的授课效率、提高了学生对制图课程的兴趣。