計(jì)算機(jī)軟件在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用

摘要： 本文通過分析機(jī)械制圖課程在傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題，探討了計(jì)算機(jī)軟件在機(jī)械制圖教學(xué)中的合理應(yīng)用，提出了有效應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件輔助教學(xué)的三條原則，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到最佳教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械制圖 傳統(tǒng)教學(xué) 計(jì)算機(jī)軟件 應(yīng)用原則

機(jī)械制圖是機(jī)械類專業(yè)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的主要特點(diǎn)是合理利用視圖方式表達(dá)各種零件及部件的形體結(jié)構(gòu)和有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的介紹，課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具有一定繪制和識讀機(jī)械圖樣的能力、空間想象和思維能力及繪圖的實(shí)踐技能。

一、傳統(tǒng)機(jī)械制圖課程教學(xué)過程中存在的問題

首先，機(jī)械制圖課程的學(xué)習(xí)需要一定的空間想象能力，培養(yǎng)空間想象能力是學(xué)好制圖課的首要任務(wù)和有效方法。學(xué)生受到抽象思維能力和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)等因素制約，學(xué)習(xí)中會產(chǎn)生畏懼情緒，這就使得制圖教學(xué)中存在著較多的難點(diǎn)，在講授內(nèi)容時(shí)，教師往往無法講得很清楚，學(xué)生也往往聽不明白。用傳統(tǒng)的教學(xué)模式教學(xué)直觀性不夠，無法把文字、圖形、圖像、動畫、聲音、影視等多種信息融為一體，阻礙了學(xué)生的創(chuàng)造性思維的發(fā)展。

其次，在機(jī)械制圖的教學(xué)過程中，為了能達(dá)到較好的教學(xué)效果，提高學(xué)生識圖、繪圖能力，教師往往需要在課堂中繪制各種模型的視圖。這個過程要占用課堂許多時(shí)間，且在繪圖的過程中無法同時(shí)和學(xué)生進(jìn)行交流，也不利于組織教學(xué)，如果刻意減少繪圖，又勢必會影響教學(xué)效果。

再次，機(jī)械制圖所研究的對象是具體的三維立體，包括各種基本幾何體、組合體、零件、裝配體，在課堂教學(xué)中需要運(yùn)用實(shí)物、模型等教具理解教學(xué)內(nèi)容。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師一般采用各種木制教具來做現(xiàn)場演示，以提高學(xué)生的感性認(rèn)識，但由于教材的不斷變化，課堂上教師使用的教具常常會與教材脫節(jié)，出現(xiàn)演示教具與教材不匹配的現(xiàn)象。此外，教師在演示時(shí)，因教具的體積較小，許多學(xué)生不能觀察清楚教具的細(xì)節(jié)，學(xué)生也不能夠從多角度全方位認(rèn)識實(shí)物；對于大型零件與裝配體，教師也不可能在課堂有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行拆卸演示，從而影響課堂教學(xué)效果。

因此，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已無法適應(yīng)這種專業(yè)教育，教師必須遵循一定的教學(xué)規(guī)律，采用科學(xué)的教學(xué)方法，使傳統(tǒng)的教學(xué)方法與現(xiàn)代多媒體技術(shù)相結(jié)合，將教授與學(xué)習(xí)有機(jī)地結(jié)合起來，將知識與能力緊密統(tǒng)一起來，才能跟上學(xué)科發(fā)展步伐，適應(yīng)教學(xué)改革潮流。

二、機(jī)械制圖課程教學(xué)中常用的幾種計(jì)算機(jī)軟件

1.幻燈片制作軟件Powerpoint

機(jī)械制圖是一門相對較為枯燥的課程，在教學(xué)過程中，教師利用Powerpoint軟件制作與教材內(nèi)容同步的CAI課件，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。CAI課件可將課程理論與實(shí)訓(xùn)教學(xué)的整個過程運(yùn)用文字、圖形、圖像、動畫、聲音、影視等方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使得整個教學(xué)過程圖文并茂、繪聲繪色、生動活潑，使得學(xué)生的視覺、聽覺等多種知覺系統(tǒng)協(xié)同參與學(xué)習(xí)，有助于知識獲得的精確性和完善性，提高學(xué)生的抽象思維能力。例如三視圖的建立與投影規(guī)律，投影作圖、剖視等都可自制幻燈片用于教學(xué)中。利用多媒本課件，同時(shí)可以對重點(diǎn)、難點(diǎn)重復(fù)播放，加長停留時(shí)間、增強(qiáng)教學(xué)效果，改變傳統(tǒng)的粉筆加黑板的教師徒手作圖的教學(xué)方法，使教師徹底地從板書繪圖中解脫出來，節(jié)省大量時(shí)間，并可游刃有余地組織教學(xué)，增大課堂上信息交流量，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2.動畫制作軟件3DMAX

機(jī)械制圖教學(xué)的主要任務(wù)之一就是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，教師通常要借助模型、軸測圖來幫助學(xué)生由二維平面圖去想象抽象的三維立體。實(shí)踐下來效果并不理想，學(xué)生因?yàn)槿狈?shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和大量圖形存儲，教師就是費(fèi)盡口舌，學(xué)生也難以理解。如果在機(jī)械制圖教學(xué)過程中用3DMAX制作圖形動畫，例如疊加、切割類組合體，能夠旋轉(zhuǎn)觀察、剖切觀察，非常形象地在電腦中演示模型，生動地表現(xiàn)出三維空間形象，這將十分有利于學(xué)生對抽象內(nèi)容的理解，從而提高學(xué)生的空間想象力。利用3DMAX動畫還能讓零件進(jìn)行隨意反轉(zhuǎn)、拆卸、剖切、放大，從而有利于學(xué)生觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系，不僅使木制教具與教材更新匹配的矛盾迎刃而解，而且大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和空間想象力。

3.圖形制作軟件AutoCAD

制圖課的教學(xué)基本上都是以圖形為線索，從圖上提出問題，又用圖分析和解決問題，所以快速準(zhǔn)確地畫圖就成為了制圖教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。AutoCAD是當(dāng)前較為流行的繪圖軟件，該軟件繪圖簡單，繪圖的準(zhǔn)確度高。用AutoCAD繪制的三維立體圖形，經(jīng)過光影色調(diào)、動畫及仿真圖像處理等，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)物模型，使課堂教學(xué)組織更為靈活，有利于提高學(xué)生的圖感，增強(qiáng)學(xué)生的空間想象力。例如，在教學(xué)過程中，通過AutoCAD環(huán)境可以隨意旋轉(zhuǎn)、剖切、拆卸、放大三維立體，根據(jù)實(shí)際情況隨意改變對模型的觀察視口，并把該視口與視圖建立聯(lián)系，這樣有利于加深學(xué)生對各種立體、零件、裝配體空間結(jié)構(gòu)及組成的理解。用AutoCAD繪圖軟件強(qiáng)大的交互功能和對圖層、線型的控制功能，由教師在課堂上現(xiàn)場演示作圖的方法和步驟，學(xué)生既能掌握制圖理論，又能提高計(jì)算機(jī)繪圖水平。另外，利用AutoCAD作圖時(shí)，鼠標(biāo)的位置明顯，作圖步驟明確，學(xué)生跟不上教師講課的現(xiàn)象能較好地得到解決，從而達(dá)到最佳的課堂教學(xué)效果。

三、機(jī)械制圖教學(xué)中合理使用計(jì)算機(jī)軟件的注意點(diǎn)

在機(jī)械制圖課程中合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件輔助教學(xué)方式，有課堂教學(xué)容量大、直觀性強(qiáng)、教學(xué)效率高、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大等優(yōu)點(diǎn)，但在教學(xué)過程中必須尊重學(xué)生的主體性，注重師生間交往合作性，保持信息傳遞的雙向性，保證教學(xué)進(jìn)程與學(xué)生思維進(jìn)程的一致性。因此，在充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件輔助教學(xué)的過程中，必須注意其與傳統(tǒng)教法、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的原則，這樣提高課堂教學(xué)效率才能落到實(shí)處。

1.與傳統(tǒng)教法相結(jié)合原則

需要注意的是，教學(xué)過程中以課件為中心，把多媒體課件當(dāng)作傳統(tǒng)教學(xué)的替代品，過多地把課件演示置于教學(xué)首位，會阻斷師生間信息交流互動，無法體現(xiàn)教學(xué)效果，相反會壓抑學(xué)生的主觀能動性，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)想的教學(xué)效果。因此，在機(jī)械制圖教學(xué)過程中，必須把握好計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教法相結(jié)合原則，充分利用計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)手段整合機(jī)械制圖課程，把傳統(tǒng)教法與多媒體教法合理調(diào)整、優(yōu)化組合，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，增強(qiáng)學(xué)生的主體作用，以改善課堂結(jié)構(gòu)，優(yōu)化制圖教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.與教學(xué)目標(biāo)相一致原則

機(jī)械制圖是一門理論性和操作性都較強(qiáng)的動手實(shí)踐課，其教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握識圖和繪制機(jī)械圖樣的能力，在教學(xué)過程中應(yīng)充分貫徹以識圖為主，以繪圖促進(jìn)識圖，需要通過大量的練習(xí)才能很好地鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)手段，并不是用計(jì)算機(jī)軟件取代學(xué)生畫板作圖的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，也并非是削弱學(xué)生實(shí)踐動手能力。利用機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖軟件AutoCAD的知識，在課堂教學(xué)中可時(shí)而圖紙空間，時(shí)而實(shí)物空間，課后，學(xué)生可用計(jì)算機(jī)繪圖復(fù)習(xí)鞏固制圖知識，也可通過書面制圖作業(yè)增強(qiáng)計(jì)算機(jī)繪圖軟件的練習(xí)，以互助擴(kuò)充教學(xué)知識，使學(xué)生視野開闊、思路廣博，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和多樣性，從而實(shí)現(xiàn)理想的教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

3.與教學(xué)內(nèi)容相匹配原則

教師使用的多媒體教學(xué)軟件只是一種教學(xué)輔助手段，不能因?yàn)檫^多追求教學(xué)手法上的圖文并茂而忽略了教學(xué)內(nèi)容，只有教學(xué)內(nèi)容才是教學(xué)的核心。從這個意義上來說，應(yīng)該根據(jù)機(jī)械制圖教學(xué)內(nèi)容來決定使用什么樣的計(jì)算機(jī)軟件輔助教學(xué)，以突出教學(xué)重點(diǎn)，強(qiáng)化教學(xué)難點(diǎn)。只有這樣，多媒體輔助教學(xué)才能有的放矢，才能與教學(xué)內(nèi)容保持一致。因此計(jì)算機(jī)多媒體課件設(shè)計(jì)上要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，在表現(xiàn)形式上要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，只有充實(shí)的內(nèi)容與完善的外在形式有機(jī)結(jié)合，才能真正達(dá)到調(diào)動學(xué)生積極性、改善教學(xué)環(huán)境的目的。

四、結(jié)語

在機(jī)械制圖教學(xué)中運(yùn)用多種計(jì)算機(jī)軟件，目的在于對課堂教學(xué)起到應(yīng)有的教學(xué)輔助作用。但在教學(xué)過程中不能搞形式主義，為裝點(diǎn)門面而采用現(xiàn)代化教學(xué)手段。只要能正確合理地應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件輔助教學(xué)手段，必能彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的效果。

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