《工程制图》课程教与学探索
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摘要: 本文从《工程制图》课的特点出发,从几个不同的角度论述了学生学好《工程制图》课程的方法与技巧。
关键词: 《工程制图》教学空间思维创新思维
《工程制图》是工程界的技术语言,它来自生产实践,指导和服务于生产实践。在制图教学中教师除了要教会学生读图、画图的能力外,还要注意培养学生的空间思维能力和创新思维能力。对大学一年级的学生来说,它是一门完全陌生的课程,他们没有接触过生产实际,更缺乏学习制图应有的实践基础。我根据多年来的教学实践和教学经验,对如何在这种条件下融合读图、画图能力的教学培养学生的空间思维能力和创新思维能力,从而教好《工程制图》课作了一些探索。
1.空间思维能力的培养
逻辑思维从一般意义上来讲是指人在认识事物的过程中借助于概念、判断和推理反映现实的思维方式。它以抽象为特征,抛开具体形象,揭示事物的本质属性。但在《工程制图》的学习中,空间逻辑思维所要表达的还有另一层含义:在三维坐标系里,一个物体形状和相关位置如何表示。因此要培养空间逻辑思维能力,教师应该使学生做到以下几点。
1.1正确理解、运用概念与定理
概念是人脑反映客观事物的关键的、本质属性的思维形式。在《工程制图》教学中,学生对概念的理解、把握是很重要的环节。如“圆锥体”这个概念:“圆锥体由圆锥面、底面所围成。”圆锥面是由直线绕与它相交的轴旋转而成,纬线圆是母线上任意一点在绕轴旋转一圈所形成的圆。在这个概念中学生要明确它是由一个平面表面和一个曲面表面组成,由投影规律知道它在三个投影面的投影分别是两个三角形线框和一个圆形。其中圆锥上的转向轮廓线是关键,学生正确地在图上找到它、表示它,就能解决各种与之有关的问题,如解决在圆锥表面上找点、找线、求相贯线和截交线等。另外,对于《工程制图》中众多的概念,除了理解,学生还要学会正确运用,这才达到学习的目的。比如在《工程制图》中的垂直定理:在空间相交或交叉成直角的两条直线,只要有其中一条直线与投影面平行,则此两条直线在该投影面上的投影仍然垂直。为了让学生领会这个定理,以及在解决问题中如何去运用,教师可以从以下几个角度来引导学生去理解和运用这个定理:一是此定理也可这样去说:直角的两个边,如果有一条与投影面平行,则此直角在该投影面上的投影仍然是直角。二是在做题中会遇到的情况有:若直角的一边是正平线,则此直角在V面上的投影仍是直角;若直角的一边是水平线,则此直角在H面上的投影仍是直角;若直角的一边是侧平线,则此直角在w面上的投影仍是直角。这也就说用这三种情况将这个定理进行了细分,这样学生应该更容易理解这个定理。三是若在做题的过程中出现直角,学生马上就要想到直角投影的特性,在看直角的任何一边是否与哪个投影面平行,这样就很容易把题解答出来了。所以通过对概念或定理的细化和多角度分析理解,再配以适当的、有针对性的例题,我认为学生对《工程制图》中的概念或定理的理解与运用就不难了。
1.2对学生空间想象力的培养
想象力是指在人脑海中对以往形成的若干表象进行加工改造而建立新形象的能力,它在创造活动中具有加速器和催化剂的作用。《工程制图》中想象力的培养有别于其它艺术类。它要想象的是诸如三个投影面的平面图形,如何构思出在空间的形体关系;两个立体相交,如何确定它们的相贯线,等等。另外,立体可分成平面和曲面立体两大类,每一大类又能分出若干类,它们若相互以不同方式组合,就可以得到新的组合体。所以说,空间想象力是学好《工程制图》课程的前提。学生如果不能建立空间概念,学习起来就会很吃力,时间一长就会失去学习的兴趣,这就要求教师在讲课的过程中注意培养学生的空间想象力,建立空间概念最有效的方法就是运用模型或实物进行演示,并且和投影图对照,同时让学生自己动手演示和分析,从而激发起学生的学习兴趣,并且培养学生的空间想象能力。
2.创新思维能力的培养
中央曾反复强调:“我们必须把增强民族创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识,教育在培育民族创新精神和培养创造性人才方面肩负着特殊的使命。”《工程制图》的主要目标是培养学生读图和画图的能力。这种能力的培养其本质是思维能力的培养,而“思维的本质是表达、表达的核心是创造”,从而形成“思维―表达―创造”的能力链。
2.1形象思维的培养
工程制图课程学习的起点,就在于观察。教师应充分利用直观性原则,让学生通过对三维空间体系向二维平面图形的发展、运行和变化过程进行全面观察来掌握投影规律,认识它们的特征。然后在理解掌握投影规律的基础上,记住基本体的图形特征与它们所反映的空间实物形状,记住图与物之间的特征及其联系。最后用掌握的感知到的素材来加以组合,进而表达零件和装配体。从这个过程我们可以看出形象思维归根到底是表象的储备积累,而这些表象正是我们创新的基础。也就是说,把个人掌握的感知到的素材重新加以组合成为形象思维过程正符合“创造”的含义。
2.2发散思维的培养
发散性思维是培养学生空间想象能力的基础,也是创造性思维的重要组成部分。它是在给出条件和资料不充分的情况下,从多方面寻求答案的思维方法。这就要求教师要注意启发式教学,应注意启发学生的思路,讲课要留有“缺口”,为学生自学和进一步探索留有余地。《工程制图》中的“一题多解”就是培养发散性思维的有效手段。如图1:已知物体的一个主视图,用组合体的组合方法,从多方位、多角度补出不同俯视视图,这样可以几种得到不同形状的实物。那么这个解题过程要经过从分散思维到集中思维,再由集中思维到分散思维的多次循环才能完成,可以说这个过程也是一个创造性活动的全过程。所以教师不应单纯地要求学生从字面上明白或记住科学的结论,而应有意识地帮助学生对提供的典型材料进行分析、综合、抽象和概括以形成概念,并引导学生分析情况。
2.3求异思维的培养
求异思维是可以同时从广度和深度上进行多思维活动,具有流畅、变通、独特的性质,是比较灵活的思维方式。“疑”是创新思维的关键。“问”是追求的动力,是创新的前提。许多发明创造正是从质疑开始,从解疑入手的。爱因斯坦曾说:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。”《工程制图》中出现的习题大部分为同式问题,表现为把问题所提供的条件信息聚合起来,得出一个学生正确答案的过程。它们具有明显的方向性和概括性,但容易造成思维定势,形成对思维的束缚。因此在教学环节,教师首先要精心创设问题情境,所设计的问题应能针对学生的疑难之处和所教知识的重点,富有现实意义和启发性、开放性,有恰当的问题探索空间。其次教师要鼓励学生大胆生疑,勇于解疑,敢于发问。再次教师要引异学生有目的地设疑生问。最后教师要引异学生主动地独立思考、独立解决问题、创造性地释疑。例在讲到装配图一章时,对某些工艺结构,教师可以让学生作出一些与原来不同的假设,比较原来的设计方案是否最佳,能否进行改进。教师应让他们相互之间比较,指出优缺点,最后选出最理想的方案。这个过程可谓“百家争鸣,各有千秋”,也是学生求异思维的体现和创新能力的锻炼。
3.严谨细致的工作作风的培养
在《工程制图》的教学中,对学生认真负责、耐心细致和严谨求实的工作作风的培养也是一个至关重要的内容。《工程制图》是工程界共同的技术语言,一条线的粗细、长短和虚实都有特定的含义,国标中有明确的规定,学生绝不能任意乱画,一字一线的错误都可能给行业造成巨大的损失。所以在学习的始终,学生都要端正学习态度、严谨求实,要充分认识到,今天的耐心细致是养成明天认真负责的工作态度和工作作风的必然要求。
4.前后衔接与归纳总结
在学习新内容的时候,学生一定要用必要的时间去复习学过的知识,因为《工程制图》的系统性较强,也就是说它的内容前后衔接紧密,后面的内容大多数要用到前面的知识才能理解。所以学生在复习学过的知识的时候绝不能一提而过,因为那些学过的知识在本次新课的学习中是必要的,或者说是占有重要的地位。另外,学生还要有归纳总结,注意知识的系统性,以便于运用和掌握。因为《工程制图》的知识点是比较明确的,但教材上常常写得比较散,在学完每一章时教师要给学生作一下总结,写出这一章主要讲了那些问题,最好是选择有代表性的习题,通过对习题的讲解来达到对所学过知识的复习与总结的目的。这样不仅能使学生加深理解和巩固学过的知识,而且可以使教师及时得到学生的反馈信息,了解学生对学过知识掌握的程度,使教学效果充分在课堂上体现出来,并且能使学生在学习和复习的时候做到心中有数。
近年来,在实施教学的过程中,我加强对学生各方面能力培养,使学生具有较强的实践技能,适应市场需求,具有较强竞争能力。为适应社会发展的需要和人才发展的多样性要求,我们要在实践中进行坚持不懈地长期探索,深化改革。
参考文献:
[1]扬裕根,诛世敏.现代工程图学[M].北京:北京邮电大学出版社,2008.
[2]朱冬梅,胥北澜.画法几何及机械制图[M].北京:高等教育出版社,2000.
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