机械制图课的老课新教

近年来, 我国的工程图学已进入了繁荣和发展时期。计算机、数学、美学和思维科学的引入, 给这门古老的学科注入了新的活力, 同时也对传统制图的教学提出了新的要求。一方面, 制图课学时大幅削减, 学生制图技能的下降带有普遍性, 学科的发展与课程教学的现况形成明显反差;另一方面, 从实际出发, 职业院校制图课程改革, 应着眼于培养动手能力强的应用型人才。以下本人就当前课程改革和建设中的几个问题, 结合自己的多年制图教学实践谈点认识和看法。

1 精简仍是目前制图课程改革的难点之一

制图课程中的画法几何部分要简练、实用, 这已为多数人所公认。但由于认识上的差异, 实行起来精简比充实更困难, 因为精简不是画法几何学体系的简单浓缩, 也不是“低标准、瓜菜代”式的删除。精简要有科学的依据, 要从本科程在专业培养目标中的地位、作用和教学实际出发。精简的目的在于学得少一些, 学得更好一些和更活一些。画法几何主要为图示和表达工程形体提供理论依据和方法, 与此关系不大的内容如纯几何性的点线面综合关系的作图等, 均应削减, 按此原则调整课程的知识结构, 突出点线面投影的应用针对性, 加强工程形体的图示和表达, 按照知识的内在联系和认识过程, 建立新的教学内容体系。

2 优化课程结构提高知识质量

不同的知识结构具有不同的功能, 知识的作用主要不是知识量的作用, 而是知识的有效结构的作用。课程结构体系不仅决定教师传授知识的脉络, 而且影响着学生的学习效果。寻求课程结构的优化, 在于发掘其“组合效应”, 使能力的培养置于提高知识质量的基点之上, 使学生学到规律性的、结构性的知识和科学的思维方法。概念一旦形成了网络体系, 调用时就能经纬通达, 思维敏捷。

基于以上认识, 笔者把基础制图的理论框架和概念体系明确为两条干线:一条是投影法及其应用, 主要研究物、图的转化基本规律, 可用平行投影的五个基本特性 (显真性、积聚性、类似性、平行和从属关系的不变性) 及其应用来概括;另一条干线是形体的图示和表达 (由基本体到组合体, 由几何形体到工程形体) 。两条线并存, 前者以直线和平面的投影为载体, 为后者提供理论和方法, 后者则是基础制图研究的主要对象, 它是投影法理论联系实际的主要结合点, 也是学好制图课的关键, 通过学习和运用形体分析和面形分析方法, 达到提高绘图和读图技能之目的。这个结构, 使课程的理论、研究对象、目的和方法简单明确, 同时便于精讲和运用“迁移”规律提高学生的能力。大家知道, 教学的实质在于教会学生独立学习, 学生在获得知识过程中, 智力参与度越高, 越能有效地促进知识和能力的相互转化, 而且在高等教育阶段, 能力对于知识扩展的影响大于知识扩展对能力发展的作用, 这就是我们必须要减少讲课学时和重视习题课的依据。

实施这一教学指导思想, 讲课中应注意以下几个方面。

1) 讲好绪论课。每门课的绪论是“剧本”的剧情介绍, 是内容提要。在绪论课中, 要介绍本门课程的教学内容及在后续课程和工程实践中的应用, 使学生产生学好本门课程的愿望, 激发学习的积极性。因此, 应立足于今后的应用, 介绍投影的知识和课程的结构体系, 以便学生在后续学习中, 通过听讲、自学和做题, 定向积累和扩充, 组成网络的知识结构。绪论中给了“纲”, 后面便可精讲, 可不受章节顺序的限制。

2) 选择精讲重点。点:讲点的两面投影规律和两点的相对位置;直线和平面:讲透倾角变化对各投影的影响, 得出直线、平面的投影特性通则;讲了点线面的投影后, 进行一般组合体的多面视图和轴测图练习;深入讨论以平面为载体的投影特性及其应用。

3) 充分调动学生的学习积极性。一要立足于应用, 强调制图的重要性。学习是一种有目的的活动, 立足于学生今后的工作岗位, 列举绘图图样在实际中的应用, 使学生强烈地意识到制图是工程界的语言。二要巧设疑难, 引而不发。整个教学过程是一个复杂的思维过程, 实际也是教师有意识地使学生不断生疑、释疑的过程。解决这个思维认识过程的有效方法是设疑, 设疑是引起学生“无意注意”的一种重要的教学艺术。能点燃他们的思维火花, 促使他们开动脑筋。三要寓教于乐, 以趣培志。四应适当加压, 化为动力。学习是一种艰苦紧张的活动, 学生只有在一定的压力下, 才能产生挤劲和钻劲。为了“加压”, 不能把现成的知识径直地教给学生, 而应引导学生开动机器, 成为知识的“发现者”, 出有一定难度的思考题, 让他们“跳起来摘果子吃”, 在克服困难中提高智力水平。

3 开拓新思路, 设计新课型

制图习题起着教学“软件”的功能, 实施一定的教学指导思想需要有与之配套的习题集, 提高习题的质量和编辑技术是发掘“软件”功能的主要途径。笔者在编辑补充习题时做了一些改进工作, 并对现行习题集的改革提出一些看法。

3.1 精简合并, 一题多用

将现行习题集中单一、繁多的同类形体, 精选合并为少量的组合题型, 如“点组”、“线组”、“面组”和“体组”等。这种题型, 节省图幅, 还加强了元素间相对位置的概念, 有的还显示了应用方向。例如, 一道“点组”题, 点的位置有坐标给定的和相对位置给定的, 要求作出各点的投影, 按要求连成空间折线或立体, 并画出轴测图。“面组”题, 可由平面立体分离出来, 并和该立体组合在同一题内。

3.2 适当增加斜置体的题型

现行习题集中, 这种题型很少。但对于培养学生的投影分析和投影作图能力比起繁难的摆正型题却更为有效。教学实践表明, 经过这种题型的训练后, 能有效提高学生按投影方向预想轴测图的能力。

3.3 增加范例性读图题, 采用“读图为先导, 画图是基础, 读画相结合”的习题编排方法

读图是学习画图, 获得经验的重要途径之一, 这一作用在现行习题集中未得到很好的发挥, 而且把舍去特征视图的“二求三”题型当作读图题是欠妥的, 与读图方法的讲课相悖。笔者认为, 范例读图题应是表达完整和清晰的, 如果学生能比较顺利地看懂它, 正说明了教学的成效。传统的“二求三”题型和后来创造的“一补二”题型是基本题型的补充, 是配角, 数量要适当, 难度要适中, 不宜过分夸大其在思维训练中的作用。

4 着眼发展, 充实计算机绘图基础

随着计算机技术的不断更新和完善, 计算机绘图代替手工绘图已是势在必行了。我国现有工程技术人员中, 懂得计算机应用常识的人越来越多, 但会计算机绘图 (U G) 或计算机辅助设计 (C A D) 技能的人为数不多。计算机绘图涉及工程图学基础, 计算机图形学教学基础, 计算机原理及程序设计方法等内容, 培养学生掌握计算机绘图及计算机辅助设计技能的重担, 历史地落到了制图老师的肩上。U G和C A D是未来工程师必备的素质之一, 应逐步成为制图课的任务之一。

教学无止境, 老课新教的内涵十分丰富, 本文仅初步涉足, 为永葆制图教学之青春, 作为制图教师, 让我们共同努力, 不断探讨, 提高新时期制图教学的质量。

摘要：为适应新世纪高职院校人才培养模式的需要, 机械制图作为传统的基础学科, 应不断加强当前的课程改革力度, 精简课程、优化课程结构提高知识质量, 努力开拓适应现阶段社会发展的新思路, 设计新课型, 老课新教。

关键词：制图课程改革,课程结构,知识结构,视图