用多媒體教學與傳統教學兼容的手段進行圖學教學

摘要：為把“工程圖學”學科發展成果引入教材，教材內容大為增加，而課程總學時卻大為減少，其教學由原先講得少、練得多，變成講得多、練得少了，使得學生識讀與繪制工程圖的能力難以真正學到手。為此，必須改革教學手段和教學方法，以做到精講多練。本文僅討論如何綜合運用多媒體教學與傳統教學各自不同的教學手段進行工程圖學教學，以提高工程圖學教學效率和教學效果。

關鍵詞：工程圖學;圖形思維;計算機繪圖;傳統教學;多媒體教學;MCAI;教學手段

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）35-0150-02

1 概述

在這科技與教育突飛猛進的全球信息化時代，不少新理論、新技術涌上課堂，使得傳統課程的學時大為削減，如機械類的工程圖學課程由傳統教材的總學時100降為現在教材的60。為及時把學科發展成果引入教學，現在工程圖學教材增加了計算機繪圖及其三維數字建模、構形設計等內容，而只是精減了傳統畫法幾何中的部分投影，勢必產生教學內容多而學時少的矛盾。

工程圖學是一門以幾何學為基礎，以投影法為方法，研究幾何形體的構成、表達及工程圖樣繪制、閱讀基礎的專業基礎課。其研究對象是工程與產品的工程圖樣或三維數字模型。課程的任務主要進行三種能力的培養：即工程圖形表達能力（二維基本視圖、剖視圖三維軸測圖等工程形體常用表達法）;空間圖形思維想象能力（二維視圖與立體圖相互轉換能力）;工程圖樣繪制能力（手工繪制與計算機CAD繪制）。由于工程圖是工程項目與產品信息的主要載體、是技術交流的主要手段、是工程界的通用設計語言，因此，工程圖學在工科院校中成為一門重要的技術基礎課[1]。在教學中，應精選內容，打好基礎，加強實踐，培養工程人員識圖、繪圖能力。

根據工程圖學課程是一門工科學生專業基礎課，主要有圖形性、工程性和實踐性的特點，以及知識傳授、識圖制圖能力培養、素質教育為一體培養人才的要求，課程教學環節比較復雜，最基本的有：畫法幾何與工程制圖的基本理論知識的講課;課內尺規作圖和計算機繪圖的習作輔導課;課外習作和自學的輔導答疑;部件測繪零件草圖并上機拼畫裝配圖和拆畫零件圖及其零、部件的三維建模的綜合實訓等。在教學過程中，還穿插必要的課堂討論、參觀現場?？梢姡菊n程在理論教學的基礎上，十分重視實踐教學，以培養和提高學生的工程圖形表達和繪圖與讀圖能力。

為了解決內容多而學少的矛盾，當今必須要以先進的教育理念指導教學手段改革。在改革的過程中，應該重視現代信息技術的運用，特別是需要將網絡手段和多媒體手段運用進來，要傳承幾代制圖教師探索的傳統教學方式中當今仍行之有效之處，協調傳統教學手段和現代教育信息技術應用的關系，以最佳方式進行教學，真正建立起“以學生為主體，教師為主導”將實踐探究和相關的研究作為基礎教學模式，將學生對于學習的興趣激發出來，特別是需要重視學生積極性的調動，開發學生的潛能和特長，實現師生互動，促進學生的學習能力，尤其是空間圖形思維想象能力和繪圖能力方面的提高，切實提高教學的效率和效果，提高工程圖學教學的教學質量。

2 多媒體教學是工程圖學教學方式改革的必然趨勢

由于此前受當時軟硬件條件的限制，傳統教學手段以“粉筆與黑板+模型與掛圖”進行教學，同一學校的模型數量往往有限，攜帶模型也不方便，便不用模型講物體的投影圖，使得學生感到抽象，缺乏實感性而影響教學效果。黑板的容量有限，畫板圖又占去不少時間，很難滿足教學的實際需要。若選用制作課件或多媒體的計算機輔助教育軟件（MCAI）采用多媒體講課，不僅節省了拿模型、釘掛圖、畫板圖和寫板書的時間（必要補充的板書和局部圖解還應邊講邊寫邊畫），并且MCAI資源中大量色彩鮮明的二維與三維動畫的電子模型掛圖、精練醒目的文字綱要、精美的界面，大大增加了教學本身的吸引力及信息量，能夠改變以往教學內容過多而學時比較少的問題。況且，MCAI是圖形、文字、動畫、聲音等多媒體內容的隨時再現和局部圖文的實時放大等多種形式效果相結合，能有效地吸引學生的注意力，使學習過程不再單調乏味，調動了學生的學習積極性。尤其是對一年級尚未安排金工實習而缺乏機械制造工藝等知識的學生，還可以利用動畫視頻來進行機械生產過程的模仿，使抽象問題形象化，使教師教學變得容易，學生學習變得輕松易懂，這是傳統的課堂教學難以做到的。

傳統手段教學的教學效果取決于任課教師的教學水平，優秀的教師通常只能在其任課班級發揮作用，各位教師的教學質量參差不齊，而多媒體教學在制作課件過程中往往由多名教師參與，共同研討將教學精華融入其中，使高質量的教學內容和教學方法讓更多的學生共享，擴大了高質量的教學資源的受益面。并且通過集體設計制作MCAI，也全面提高了教師們的教研水平。

MCAI除了課堂教學外，還可由學生課外自學，因本課程中不少知識和技能是要學生通過課外自學和大量練習獲得的，MCAI軟件配有動畫視頻等多媒體演示資料和電子習題集，可為學生課后預習、自學、練習提供相應的輔導答疑，學生可在計算機上應用MCAI軟件或CAD軟件直接完成作業。利用相關MCAI軟件系統還可利用學校教學信息化管理平臺，通過網絡教學可以給學生提供一個較好的學習環境，學生可以利用網絡進行平臺的登錄，更好地進行自主學習，利用人機互動來更好的學習相關的內容，教師通過網絡平臺進行及時輔導答疑，學生可自由選擇習題，反復地進行操練，幫助學生更好地掌握相關的知識，提高自身的能力。并且通過測試還能夠更好地了解自己實際掌握水平。

教學實踐證明了充分發揮MCAI的優勢，就能明顯提高教學效率和教學效果。所以，在圖學內容不斷擴展而教學學時日益減少的形勢下，運用多媒體CAI教學是工程圖學教學手段改革的必然趨勢。現代工程圖學教師，若不善于制作CAI課件，也應善于運用多媒體形式的立體化教材和現代信息化教育技術手段，這是數字化信息時代對圖學教師的最低要求。

3 用多媒體教學與傳統教學手段各取優勢互補兼容的方式進行工程圖學教學

多媒體教學的優勢比較明顯，很多傳統教學模式都無法做到，但是通過多媒體CAI課件進行教學的時候，很多作業內容和視頻動畫內容展示速度比較快，學生若是處于初學階段，那么其思維很難跟上，并且其和學生使用的尺規作圖存在明顯差異，會給教學效果造成影響。面對這種情況，可以將投影儀和實物展臺合理運用進來，詳細的標出來做圖的步驟，這樣能夠幫助學生更好地了解利用繪圖工具來做圖的整個過程。特別是在進行正投影原理的部分，很多大一學生對于二維視圖和三維視圖進行轉換的時候，思維比較困難，需要教師通過講授的辦法幫助學生進行立體空間概念的樹立，也就是培養學生空間思維想象方面的能力，幫助學生更好地了解和掌握直線位置、平面投影特點以及基本投影的相關特征，并通過這些特征來做好投影儀的分析，從而解決存在的相關問題。當以傳統教學手段為主教學生學習到一定階段，學生已具備一定的由投影圖想象出形體的能力之后，可少用或不用模型（包括三維數字模型）來輔助教學，避免出現抑制學生思維的情況，給學生思維想象力更好的發展造成影響。中職，在進行邏輯思維學習以及形象思維較強的投影原理階段學習的時候，特別是在初級階段，往往會選擇畫法幾何老師通過傳統教學方法教學為主，將多媒體的輔助作用發揮出來。若是學生三維空間思維想象力有了明顯的提高，那么便多使用多媒體教學，以傳統教學方法為輔。計算機繪圖一般用多媒體教學在機房邊講邊練。綜上所述，對于原理性系統性較強、邏輯思維要求較高的教材，一般以傳統教法為主;對于知識性介紹的、信息量大的教材或大班講課，一般情況下，會將多媒體放在主要的位置。教師教學的時候，需要根據學生當前的知識水平進行教學，真正地做到因材施教。多媒體教學方式和傳統教學方式都有自己的優勢，教師需要整合二者的優勢，只有將二者的作用都發揮出來，教學效果才可能真正地提高。

有不少教師為了方便省力，就以教材的電子光盤自始至終都用多媒體教學，但必要補充的板書和板圖還應邊講邊寫邊畫，講課的速度應留有學生思考的余地。若從MCAI素材庫中組織教學資源素材，應正確處理好教學內容與資源素材的契合度，教學資源素材是為教學內容服務的，其運用應與所講授的內容應相得益彰。由于MCAI課件設計內容比較豐富，任課老師難對其中的內容進行重新組織，而且每位教師都有自己的教學風格和特點，MCAI課件作為課程教學資源的素材，要防止把教學過程直接轉嫁到MCAI課件上，因為對最終教學效果起決定作用的仍是教師，教師不僅要組織好CAI課件的有關教學資源，還要讓多媒體課件與教學內容的聯系與統一，要根據教學內容來利用CAI課件組織好各堂課不同內容的教學。

不少學校因多媒體設備有限或缺少MCAI課件，使有些教師不得不在普通教室都用傳統模式進行教學，無法享用到多媒體教學信息量大，教學效率高，能解決教學內容多而學時少的矛盾之好處。自始至終都用傳統教學方式，切勿因為教學內容多、學時少而“滿堂灌”，把課內習題和作業幾乎都擠到課外而使學生課外習作負擔過重，實際上學生在課外未必都能完成過量的習作，結果是學生的繪圖與讀圖能力的培養無法達到教學的基本要求。因此，采用傳統教學就更要認真貫徹“少而精、學到手”原則，力求在課堂上做到精講多練，這就要精選講課內容，加強習作指導;研究教學方法，提高教學效果。

參考文獻：

[1]童秉樞.工程圖學教學改革中的問題、認識與成果[J].工程圖學學報，2008.4

[2]章拓.機械制圖課程的教學內容與體系及教學方法的改革初探[J].水產教育，1985.6.

【通聯編輯：聞翔軍】

收稿日期：2019-10-16

作者簡介：陳家欣（1983-），男，福建漳平人，本科，實驗師，實驗員，研究方向為工程圖學、機械CAD/CAM。