工程制图的一种创新教学方法

2023-01-14

《工程制图》是工科学生必修的一门基础课, 它主要研究工程图样的绘制和识读规律, 其目的是培养学生的绘图和读图能力、空间想象和思维能力。在学习过程中, 要求学生在空间立体与平面视图之间不断的进行转换, 比较抽象。这对很多学生都有一定的难度, 为使课堂教学更形象有趣, 调动学生的学习积极性, 抽象的原理概念容易被学生掌握, 制图课教师会制作些动画, 画些空间立体图来帮助教学。因此, 将多媒体课件用于《工程制图》教学越来越受到广大教师的青睐。但同时也暴露出一些问题。如: (1) 整体性、系统性比较差, 使学生在上课时只见树木不见森林, 理不清概念之间的关系; (2) 重点难点不突出; (3) 课件数量过大, 占用时间过长, 超出了学生理解掌握知识的极限, 等等。

针对上述问题, 现提出将思维导图这种知识可视化工具[1]应用于《工程制图》教学过程中, 以讲述“三视图与三等关系”这节为例, 将三视图的形成和三等关系这些抽象难理解的知识图解成一幅生动形象、简单易懂的思维导图, 帮助学生掌握和理解本节内容, 为后续章节的学习打下坚实的基础。

1 思维导图简介

思维导图是英国记忆大师东尼·博赞[2]于19世纪70年代初提出的, 由颜色、线条、符号、关键词和图像等组成的一种思维工具。它可以把一长串枯燥的信息图解、可视化为彩色的、容易记忆、理解的、有高度组织性的图, 与人的大脑处理事物的自然方式吻合。它总是从一个中心点开始, 每个与其相关的词或者图像都成为一个子中心或者联想, 整个合起来以一种无穷无尽的分支链的形式从中心向四周放射, 又回归于一个共同的中心。它可以提高学习、记忆和记录信息的能力, 提高形象思维的能力和空间构思能力。其突出特点有: (1) 全脑思维、逻辑架构; (2) 思维快速、关系明确; (3) 思维收敛自如; (4) 有序存放大脑资料。

现代大脑研究表明[3], 大脑把自身的活动区域非常清晰的划分为左脑 (左脑皮层) 和右脑 (右脑皮层) , 左脑主要功能为词汇、逻辑、数字、次序、线性感、分析、序列等, 而右脑则主要负责节奏、空间知觉、维度、想象、色彩、白日梦、整体意识等。思维导图正是善用左右脑的功能, 藉由颜色、图像、符码的使用, 充分利用大脑的两侧全面提高人的智能和创造力。简单的说, 主要是因为它源自脑神经生理的学习互动模式, 并且开展人人生而具有的放射性思考能力和多感官学习特性, 运用图文并重的技巧, 开启人类大脑的无限潜能。

思维导图从上世纪90年代开始引入我国, 引起不少人的兴趣, 广泛应用于记笔记、复习、小组学习、和教学或演讲的展示等不同场合。思维导图在教学领域有着突出的优点, 如, 思维导图启用了右脑功能, 有利于培养学生的创造性思维和逻辑思维;思维导图围绕关键词层层展开, 有助于学生建立完整、系统的知识框架体系。

2 思维导图在三视图中的应用

“三视图与三等关系”是《工程制图》课程中的重点中的重点, 有两个重要的教学内容:一是关于三视图的形成, 另一个是投影规律。前者着重讲述三视图形成的全过程, 它关系到学生对“视图”及“三视图”概念的认识和理解。而投影规律是在前者的基础上, 重点揭示在三视图中的图与图、图与物体之间的内在联系和规律, 它是学生今后看、画图样的最基本也是最重要的理论依据, 是《工程制图》课程的理论根源所在, 学生对全书的后续内容能否接得上, 在很大程度上取决于此。

为了把问题讲清楚, 现将该节内容分三视图的提出、三投影面体系、三视图的形成和投影规律四个部分来讲, 最后为了巩固该节内容, 增加一个课堂练习。具体分支图如图1所示, 图的中间是一幅能反映中心内容的图, 由此分出五个分支, 其中三视图的形成和投影关系分别用品红和红色表示, 提示学生这是本节的两个重要和难点内容。至于不同颜色所表达的含义从本课程的绪论开始就已经跟学生说明清楚, 这样学生看图便清楚知道当前所学内容是否为重难点内容, 有的放矢, 方向明确。

图2为图1层层展开后三视图与三等关系的详细思维导图, 图中仅使用很少的关键词、一些形象直观的图片以及不同颜色的线条, 把本节要讲授的内容表达得很清楚, 在必要的地方 (如三视图的形成过程以及展开) 链接一些生动形象的动画。这张思维导图的特点是:整体性、系统性好;突出重难点内容;形象直观;简洁明了;容易被学生所掌握。这样, 真正将制图这些枯燥、抽象的信息变成彩色线条、关键词和形象的图片, 并通过链接一些动画使课堂教学更生动, 动、静结合充分调动学生的学习积极性, 有利于提高教学效果。课后, 学生可根据自己的理解对思维导图进行不断的细化、加深, 以供复习, 这样有助于帮助学生理清思路, 把握整体学习内容。教师也可以根据学生的反馈情况很方便的对思维导图进行修改。采用该方法教学可以真正起到教学相长的作用, 同时克服了传统多媒体课件切换页数多、整体性差的缺点。

此外, 思维导图充分调动了主要负责节奏、空间知觉、维度、想象、色彩、白日梦、整体意识等功能的右脑, 有利于学生空间想象能力的培养, 而传统的多媒体课件只是线性罗列要讲的内容, 却忽视了挖掘该作用。所以, 思维导图应用于《工程制图》比传统的多媒体课件更有优势, 更有利于培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力。

教学实践发现, 用思维导图方法讲授本节的效果与用PowerPoint多媒体课件的讲授效果相比, 很明显, 前者的效果要好很多, 而且前者更能调动学生的学习主动性, 在教学过程中, 有的学生会对思维导图提出很好的修改意见, 让学生也参与到教学设计过程中来。

3 结语

思维导图主要运用了联想思维、形象思维和直观思维等思维方法, 能将枯燥复杂的知识用一张既具有逻辑性 (归纳、演绎、类比) , 又具有发散性的图表达出来, 并且围绕关键词层层展开。这样不仅可以帮助学生建立完整的知识框架体系, 对学习内容进行有效的整合, 还用不同的颜色和各种图片表达中心内容, 激起学生的学习兴趣。与比PowerPoint幻灯片相比, 既保持了幻灯片的优点, 又克服了幻灯片整体性差、重难点不突出等缺点, 是一种能提高教学效果的好方法。

摘要：针对当前PowerPoint多媒体课件在教学中存在的问题, 本文提出用思维导图讲授象工程制图这样抽象性强的课程。将复杂抽象的知识图解为容易被学生接受和掌握的思维导图。从实践中发现, 该方法能有效地提高教学效果, 调动学生的学习积极性。

关键词：多媒体课件,思维导图,工程制图