單寶峰　馬寧　張彥富

摘 要 工程圖學(xué)是工科院校必須掌握的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，教育對(duì)象大多是一年級(jí)學(xué)生，從教學(xué)過(guò)程和效果來(lái)看主要存在多種能力培養(yǎng)的問(wèn)題，如何針對(duì)能力培養(yǎng)，進(jìn)行工程圖學(xué)教育，以滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)工程技術(shù)人才的要求是要探索的問(wèn)題。本文就實(shí)驗(yàn)班工程圖學(xué)的教法與效果進(jìn)行探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞 工科教育 工程圖學(xué) 創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.02.050

工程圖學(xué)是工科教育所必須慎重對(duì)待的一門課程，其教學(xué)內(nèi)容為投影方法、正投影的基本理論、空間幾何元素和立體在平面上的圖示原理和方法等。其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的空間幾何問(wèn)題的圖解能力，空間想象和空間分析能力，繪制和閱讀工程圖樣等能力。它不僅為工程制圖提供必要的基礎(chǔ)，也為學(xué)生后續(xù)課的學(xué)習(xí)提供必要的基礎(chǔ)。目前，從教學(xué)過(guò)程和教學(xué)效果看主要存在的問(wèn)題：（1）空間分析、空間想象能力較差。學(xué)生感到聽(tīng)課容易，做題難；（2）缺乏構(gòu)型設(shè)計(jì)的內(nèi)容及訓(xùn)練，構(gòu)型設(shè)計(jì)的能力較差，學(xué)生不會(huì)表達(dá)自己構(gòu)思的形體；（3）綜合分析和應(yīng)用理論的能力差，學(xué)生在繪圖和閱讀圖樣的過(guò)程中對(duì)所遇到的問(wèn)題不會(huì)用畫(huà)法幾何的理論分析解決；（4）學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐動(dòng)手能力較差。傳統(tǒng)的教學(xué)方法還是在應(yīng)試教育的模式下習(xí)慣于“滿堂灌”等，嚴(yán)重束縛了學(xué)生的觀察、思考、想象和創(chuàng)新能力，不利于學(xué)生自學(xué)和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。本文從對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)的幾個(gè)方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

（1）加強(qiáng)點(diǎn)、線、面及其相對(duì)位置投影理論教學(xué)，為學(xué)生圖示、圖解空間幾何問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。畫(huà)法幾何是研究空間幾何問(wèn)題圖示法與圖解法的學(xué)科。其研究對(duì)象有：一是研究空間幾何元素（點(diǎn)、線、面）及其相對(duì)位置在平面上的表示法；二是研究運(yùn)用投影法在平面上用幾何作圖的方法來(lái)解決空間幾何問(wèn)題。圖示法是以投影理論為基礎(chǔ)的，而圖示法和圖解法即畫(huà)法幾何為圖樣表達(dá)提供了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。因此，教師要高度重視投影理論的教學(xué)。教師在深入研究教學(xué)大綱基礎(chǔ)上，吃透其內(nèi)在聯(lián)系，向?qū)W生有計(jì)劃、有目的、系統(tǒng)地將基本概念、投影理論準(zhǔn)確、透徹、簡(jiǎn)練地傳授給學(xué)生，抓住重點(diǎn)、由淺入深、循序漸進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生突破難點(diǎn)。教學(xué)實(shí)踐中，要求學(xué)生熟練掌握、深信不疑并能靈活運(yùn)用投影理論。學(xué)生只有熟練掌握這些投影理論，才能為學(xué)好這門課程打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。

（2）加強(qiáng)空間分析教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生空間分析和空間想象能力?？臻g分析是工程圖學(xué)的難點(diǎn)，也貫穿這門課的始終。學(xué)生反映聽(tīng)課容易，做題難，其根本原因就是空間分析和空間想象能力較差。具體的來(lái)講就是學(xué)生忽視分析空間幾何關(guān)系、空間幾何原形與平面圖形間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，只是試圖用書(shū)本上的某些結(jié)論去解題；或者只注意空間幾何關(guān)系，而拋開(kāi)已經(jīng)歸納出來(lái)的投影規(guī)律，用模型比擬空間情況來(lái)直接獲得答案。教學(xué)中要加強(qiáng)空間分析教學(xué)，正確引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行空間想象。也就是在講授基本理論時(shí)候要從空間分析入手，在講授理論應(yīng)用時(shí)，要注意引導(dǎo)學(xué)生分析作圖條件，建立解題的空間模型，確定空間解題步驟，以及引導(dǎo)學(xué)生想象解題結(jié)果的空間情況，使得學(xué)生在空間—平面—空間反復(fù)思維的過(guò)程中使自己的空間想象能力得到提高。我們?cè)诮虒W(xué)中，注重的是空間分析和解題思路的講解，一般情況下不給學(xué)生圖示解題。切忌只注重解題過(guò)程的圖示講解，而忽視空間分析和解題思路的講解，不利于空間分析和空間想象能力的培養(yǎng)。這種實(shí)踐過(guò)程在開(kāi)始的時(shí)候?qū)W生會(huì)感到有一定的困難，不過(guò)很快就會(huì)逐步適應(yīng)的，并且學(xué)生的空間分析和空間想象能力的培養(yǎng)、提高的速度會(huì)大大加快。

（3）設(shè)置典型的一題多種解法例題，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。設(shè)置典型的一題多種解法例題，可以讓學(xué)生找出多種解題思路，再去比較、分析、優(yōu)選解題方法，培養(yǎng)提高綜合分析和應(yīng)用理論的能力。如：求一已知點(diǎn)到一定直線間的距離。同學(xué)們很熟悉這道題，因?yàn)樵诓煌氖谡n階段都作為例題出現(xiàn)。此題共有8種解題方法，應(yīng)用了不同的投影理論，涉及到的知識(shí)面很廣，有直角三角形法，輔助垂直面法，換面法、旋轉(zhuǎn)法。在“投影變換應(yīng)用”的習(xí)題課上，又將此題拋出，要求學(xué)生對(duì)此題進(jìn)行空間分析，并給出解題思路來(lái)。學(xué)生們的積極性很高，踴躍發(fā)言，把8種解題方法的空間分析和解題思路都總結(jié)出來(lái)，效果很好。許多同學(xué)表示，聽(tīng)完同學(xué)對(duì)這道題的分析與講解，感到柳暗花明了，增強(qiáng)了學(xué)好這門課程的自信心。像這種典型的一題多種解法例題，能激發(fā)學(xué)生想象，有助于培養(yǎng)多向思維，提高對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。

（4）開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新活動(dòng)是開(kāi)展創(chuàng)新教育的最佳方式。在教學(xué)中要時(shí)刻不忘以創(chuàng)新為教學(xué)目的，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，積極開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)。在學(xué)完“組合體”后留給學(xué)生一創(chuàng)新實(shí)踐大作業(yè)，每個(gè)學(xué)生“自主設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度的組合體（不許重復(fù)），在A3圖紙上繪制出三視圖和軸測(cè)圖，并制作出模型?！逼淠康氖桥囵B(yǎng)學(xué)生的空間想象能力（設(shè)計(jì)組合體）；培養(yǎng)空間構(gòu)型能力（設(shè)計(jì)組合體）；培養(yǎng)繪圖、讀圖能力（繪制三視圖和軸測(cè)圖）；培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力（模型制作）；培養(yǎng)自學(xué)能力（自學(xué)軸測(cè)圖內(nèi)容）；培養(yǎng)審美意識(shí)（布圖、線型、字體等圖面質(zhì)量）；培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)（設(shè)計(jì)、繪圖、作品制作等）。實(shí)踐表明，這一創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的極佳活動(dòng)，它激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，使他們的創(chuàng)新能力有機(jī)會(huì)得以發(fā)揮，從而達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。表1是對(duì)全班78名學(xué)生進(jìn)行的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)實(shí)施效果調(diào)查。

（5）搭建實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。我國(guó)把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育作為建設(shè)“創(chuàng)新型”國(guó)家的重要一環(huán)，以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為目標(biāo)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，它強(qiáng)調(diào)“教、學(xué)、做”三者合一以及人的全面發(fā)展和終身發(fā)展，對(duì)培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞拇髮W(xué)生具有不可估量的作用。工程圖學(xué)是一門將知識(shí)、實(shí)踐和能力融為一體的綜合性課程，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力方面所起的作用是其他課程無(wú)法替代的。因此在工程圖學(xué)教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，學(xué)校與?？怂箍涤?jì)量有限公司共建了“沈航——?？怂箍禍y(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”，供教師進(jìn)行科研和教學(xué)使用。我們利用這一實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，進(jìn)行一次實(shí)訓(xùn)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的“4.5.4 SF”等型號(hào)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上完成“對(duì)殼體類零件進(jìn)行測(cè)量，利用一種繪圖軟件（不限定軟件）進(jìn)行零件的三維造型，繪制出零件圖，并對(duì)零件進(jìn)行幾何精度評(píng)價(jià)?！边@次實(shí)訓(xùn)的目的，就是要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力；培養(yǎng)計(jì)算機(jī)繪圖能力；提高工程圖表達(dá)能力；培養(yǎng)組織、管理、協(xié)調(diào)能力等，使學(xué)生大開(kāi)眼界，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，基本上掌握了先進(jìn)測(cè)量設(shè)備的使用和測(cè)量技術(shù)，為學(xué)生未來(lái)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)奠定了一定的基礎(chǔ)。其教學(xué)效果是毋容置疑的，這種實(shí)訓(xùn)深受廣大學(xué)生的喜愛(ài)。

結(jié)束語(yǔ)：工程圖學(xué)的教育對(duì)象是大學(xué)一年級(jí)學(xué)生，我們的授課對(duì)象是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班學(xué)生，盡管他們的空間概念薄弱，但已具有一定的邏輯思維、形象思維和直覺(jué)思維的能力，因此，在工程圖學(xué)教育教學(xué)中除了完成培養(yǎng)學(xué)生多種能力的基本目標(biāo)以外，應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力作為最高目標(biāo)。三年來(lái)，我們對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班三屆學(xué)生工程圖學(xué)教育教學(xué)不斷地進(jìn)行探索與實(shí)踐，積累了一定經(jīng)驗(yàn)，取得一定成果。我們還將繼續(xù)進(jìn)行改革、探索、實(shí)踐，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才作出不懈努力。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：本文為沈陽(yáng)航空航天大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目“實(shí)驗(yàn)班工程圖學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐”（編號(hào)：02140108）的階段性研究成果

參考文獻(xiàn)

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