現代信息技術環境下《機械制圖》課程教學方法思考

周躍華

摘 要：《機械制圖》是職業學校機械類的學生進行技術交流的工具，本文對當前教材的研究及教法的實踐進行了反思，對解決學生普通存在的學習難點—由“空間—平面—空間”的關系轉化問題，提出了基于信息技術條件下利用信息技術進行輔助教學的對策和方法，總結出來為以后的教學提供一些借鑒和參考經驗。

關鍵詞：《機械制圖》課程 信息技術 “空間—平面—空間”關系轉化 Solid Works軟件

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）04-0024-02

1 前言

在長期從事中等職業學校機械類專業課講授及指導實踐類教學工作中，深有感觸的一點是：學生對專業基礎課的學習情況，直接影響著他們對于專業課的接受和理解。其中作為機械類專業學生進行技術交流的語言工具——《機械制圖》課程的學習及掌握狀況，讓學生基本能夠識讀機械圖紙，對于學生學習專業課及將來所從事的機械加工制造等工作，都有著巨大的影響。因此對當前信息技術的大環境下如何講授這門課，如何利用信息技術輔助教學進行了一些反思，感到有許多值得研究的課題和今后借鑒的經驗需要總結。

2 是否有必要講授基礎投影理論

基礎投影理論是《機械制圖》課程的基礎理論部分，是研究把空間形體（點、線、面、體）表現在平面上而建立的一套系統的理論，即投影原理、基本幾何元素（如點、線、面、體）的圖示法則、元素間幾何關系圖示法的基本定理（如平行、相交、交叉、垂直等）。其基本的作圖方法，包括點、線、面從屬關系的作圖，如直線上的點、平面上的點與線、線與面交點、面與面交線的求法等，它們組成了課程所特有的理論系統。由于課時原因，關于基礎投影理論部分是否有必要講授的問題，有相當一部分教師認為在學時少時（總課時少于60學時），就沒有必要講授基礎投影理論。經過幾輪嘗試，筆者認為：基礎投影理論需要講授，而且需要精講細講。

基礎理論部分是學習畫圖、看圖、培養空間想象力的基礎，是課程的中心，即使在講課時數較少的情況下，也不應該過分壓縮或分割這一部分，以免破壞課程的輪廓和體系。事實證明，教材中各個部分的內容前后連貫，聯系緊密，并相互影響，前面所學習的內容都是學習后一部分內容的基礎，每一部分的學習效果都影響著后一部分內容的學習。只有從投影法的基本概念開始，按照點、線、面、基本幾何體、組合體的順序，根據循序漸進的教學原則進行講授，才能使學生逐步具備物體的“從空間到平面，再從平面到空間”的關系轉換，即讀圖和識圖的能力形成。在講授方法上，除了傳統的課堂講述外，還應借助信息技術不受時間、空間限制的優勢，用多媒體技術把投影理論中的相關概念和知識點客觀、形象地展現出來，方便學生理解、掌握。

3 如何解決學生由“空間—平面—空間”關系轉化的難點

《機械制圖》主要是通過對空間幾何形體投影過程的分析而歸納它們的投影規律，并運用于讀圖和畫圖上，讀圖和畫圖都需要有豐富的空間想象力。多年專業課的講授告訴我：許多學生比較欠缺空間想象力和空間分析能力，沒有透徹掌握平面圖形與空間物體間的轉化規律。如何培養學生具備空間想象力和空間分析能力，解決學生“從空間—平面—空間”關系轉換的難點，既是本課程的重要任務，又是學好本課程及后續專業課的重要手段，筆者認為應采取相應措施和辦法來解決這一難點。

3.1 結合網絡資源，合理組織教材，課程內容精講多練

本課程雖然以識（讀）圖為主，由圖思物，但是識（讀）圖源于畫圖，只有多畫圖，才能以畫促讀。由于課時少而內容又不能過分壓縮或刪減，所以本課程講授時，內容必須要精講，盡量多地擠出時間給學生練習畫圖。精講的前提是認真備課，即鉆研吃透教材，充分利用網絡上有效的、合適的資源，結合學生思維情況和接受能力，進行資源整合，合理組織教學內容進行科學地教學設計，做到重點突出，中心明確，言簡意賅。

3.2 教學設計新穎，利用信息技術，課堂練習有樂趣

3.2.1 教學設計方法一：游戲、競賽教學法

游戲教學法是針對青少年的特點，改變教學環境，讓學生在輕松、愉快的氣氛中，自覺主動獲取知識；競賽教學法，讓學生進行分組對抗，在博弈中獲取和鞏固所學知識，既增強了學生的組織觀念，集體意識，又可收到相互學習，取長補短，加深印象等極好的效果，還可以檢驗學生的學習質量。下面以“截切體畫法”為例。

游戲教學法：可以將學生分組坐好，每組每人分配一定大小的橡皮泥（或蘿卜），每組發給幾張不同形狀簡單幾何體的三視圖，各組學生分工合作，討論、研究、看懂三視圖后，制作相應的基本幾何體若干（為了讓所有學生都動手參與，而不是幾個學生包辦制作，游戲規則中要加上相關約束條件和評分標準）。第二步是要求學生將基本幾何體進行不同方位的切割，畫出切割體的三視圖，而且至少三種不同放置方式（主視圖不同）的三視圖都要畫出，最后同多媒體展示出所有的組合方式，并采用合理的考核方法對每個學生進行評判。

競賽教學法：每次有兩到三個小組同場比拼，小組成員每人都必須參與，每人輪流到黑板上畫“切割體”三視圖中的一筆或一個視圖，以共同完成三視圖最快、最多、最正確的小組為勝，教師給予一定的精神和物質獎勵；對于落后的小組，要在全班幫助其分析落后的原因，及時總結經驗教訓，并給予適當的鼓勵。

3.2.2 教學設計方法二：多媒體直觀教學法

講授《機械制圖》時經常采用而且比較傳統的方法就是直觀教學法。直觀教學法包括語言直觀和教具直觀。語言直觀要求教師用生動、形象的口頭語言和體態語言（手勢、姿態、表情等）進行傳授，以喚起學生豐富的聯想。教具直觀則采用：實物、模型、掛圖、電視、電影、幻燈等演示教具，為學生建立感性認識，如通過展示各種截交和相貫模型以及零件實物，讓學生對表面交線的物性有所感悟和理解；通過學生進行組合體和零件的對比觀察，使學生建立疊加體和切割體兩種形體的區別和聯系等。隨著科技的發展，教學改革的深入，多媒體教室的建立，多媒體課件以其信息量大、畫圖速度快、動理形象逼真、利于復習等諸多優越性，而被各學科的教師采用，也成為《機械制圖》教師直觀教學法的主要手段。例如，講解“三視圖的形成”內容時，我制做的多媒體動畫課件演示過程如下：將一立體實物放置在三投影面體系中，互相平行的投射線，模仿光線照射，分別將實物向三個投影面進行正投影，動畫顯示，在三個投影面上分別得到三個視圖，然后再利用動畫的演示，將三個相交的投影面分別繞三根投影軸展開，原本在相互垂直的三個投影面上的三個視圖，展開在同一個平面內，三視圖形成了……多媒體動畫課件用很短的時間，就完成了用語言很難表達完整的內容，既生動形象又鮮活逼真。在學生感性認知初步形成的基礎上，教師及時加以循循善誘，引導學生把觀察到的進行分析，結合想象與思考，分析出展示對象的特點和各種現象的聯系，使學生建立或鞏固思維中的抽象觀點，并使之具體化，誘導學生總結歸納，抽象概括出準確的概念，完成從具體到抽象再到具體這樣一個完整的認識過程。endprint

3.2.3 教學設計方法三：軟件輔助教學法

隨著制造業信息化進程的深化發展，現代信息技術特別是計算機輔助設計與制造技術（簡稱CAD/CAM）在機械行業得到廣泛的應用。為了讓學生能適應機械專業的現代信息化的發展，信息技術在機械類專業信息化教學中顯得相關重要，除了每門課程制作了相關的多媒體課件進行優化教學外，相關軟件技術也應該逐漸運用到機械專業的教學中，例如Solid Works 軟件輔助《機械制圖》課程教學法。

SolidWorks軟件是一款專業的三維機械設計軟件，它功能強大、組件繁多，具有操作簡單、繪制規范、裝配設計、檢測全面的特點。在投影理論教學中，SolidWorks軟件可以打破傳統的二維掛圖、有限模型的局限性，利用其三維視圖的功能，借助三維平臺提供的拉伸、旋轉、掃描和放樣的操作方法來創建三維實體模型，不僅可以使教學過程更具互動性，而且能讓學生通過直接的感知形成正確的思維和逐步提高的識圖繪圖能力；在剖視圖教學中，剖視圖往往由相對復雜的線、面構成，SolidWorks軟件中的“剖切視圖”功能調整視圖角度進行各個角度的成像和觀察；在裝配圖教學過程中，Solid Works軟件中有一個專門的“裝配”命令，通過這個命令，設計者可以對已有的機械遠近進行位置、角度、關系等參數的定位，然后自動將機械元件裝配起來，形成相應的裝配圖，而且Solid Works軟件還能模擬出實際的裝配過程，從而及時地發現設計中存在的問題。

3.3 作業適量，輔導跟緊，批改反回及時

課后要布置學生完成一定數量的作業習題，以加深和鞏固課堂所學知識，檢查學生的學習質量，布置作業要注意分量適當、難易適度，保證大部分學生在規定時間內能獨立完成；完成作業的有力保障，是課后的輔導、答疑要跟緊；檢查和批改作業，可以及時發現教學上存在的問題，并想辦法加以解決，習題集要勤收、快批、即返，以便因勢利導，將問題解決在萌芽狀態之中。批改學生的作業，應從作業的數量和質量兩個方面來進行，既看所布置的作業題是否全做完了，也看學生在解答這些題目時出現了一些什么錯誤或問題，將作業中所出現的共性問題，及時組織講評、分析原因、總結規律，并要求學生重新改正后，再進行批改。

3.4 總結、歸納作圖技巧，提練、運用識圖口訣

為了解決學生由“空間—平面—空間”關系轉化的難點，每個單元結束時，教師要及時進行全面、系統地總結和歸納，提煉一些對作（識）圖很有幫助的方法、口訣等。例如，“三視圖的畫法——放、畫、展”、 “三視圖的投影關系——長對正、高平齊、寬相等”、“一般位置平面的投影是三個線框；平行面的投影是一線兩框；垂直面的投影是兩線一框”；識讀組合體的兩個基本方法是形體分析法和線面分析法，還有八條經驗等等。這對于學生快速掌握課程的基本理論、投影原理、制（識）圖技巧，建立空間立體感，最終實現“由圖想到物”的轉化都非常有效。

4 結語

作為一名教師，給學生授課是天經地義的職責，可如何根據學生的層次不同、專業不同、性格不同等，采取不同的方式、方法授課，解決學生的難題、難點，是需要我們及時進行總結與反思的問題；同時，隨著現代化信息技術的發展，教育信息化和制造業信息化是時代的需求，將現代信息技術與機械類專業教學有機地整合在一起，是機械專業教學的必然發展趨勢，因此，如何利用信息技術優化《機械制圖》課程的教學也是機械專業教師需要思考的問題。

（大連市輕工業學校，遼寧 大連 116023）

參考文獻：

[1]葉建華，曾壽金，晏岱.現代信息技術與機械類專業的教學整合[J].韶關學院學報，2012，（10）.

[2]李明新.信息技術下應用SolidWorks軟件輔助《機械制圖》課程教學[J].煤炭技術，2013，（03）. [3]周怡.《機械制圖》課程與信息技術融合的思考與實踐[J].現代教育，2012，（09）.endprint