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【关键词】机械识图;教学;探索
一、机械识图的重要性
图样是制造机器和零件的根据,工人正是按照图样加工零件或装配机器的,同时图样也是人们表达设计思想、传递设计信息、交流创新构思的重要工具之一,是现代工业生产部门、管理部门和科技部门中一种重要的技术资料。在工程设计、施工、检验、技术交流等方面具有极其重要的地位,因此,图样被誉为工程技术界的通用语言。因此,掌握好识图方法,具备良好的识图能力,才能阅读、理解机械设计图纸,从而更好的组织生产与指导施工,是机械专业毕业生所必需的工作能力之一。
机械图样是机械类专业的学生必须掌握的基本知识和基本技能,是理论与实践紧密相连的课程,这就要求阅读者有比较扎实的制图理论基础,具有一定的空间思维能力,这其中还包括公差与配合学中的知识,以及机械基础课程的知识。机械识图的目的就是要培养学生良好的识图读图能力,具备一定的绘制图纸能力,同时培养空间想象能力和良好的逻辑思维能力。对于中等职业教育来讲,机械制图课程更加侧重识图知识的具体应用,主要表现在能够熟练识读图纸,绘制简单图纸,按照图纸所表达的设计意愿正确加工零件和装配机器。
二、机械识图授课方法
识图能力的培养,实质上是形象思维和抽象思维能力的培养,即对空间形体的想象、分析、综合和表达能力的培养,也包括对尺寸知识和公差知识综合运用能力的培养。所以,围绕以“识图为目标”,在教学中我是这样处理的。
1.培养和提高学生的空间想象能力,为“识图”打下扎实基础
投影作图是制图的基础部分。把握好点线面投影及其原理与几何体三视图投影的教学是首要重点。简单几何元素点线面与几何体相互联系、不可分割,任何几何体都是由若干个点线面构成的。点线面投影及其原理是识图的基础,三视图是培养空间想象力的基础。学好点线面投影原理和三视图就为解决好由二维平面向三维立体过渡奠定了一个良好的基础,就具备了识读组合体视图的能力。点线面投影原理和三视图投影较空洞、抽象,没有实物或模型的配合,难以表达清楚。轴测图因近似于人们日常观察到的实物或模型,又具有直观性和形象性的特点,即使没有学过制图的人也能看懂。应充分利用轴测图,尤其是几何体轴测图的优势,讲授好投影作图,以培养和提高学生的空间想象能力,为“识图”和“画图”打下扎实基础。
2.运用形体分析法和线面分析法,讲授组合体视图的识读
组合体视图识读既是重点又是难点,学生对这部分知识掌握的情况,直接影响到后续“机件形状表达方法”的学习。学好组合体视图的关键是运用形体分析法和线面分析法。形体分析法从“体”的角度分析组合体是由哪些几何体所组成;线面分析法从“线”、“面”的角度分析组合体的形成。两种方法能化繁为简,把解决复杂的组合体问题转化为简单的点线面投影问题和几何体投影问题。几何体的投影特征及组合体的组合形式是形体分析法的思维基础;线条、线框的含义和空间位置是线面分析法的思维基础。分析、判断、推理是在看懂形体的基础上展开的。两种分析方法的内容、使用条件和依据虽不相同,但核心都是“分”与“合”,结果都是为了读懂组合体形状。
3.掌握“国家标准”,看懂机件形状的表达
机件形状的表达是组合体视图向零件图过渡的必经环节,极其重要。这部分的主要内容是剖视图,其中全剖视图、半剖视图和局部剖视图尤为重要。它既需要以投影作图的原理和组合体视图识读为基础,又有其本身以“国家标准”为依据的独立内容。从视图的位置、方向到表达内容和表达方式都有严格的规定,带有国标的强制性和严肃性。后续章节的零件图与装配图识读都要运用这部分的知识。学生对这部分内容掌握得如何,将直接给识读零件图与装配图带来连锁反应。教师应把教学精力集中在提高学生对剖视图的运用和识图能力的进一步发展上。
从“识读”的角度组织教学时,应紧紧围绕“表达”与“意图”的展开,使学生通过对各种表达方式的认识和对不同表达内容的理解,来正确领会设计者的“设计意图”,达到“看懂”剖视图之目的、
4.关于尺寸标注和技术要求
尺寸标注和技术要求是零件图的重要组成部分。尺寸标注是难点,它需要以机械加工工艺知识为基础。学生,要把尺寸标注掌握得非常透彻,能够真正做到“正确、完整、清晰、合理”一般是不可能的,尤其是合理,也未必有必要。因此,应抛开复杂的“尺寸标注”,集中精力围绕“尺寸识读”进行教学。通过对一般尺寸标注的识读来理解尺寸标注的一般原则和要求;通过对具体零件图的识读来理解开口链尺寸与总体尺寸和其它尺寸之间的关系,理解尺寸基准的意义和作用,从而把握正确的加工方法和选择恰当的检测手段。
同样对“技术要求”,也不必在“标注”上花费精力,应集中精力讲清楚各种技术指标和各种技术符号的含义,并结合具体零件图与装配图的识读,帮助学生理解各种技术要求的含义,从而加深领会零件加工与装配中的具体要求。
三、掌握识图步骤提高识图能力
1.看标题栏
首先,通过读标题栏,了解零件的名称比例材料等,从而大体了解零件的功用,以正确选用刀具,加工方法,还可以从比例想象出零件的实际大小。
2.分析视图
先找主视图,再找其他视图,然后看零件采用的是什么表达方法,弄清各视图的投影关系。找到剖视剖面的位置,局部视图和斜视图的投影方向的箭头,从而弄清各视图的表达目的。
3.分析形体
用形体分析法分析零件的结构形状,在搞清楚视图关系的基础上,根据图形特点,通常将零件分解成几大部分;然后根据基本形体把部分的形状想象出来,再对各细小结构进行分析,最后将细小结构和视图几大部分综合起来想象出零件的整体形状。
4.识读零件尺寸
综合分析视图和形体,找出零件长宽高三个方向尺寸的主要基准。然后从基准出发,再了解各形体的定形尺寸和定位尺寸,弄清各个尺寸的作用。
5.了解技术要求
读图时应弄清楚表面粗糙度的要求,尺寸公差,热处理,表面修饰,检验等方面的要求。
按以上步骤读图,就可以得到零件形状及其加工,检验等方面的完整概念。
四、中职生机械识图可教学的探讨
1.空间想象能力的培养
学生的整体基础较差,对于一个物体的空间想象能力需要有一个培养的过程,这就要求除了进行实物模型的展示讲解,还应该加大多媒体立体模型的比重,包括引导学生注意多观察、多思考生活中的实际物体。
2.基础知识的重要性
机械识图要掌握绘图的基本知识、公差学的基础知识两个部分,其中绘图是基础部分,教授的基本识图方法是贯穿整个课程,所以要加大这部分内容的练习,才能打下一个扎实的识图基础,为后续内容的学习铺平道路。
3.重视练习简单绘图
简单的绘图已经成为技术工人应具备的能力之一,所以要求学生掌握识图方法的同时,相应的加入一些简单的绘图练习,既达到了检验学生对知识的理解程度,又提高了动手能力和学习兴趣。
4.注意学习方法的指导
好的学习方法可以达到举一反三,事半功倍的效果。在学习中对于不同部分的知识内容,教会学生如何去学,如何更好的提高学习效率。
5.在课程的安排上由浅入深,在课程的内容上由易到难
选择练习题和零件图时也遵循由简单到复杂的规律,学生掌握了容易的内容以后,这些容易的内容就会成为较难知识的阶梯,多练一些,把“易”的先解决了,“难”的问题就不难了。
五、结束语
机械识图主要以培养学生的读图能力和绘制简单的机械图样的能力为主要目标,要以必需、够用和实用为度的原则,针对中等职业教育的特点,强化实践教学,加强与专业关系密切内容的讲解力度。在整个讲解过程中,穿插大量与投影图相配的形象逼真的立体图,用于帮助培养学生空间想象和空间思维能力。我们是职业化教育,是学生在参加工作前的最后的职业教育,所以要将与学生工作相关的知识交给他,使之能够在实际工作中理论联系实际。
参考文献:
那么,是否能将现在分开讲授的这两门有着内在关联的课程整合成一门课程呢?其实在教学过程中,可以依据取长补短的原则对这两门课程进行整合。首先要做的工作就是搞好两课程之间的知识的有机链接,通过整合操作达到相互渗透、相互促进、共同巩固的效果,在学生学习理论的时候以计算机软件协助思维,在操作的时候以理论作为有力的支撑,两者同步进行相互促进,为了提高整体效果,促进改革能达到预期目标,执行计划中借用现在效果较好的项目教学的方法和理念,将机械制图的整个内容进行划分,根据知识点划分归类为几大模块,如:国家标准、几何作图、点、线、面、基本几何体、轴测图、组合体、标准件、零件图、装配图。每一模块先进行传统的理论教学,再进行计算机绘图教学,或者同步交叉进行。学生通过一个模块的学习后,既掌握了制图原理,又能利用计算机完成原先需要手工绘制的图形,在充分体会了现代技术的优越性的同时提高学生学习的积极性。如果在计算机绘图中发现图形不符合国家标准,学生能从制图理论中去寻找答案。而且先进的平面及三维设计软件在辅助绘图的同时有助于学生空间想象能力的养成。
从这一角度来说也就是将原本的两门功课的学时做了统一的课程交叉安排,主要是实现让学生在学习理论知识的同时掌握基本的绘图技能,培养学生自主学习、自由思考的个性化素质和独立解决实际问题的多样化创新能力。
而这一交叉其实是理论与实践操作的同步,即教学内容按顺序或交叉进行每一模块的教学内容分成理论教学和上机绘图两部分,这两部分内容并不是在每一模块中都按先理论后上机的顺序来进行。有的教学模块需要将两部分内容进行交叉教学,以达到更好的教学效果。如“几何平面作图”模块,在讲解的过程中其实就是教室和机房同步进行的。主要是让学生在作业本上联系的同时再在计算机上进行操作,让学生反复体会手工绘图和上机绘图的异同和各自的特点。促进学生学习CAD的热情,而这一热情需要机械制图的理论支撑从而促进学生的整体求知欲望。
当然,在操作的过程中也存在着一些问题,比如在讲点线面的投影中,对学生来说都是新的,没有基础,没有参照,没有经验,学生对理论和操作都比较陌生,从而在运作过程中费时较多,所以,在这类问题上,费时讲解是有必要的,同时还可以借助计算机的模拟功能,将抽象的点线面的知识,用生动形象的画面展示给学生,让学生在比较完美的仿真图像中寻找知识的关键点,抓住学习的主线,达到一个新的知识层面。
再有,在以模块模式进行教学时,我们要建立以操作结果为主要评价标准的评价考核机制。以操作为主,笔试为辅,综合考核学生的学习效果。故每一模块教学结束后,根据项目模块的划分和任务目标的制订,对学生的理论学习和操作掌握情况进行理论加上机的测试,将两部分成绩折算相加作为这一模块的成绩。把所有模块的总成绩进行加权平均(每一模块根据内容的比重大小和重要性赋予不同的权数),作为这一门课的总成绩。其中组合体、装配图、零件图等可规定为必须达标的模块,如果该部分成绩不达标,这一门课就需重修。这样的测评体系,可以让学生在每一模块的学习结束后都有成绩,成绩优秀的可获得继续学习的动力,成绩不理想的学生可以在今后的模块学习中发奋赶上。学生不会因为一次失误而影响最后的成绩,学习积极性就会大增。同时值得强调的就是,在进行任务制订时候,应该尽最大可能地让任务目标图形与学生专业挂靠,让学生在分步学习的时候,有在岗上班完成工作任务的紧迫感和自我加压积极面对努力完成任务后的成就感。
这一教学模式在进行了一个大循环教学实施后,从学生的反馈信息来看,这种教学模式学生是比较能接受的,赞成这种教学模式的学生达到95%以上,他们也认为这种教学模式对他们学习机械制图有极大的帮助作用。在CAD操作训练过程中,学生很少出现遗忘相关知识和用错标准的现象,改变了过去知识割裂分离的状况。在学习上体现了趁热打铁的原则及同时也达到了取长补短双向互助巩固提高的效果。
当然,这样调整教学方案后也带来一些问题,一是教师无现成的教材,增加了老师对知识的整合工作,教师教学教案的编写和学校固定课本之间存在的差距需要得到协调,在可能的情况下,通过方案的实践性地运行和合理有效地修改完善之后,对整合后的课程进行校本课程开发。二是在实施这一教法变革时,要求任课教师具有厚实理论及娴熟的计算机实践操作技能。三是需要计算机硬件技术的支持。除了要配备专门的计算机绘图室外,还需进一步加强软件、硬件建设。有可能的情况下,要加大机房的开放管理力度。为学生提供更多的上机机会,从而缩短不同认知层次的学生的发展差距。
关键词:机械制图 《AutoCAD》 课程改革
中图分类号:TH126 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)(06)(b)-0000-00
《机械制图》课程是研究绘制和阅读机械图样的原理方法的一门专业基础课程。在长年的教学实践中,发现学生存在着理解和思维想象方面的差距,根据毕业生的反馈及学生在校实习内容和实际生产需求存在一定的出入。教学内容进行重新整合,绝对不是几门相关课程的简单叠加,而是将所涉及的教学内容有机的结合在一起,形成新的课程教学体系。在课程导入时,我们根据自身的工作经验和教学体会,向学生强调,对一个即将从事机械行业生产制造的从业者来说,不掌握这门技术语言,将无法胜任工作。
一、课程改革方案
课程整合要对教材的内容进行取舍,重组知识体系,要符合“必须、够用”的原则。课程整合对教师、学生、教学本身都提出了更高的综合性要求。这种要求并非面向知识,而是强调把知识作为一种工具、媒介和方法融入到教学的各个层面中,培养学生的学习观念和综合实践能力。
具体措施:对《机械制图》和《AutoCAD计算机绘图》课程的教学内容进行综合改革,机械制图与CAD课程的整合是以机械制图为主,CAD是绘制机械图样的工具,将计算机绘图学习与图样画法整合一起,其整合点是绘制正确、标准的图样。在课程改革中,以图样为目标进行课程整合穿插教学,以图样出发,实现学生掌握有用、必要的知识。对点线面的投影理论、组合体三视图的内容进行简化,重点培养学生识读机械图样的能力。
(一)课程培养目标
教学目标是培养学生看图和画图的能力。《机械制图》主要培养学生画图和读图能力、空间想象能力,养成认真负责的工作态度和一丝不苟的工作作风;而《AutoCAD》脱离制图知识,强调命令的学习方法,使学生对平面图形的绘制较熟练,不能很好的表达机械图样。为全面提高学生读图与计算机绘图的能力,采用了机械图样进行介绍命令,并要求所有的计算机绘图图样必须经过传统的手工绘制。
(二)课程内容的安排
根据课程的要求,《机械制图》的总学时为144学时,《AutoCAD》的总学时为72学时,要求学生不仅要达到传统机械制图课程的最终要求,还要掌握计算机绘图的技能技巧。通过二维的平面图――零件图(或装配图)想象出来三维的空间物体――实际零件(装配体),只有掌握这种技能,才能顺利完成零件加工或机器装配的工作。所以,空间想象能力是学习机械制图的核心内容。
(三)改进教学方法
1、运用多媒体课件进行教学
多媒体在展示二维向三维和平面向实物的转换中有其独特的优势,多媒体课件能激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性,增大信息量,是很好的教学的辅助工具。课件用在激发学生兴趣、有利于突破难点、强化重点之处,用于有利于内化教学内容之处。例如在看组合体视图时,多媒体可以通过颜色的闪烁,来表达具有对应关系的点、线、面,还可以表达它们所在立体表面的相对位置,一目了然,较好地培养学生空间想象力。
2、采用直观的实物进行教学
理解知识的最初阶段是获得感性知识,它是理性知识的基础,是不容忽视的。例如,在讲线、面的投影分析时,黑板、地面和右边的墙壁恰好组成三面投影体系,把圆规当作直线,三角板当作平面,自然而然地总结出线面的投影特性,由于具有形象具体的三面投影体系直线、平面,学生理解起来很容易,获得了真实而亲切的知识,提高了学习的积极性和兴趣,培养了学生的空间想象力。
3、采用“一体化”的教学方法
传统的机械制图,老师讲课特别多、特别细,又是模型、又是挂图,没有模型和挂图就画立体图,是一种灌输式的教学,练习的过程很少。可将讨论法、阅读法、演示法有机地融为一体。在执导学生阅读的同时,对文中的疑点难点进行讨论,然后进一步进行演示,这样学生就变被动接受为主动探索,成为了学习的主体,也就乐于主动去探索。
4、实践练习法
在整个教学过程中多布置课程绘图作业,做到绘图训练不断线,从而巩固学生在制图课中多学到得知识,提高学生读图和绘图的质量。还可以让学生自己动手,根据图样用橡皮泥或者泡沫塑料自做模型,既提高了学生学习的兴趣,又提高学生的动手能力。但这种方法不能一直贯串整个教学过程,避免学生对模型的依赖。
在授课时采用合适的教学方法,把理论和实践教学有机结合起来,不仅能提高教学质量,还能培养学生的学习主动性,更能够提高学生的思维创新、空间想象能力。
二、结束语
在学习过程中,一方面要注重掌握基本概念、基本知识和基本方法,另一方面要认真完成教学中的实践环节和课外作业,达到理论联系实际,使知识上升为能力。随着科技飞速的发展,在机械、航空航天、船舶、建筑、电子、气象和管理等领域高水平、高要求的情况下,不能用单一传统的模式,因此对学生绘图、识图、读图能力都提出了更高的要求。
计算机绘图能力的基础主要体现在“手工图版”绘图上,因此制图掌握得好与否也关系到AutoCAD的绘图能力。但是在教学过程中,《机械制图》与《AutoCAD》并不能混合教授,这两门课程应独立教学,这样会收到事半功倍的效果
与传统的手工制图技术相比,随着计算机绘图软件的发展,有力地推动了制图技术自动化。计算机绘图是利用计算机及绘图软件,进行图样绘制、编辑、输出级图库管理的一种方法和技术。与传统的手工绘图相比,计算机绘图具有效率高、速度快、创新迅速、绘图精确等特点。所以在高校机械类专业中,具备计算机绘图能力必将成为就业的一块“敲门砖”。
参考文献:
[1]钱可强主编.《机械制图》【M】2版.北京:高等教育出版社.2007
关键词 画法几何;教学方法;高职院校
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2014)22-0104-02
1 前言
图样作为表达设计意图、交流技术思想与指导生产的实用工具,是工业生产中的重要技术文件,是工程界的语言。画法几何课程作为高校识图与制图课程体系的基础与先行课程,对于培养学生空间想象、分析与推理、识图与制图综合能力有重要的作用。画法几何课程作为工科专业的核心专业基础课,不仅在专业课程体系中占有重要的作用,而且对后续课程的学习都有着极大的影响,可以说画法几何课程学习的好坏,对学生未来的就业及职业发展都有着至关重要的影响。
伴随着近年来高考人数的持续走低,高职院校录取分数线也是一降再降,直接导致生源品质低,因而高职院校的教学方法与本科院校的教学方法有着截然不同的区别。笔者通过一线教学发现,学生普遍存在基础较差、理解能力欠缺、学习积极性不高等不足,因此,笔者认为在画法几何授课过程中,内容的讲解不易太多,以够用为主,并应讲练结合,在讲透概念的基础上再辅以一些例题,要求学生做一定数量的练习,根据练习中反映的问题辅以AutoCAD、Pro/E等软件再进行较为直观的讲解,重点是对学生学习兴趣的培养。
画法几何课程在学生入校的第一学期讲述,绝大多数学生缺乏或没有相关的工程实践经验,普遍对课程内容感觉理解困难。因此,为了达到课程的教学目的,培养合格的高技能复合型技术人才,找出适合高职院校画法几何课程特点的教学模式就显得极为重要。通过对高职学生就业情况进行分析,发现绝大多数毕业生都在生产一线工作,以读图为主,故对本课程的学习应以实用为主,学生只需掌握扎实的读图能力,就可以胜任今后的工作。因此,在课堂上可不必讲解过深的内容,同时考虑到学生今后的职业发展,应通过多媒体技术,直观地为学生展示三维形体与二维投影的关系,注重培养学生对本门课程的学习兴趣,为学生的发展以及后续课程的学习打下良好的基础。
2 画法几何课程的教学要点
画法几何课程内容可分成制图规范与基本作图技能、多面正投影体系与空间点线面投影、基本空间形体投影、组合体投影与尺寸标注、轴测图五个部分,对于不同学习部分应根据其特点区别对待。
制图规范与基本作图技能主要分为两大类,分别是国家规范与作图技能的学习,应重点培养学生严谨、认真的工作态度。在讲解了图幅、图框、标题栏、字体、比例、线型、标注方法等国家规范后,通常布置学生对线型绘制进行练习,要求学生在图纸上自行绘制图框、标题栏,熟悉国家规范。作图技能的内容学习完成后,宜布置圆弧连接的习题,通过练习使学生熟悉制图工具,掌握布图、画基准线、画草图、加粗的一系列绘图流程。在本章内容的教学中对学生应严格要求,使学生在潜意识中认识到制图是一门非常严谨的课程,为后续内容的学习奠定良好的基础。
多面正投影体系与空间点线面投影的主要教学内容包括正投影法、多面正投影的形成、投影的三等关系、空间点线面的投影。对正投影的学习,应详细讲解投射光线为垂直于投影平面的光线,随后以一个平面无法完全表达点的空间位置,自然引入三面正投影体系。此时,可采用类比方法,以教室黑板、地面、左面墙壁类比H面、V面、W面,讲解投影体系,并以点的投影为切入点,由点而线、由线而面逐步深入,对投影中相似性、积聚性、相似性以及特殊位置点、直线、平面进行讲解。并辅以一定数量的习题练习与讲解,使学生熟练掌握投影体系及其特点,构建初步的空间思维能力。本章是学生由平面思维向空间思维转变的开始,三面投影体系掌握的好坏程度,对后续章节的学习有重要的影响。对高职学生而言,教学方法应在讲透概念后,辅以一定的练习,讲练结合,切忌只讲不练或练习太少。
在完成空间点线面投影的讲解后,即可开始空间基本形体的学习。本章是为组合体的投影做准备的,学生应掌握圆柱、圆锥、圆台、棱锥、棱台、圆环、环球的三面投影,并结合上一章中正投影的三性特性,学习在空间形体表面取点的作图方法,并根据专业特点讲解截交线、相贯线的作图方法。
组合体投影与尺寸标注是本门课程的重点,可以说前面章节的知识准备都是为这章做铺垫,学生在制图课程及计算机绘图课程中也都会用到本章的知识,可以说学好本章内容也就掌握了本课程的内容。对组合体投影的讲解主要有形体分析法和线面分析法。在本章的讲解过程中,对于从三维形体画二维投影图的绘图过程可以引导学生将组合体分解成圆锥、圆柱、棱台等基本形体,然后按组合体的组合方式,将各基本形体的投影进行相应组合,最后按照相切、相交、共面后的特征进行修改即可。而对于从二维投影到三维实体的读图过程,可以按照投影图中每一个图框代表组合体上一个面的原理,先将组合体投影分解为若干对应的图框,分析每一个图框的形体,先局部后整体,最后按照图框的叠加顺序,即可组合得到组合体的空间形体。对于组合体的标注,亦可从第一部分空间平面图形的标注引入,首先讲解平面图形都需要基准。由于大一新生几乎没有任何工程经验,基准在零件加工中的作用可不讲解,只需强调基准的选择原则,即选择组合体的对称线、轴线、较大平面的投影。其次对构成组合体的每一个基本形体都必须标注其定形尺寸,主要是长、宽、高方向的尺寸。最后需要标注各基本形体的定位尺寸及组合体的总长、总宽、总高。需要强调的是对于组合体的尺寸要详细检查,不可多标也不可少标。
笔者在上课过程中发现,很多学生在练习时,一动手就出错,究其原因,一是由于学生主动性低,二是由于练习太少,加之内容琐碎,不易记忆。而当笔者运用三维软件,如Pro/E、UG将练习题中的投影图转为三维立体时,学生非常感兴趣。因此,在本部分的学习过程中,可以对学生理解较为困难的习题用三维软件进行绘制,一定可以收到良好的教学效果。
最后一部分是轴测图的绘制,通过本部分的学习,加强学生对投影图中前后、上下、左右三个方位的理解,同时也可以加强学生二维投影与三维形体相互转换的能力。
3 有效应用多媒体教学技术,培养学生学习兴趣
多媒体教学信息量大,在教学过程中容易给学生一种稍纵即逝的感觉。而对于画法几何这门课程,内容较为抽象,特别是学习的初期,学生的空间思维能力较差,不易掌握。而通过教师的板述教学,更易加深学生的印象。而在讲解三视图的视图布置、组合体的绘制等内容时,板述讲解工作量太大。因此,笔者认为,本门课程应以板述教学为主,多媒体讲学为辅,合理利用AutoCAD、Pro/E等专业软件,为学生进行讲解。不同教学工具的使用,不仅有利于学生对本课程内容的理解掌握,而且能够有效激发学生的学习积极性,提高教学效率,增强学习效果。
4 结论
为了切实提高工科学生识图与制图的能力,为后续专业课程的学习打下良好的基础,拓宽学生今后的职业发展,必须对画法几何课程的教学方法进行改革。改革应从实际出发,考虑学生的生源品质,以学生未来的职业生涯为导向,培养学生的学习兴趣为目标,探索更加科学有效的教学方法。■
参考文献
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关键词:机械制图 教学方法 效果
在长期的机械制图教学工作中,笔者结合多年的教学实践经验,总结出适合技校学生的教学方法,收到很好的效果,具体做法有以下四点。
一、善于引导,激发兴趣
机械制图是一门研究图示法和图解法以及根据工程技术的规定来绘制和阅读图样的科学。这门课的主要目的是培养学生具有一定的看图、绘图和空间想象能力,最终解决两大问题,即看图和绘图。图样是工程语言,它联系着设计者、制造者、检验维修者,是进行技术交流的基础。
在绪论中,教师首先要给学生讲明技工学校的理论课不同于以往的初、高中课程。技校课程分为三类:一类是文化课,包括语文、数学、政治等;二类是技术基础课,包括机械制图、机械基础、金属材料等;三类是技术专业课,包括车工工艺、机械制造工艺等。教师以技术员画错图导致出现废品,严重者属于过失犯罪,受到法律的制裁为例,说明制图的重要性及责任性,以引起学生的重视,让学生知道学习制图要养成严肃认真、一丝不苟的态度,决不能马马虎虎,以免引起不必要的损失。同时强调,技术工人如果看不懂图样,就无法进行工作,如同瞎子一样。同时,我们学好轴测图的画法在生活中也很有用,画出的图具有立体感,如同实物放在那里一样。这样使学生认识到学好制图的重要性,同时也激发学生的学习兴趣。
二、提炼总结,突破重难点
通过总结,笔者提炼出了《机械制图》教学的六大重难点。
首先,画图线时,粗实线的宽度范围是0.5~2mm,究竟怎样掌握具体尺寸,可遵循这样的规律:大图粗一粗,小图细一细。
其次,在图线的画法中总结出四条便于学生记忆:点画线以线段相交,不应以点相交,起始处是线段而不应是点;实线和虚线连接处应留空隙;虚线和虚线相交应不留空隙;虚线和虚线(或实线)相切,应以线段相切,而不应以空隙相切。
再次,点线面投影,有两条法则避免学生对知识混淆:在点的投影部分紧紧抓一句话“点的投影连线垂直于所夹投影轴,投影连线用细实线绘制”;在判断垂直线(面)或平行线(面)在三投影体系中的投影特性时,用这样四个字来概括“一点两垂(一线两面)”或“一斜两平(一面两线)”,抓住具有不同投影的线(面)进行分析,很快就能判断出是什么线或什么面及投影情况。
第四,在立体表面上找点是难点,总结出了四个步骤利于学生掌握。判断点在立体的哪个面上;找出所在面的三个投影;检查三投影有无积聚性:如有,则直接找到积聚投影上,没有则须做辅助线(面);判断可见性。
第五,圆柱的相贯也是一个难点,总结出两条:圆柱的相贯线总是画在非圆的视图中;相贯线曲线总是向着大圆柱轴线凸出。
第六,轴测图中的正等测,圆需画成椭圆是一个难点,可按以下方法完成。在三向正等测的画法中,首先要作出椭圆外接菱形,而画菱形的关键是两条轴的选择。在空间三个轴中有二个轴用来画菱形,另一个轴用于确定圆柱(圆孔、槽)的长(宽、高)。究竟如何使学生迅速选好轴呢?笔者总结出如下口诀:正面去Y用X、Z,水平面去Z用X、Y,侧面去X用Y、Z。
三、精讲要点,融会贯通
精讲,并不等于放弃系统的讲述,只是要求详略得当,力戒繁琐。例如在讲“投影面垂直线(面)”或“投影面平行线(面)”的内容时,教师就可只详细讲解一种,其余两种让学生对照教具模型自己画图,并总结出投影特性,这样抓住最关键、最本质的东西,使学生由被动变主动,加深对所学知识的理解。
“精讲”要同板书、模具的演示有机地结合起来,有时用Flash制作课件应用于教学,以加深学生的空间印象。对有利于学生记忆、理解、掌握重点内容的话、图形等,教师要提纲挈领、有条不紊地板书出来,做到版面布置合理,写画清晰正规,要有计划、有目的地演示教具内容,加强教学的直观性。教师要以有说服力的分析,引导学生展开积极的思维活动,从而使学生接受结论,并能融会贯通、举一反三。
四、讲练结合,收效明显
论文关键词:工程制图,三维,建模,教学
从众多的文献中可以看出,对于空间想象力的培养,很多人提出多种观点和改革方案[2-6,8]。笔者在多年的《工程制图》教学过程中,经常采用AutoCAD制作三维实体模型辅助多媒体教学,有许多经验与体会。文章探讨了在《工程制图》的各个知识点如何利用AutoCAD三维建模功能制作三维模型,增强学生的空间想象力,提高空间思维能力,增强学生的学习积极性,为其他教育工作者提供交流与借鉴。
1 三维实体建模在《工程制图》教学过程中的作用
1.1 在投影基础教学过程中的作用
对于三维模型辅助教学,许多人都是在立体及以后的章节中采用,而在点线面的基础投影里还没有看到这方面的论述[7, 9]。而对于点线面的投影及它们之间的相互位置,许多学生理解起来非常困难,特别是线与线、线与面相交以后的投影,需要很强的空间思维能力和想象力,所以学生在这部分内容的学习一般不很扎实,这将影响以后的学习。通过反复摸索,结合教学特点,笔者首先建立3个坐标轴X、Y、Z,再根据这3个轴的关系建立3个相互垂直的平面作为投影面,这样就建立了三维投影坐标系,如图1(a)所示。以这个坐标系为基础,在其间插入直线和平面,可以制作直线投影、平面投影及它们之间的相互关系,如图1和图2。通过动态观察和视图选择,学生可以清楚它们的投影特点和相互关系。经课堂教学证明,这些三维立体模型对学生的空间思维有很大的帮助,大大提高了学生的理解。
1.2 在基本立体及表面交线的作用
零件都是由若干基本几何体组成,因此基本几何体的空间形状及投影规律是复杂零件图形绘制的基础。学生从点、线、面过渡到基本立体,还是存在一些困难,特别是曲面立体的投影。如果这部分掌握不牢固,对后面的组合体及复杂形体将产生很大的影响。大部分学校是采用实物模型来增强学生的理解,但实物模型数量毕竟有限,而且实物模型全部拿到课堂上也是非常麻烦。而采用AutoCAD三维模型功能可以灵活方便地绘制所有几何体,而且可以激发学生的求知欲和增强学习兴趣,如图3(a)所示。
截交线和相贯线这部分是《工程制图》教学过程中的典型难点,立体被截切或相贯以后会变得非常复杂,学生一般要反复观看、不断摸索,才能掌握它们的特点,才能得出正确的平面投影。如果看不到立体形状,学生理解起来非常困难,平面投影更是无从下手,非常容易出错。一般情况下,学校会给出一定的实体模型供学生观察,但是《工程制图》教材会经常更新和变化,实体模型很难适应所有教材。采用AutoCAD可以绘制多样化的立体截切体和相贯体,项目管理论文如图3(b,c,d)所示。这些三维模型给学生一种很直观的感觉,而且学生可以像实体模型一样翻转,可以观看不同视图的投影,大大增强了学生的理解,增强了学生的自信心,起到了很好的教学辅助作用。
1.3 在组合体视图中的作用
组合体的投影较简单几何体复杂很多,其绘制过程也具有一定难度。采用AutoCAD可以出绘制出典型零件的组合体,而且可以演示组合体的组合关系,如图4(a)所示。一些通过切割得到的组合体也可以绘制出来,如图4(b)所示。如果《工程制图》理论课的学习和CAD软件的学习同时进行,可以让学生尝试自己绘制三维图,可以大大提高学习兴趣,增强理解和掌握。
1.4 在机件常用表示方法中的作用
当零件具有特别复杂的形体,而且内部具有较多孔洞等结构时,一般要采用剖切的方法。合理的剖切能够完整地表达零件的内外部形状结构。AutoCAD具有专门的剖切工具,能够对各种形体进行不同形式的剖切,例如全剖、阶梯剖等,如图4(c、 d)所示。
2 结语
使用AutoCAD软件绘制三维模型,弥补了实物模型不全的缺陷,而且绘制模型简单方便,可以根据不同教材内容修改三维模型,方便灵活,省去购买实体模型的资金和时间;另一方面,使用软件绘制的三维模型给学生一种新鲜感和兴味性,激发学生的好奇心和求知欲,学生积极性会有很大提高。AutoCAD是一种应用极为广泛的绘图软件,工科学生一般都要学习这种软件,而且AutoCAD的三维绘图功能简单易学,所以学生边学习软件边自己绘制三维图,既提高了软件的知识又提高了自己的空间想象力,学习兴趣和学习效果大幅度提高。
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关键词: 《机械制图》 信息化 教学方法
一、《机械制图》课程的特点
《机械制图》是工程界的技术语言,主要介绍识读、绘制机械图样的基本原理、有关方法和当前的国家标准。教学目的是培养学生识读和绘制机械图样的基本能力,培养学生的空间想象能力、逻辑思维能力和设计创造能力。教学重点是培养学生的空间分析想象能力、构思建模能力和机械图样的固定表达方式。教学难点在于培养空间分析想象能力,这是获取物体信息之后,在脑海中构建三维空间,确定物体的空间位置并构筑其外部形状及内部结构的能力,教学难度较大。
由于本课程是多数工科专业学生入学后开设的必修课,无论是学习环境、教学方法手段、学习模式、考核方法等都发生了较大变化,而且与中学阶段所注重的逻辑思维能力的培养有所区别,比如,一些机械类学生即使在学习画法几何课程上花费大量的时间、精力,进行了大量的绘图练习,但在学习《机械制图》的过程中,从他们对于截交线和相贯线的绘制、零件图和装配图的尺寸标注等方面可以看出,前期的学习并未取得理想效果。出现这种情况的原因主要有两个:一是本课程的抽象性,要具备由图想物、由物画图的空间想象能力。二是本课程的实践性,它包含许多较为专业的机件、设备和标准等信息,而实践经验和对机械的感性认识是学生普遍缺乏的。因此,选择适合的教学方法对本课程的教学有着决定性作用。
二、引入多媒体教学手段
在信息化技术尚未普及时期,《机械制图》的教学主要以板书、挂图和模型等工具为依托,教学效果受到教学方法手段及软硬件设施的限制。对于教师在黑板上手绘图形的教学方式,不仅耗费了大量的时间和精力,而且不能将书本和教师所掌握的信息完全传递给学生,限制了学生的视野。合理使用教学模型模具演示教学虽然可以给予学生直观的感受,但模型毕竟无法适应教学图形千变万化的数量需求。挂图能够表现点、线、面及一些简单模型的三视图关系,但诸如组合体视图、相交剖切平面剖视图、装配图等就属于挂图难以突破的项目。
在当前的《机械制图》教学中,为了丰富教学的灵活性与生动性,强化教学效果,教师会充分利用各种多媒体手段。运用多媒体手段首先可以激发学生的学习兴趣。在教学活动中,由于“讲授式”是大多数教师最常用的教学方式,教师习惯以自我为中心,学生长时间地接受“满堂灌”,学习过程比较乏味,学习积极性、自主性较低,教师讲得越多,学生能接受的越少,教学效果很差。运用多媒体手段能使枯燥乏味课堂鲜活起来,激发学生的学习兴趣,增强学习动力。其次,多媒体还可以节省大量的教学时间,提高教学活动效率。相比于教师花费大量的课堂时间在黑板上手工绘图,运用多媒体教学手段,可以将组合体、装配图、空间点线面的相互位置关系等较难描述的内容清晰简明地表现出来,大大强化学生的理解效果。再次,运用多媒体手段还可以优化课堂教学模式,使得一些教学重难点更加容易突破。课件是当前教师授课必不可少的要素之一,教师在制作课件的过程中,如果运用各种软件,则不仅可以将教学的重点内容以图片、影像、动画等方式相结合展现在课件上,还可以配以声音、颜色变化突出难点,使学生能够形象直观地接受教学内容,强化教学效果。此外,运用多媒体手段还可以改变教学模式,纵向扩展教学空间。相比于以提问和回答为主要互动手段的传统教学模式,灵活运用多媒体手段可以用图形变化、机构运动等引导学生的思维、引发学生对教学内容的主动思考,层层深入地启发,设计交互型课堂,使师生互动贯穿于整节课之中,加深学生对所学知识的理解。
三、CAD软件的应用
随着科学技术的飞速发展和计算机技术的日益普及,特别是三维CAD/CAM技术在现代工程设计制造中的逐步应用,CAD软件与《机械制图》的教学已经变成不可分割的整体。在现代工业企业中,CAD软件应用广泛,种类繁多。常见的CAD软件有AutoCAD、CAXA、Pro/Engineer、UG、Solidworks等,侧重点各有不同,但都是强大的计算机辅助设计软件,可以为《机械制图》的教学提供极大的便利。
画法几何内容是学习《机械制图》的基础,在学习过程中,必须先让学生进行手工绘图,这样对学生掌握绘图方法和理解所学知识有非常大的帮助。再使用二维CAD软件,针对已经手绘过的图形进行计算机绘图训练,这样既能使学生进一步加深对画法的理解,又能在训练中熟悉计算机绘图的一般方法和流程,使学生掌握软件的一些简单操作,提高学生对课程和软件的学习兴趣。在学习组合体的相关知识以后,可以选取一些具有代表性的教具模型,仍然让学生先练习手工绘图,再上机操作使用软件进行组合体三视图的抄绘,以便学生更好地掌握形体分析法、线面分析法和恢复原形法等识读组合体的方法。此外,对于本课程的一个重点内容——零件图,它有一些必须记忆的基本规定、固定画法等内容,在进行了相关知识的学习之后,可以先让学生进行尺规作图,再上机进行CAD绘图,在绘制的过程中可以通过一张完整的零件图教授图框的绘制、标题栏的设置技巧,让学生学会使用图层的使用、标注样式和文字样式的修改、块功能的使用、形位公差和各种尺寸的标注等内容。利用计算机的高效性和直观效果使较为固定、死板的内容变得更加灵活、有趣,这样既能提高学生的学习兴趣,又能节省练习时间,取得更好的教学效果。
在学习《机械制图》的过程中,学生理解比较困难的是组合体、装配图等内容。如果在学习基本体时就可以使用三维CAD软件建模,让学生更好地理解它们的形成过程,在后续学习组合体之后就可以过渡到实体编辑对各个基本体的位置关系、一些比较复杂的组合体的内部结构进行展示,使用“旋转视图”功能就可以让学生清楚地看到模型的全貌。也可以对基本体进行组合与截切,对于求取截交线和相贯线有较为明确的观察效果。对于教学中较为复杂的装配图,由于学生多数缺少机械方面的实践经验,对于机械设备的内部结构缺乏感性的认识,因此对装配零件本身的结构、连接方式、相互配合关系、传动过程等都比较难以理解,如果使用软件生成装配体的爆炸图就可以让学生清楚地观察到每个零件的结构和零件之间的相互关系,如果使用软件进行动画演示,就可以让学生观看到零件之间的连接关系和传动过程,对于装配图的教学有着非常重要的作用。
四、结语
传统教学方法虽然有优点,但随着社会对人才要求的不断提高、学生视野的不断开阔,教学难度逐渐增大。传统的《机械制图》教学方法已经难以满足教学需求,难以达到教学目标。因此,综合运用多媒体手段和CAD软件配合《机械制图》的教学已经成为当前本课程教学方法的主要趋势。在未来的教学中,还可以充分发挥计算机和网络技术的优势,建立更高效、便捷的网络平台为《机械制图》的教学拓展新的思路。
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“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求 ,以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点难点疑点)或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程。加快微课进入高校课堂内外是高等教育发展的必然趋势。然而新的教学形式进课堂并不能盲目,否则不仅达不到想要的效果,还会适得其反,让学生厌学,老师教学的压力变大。每门课程有其自身的特点,应该根据这些特点制作微课,才能使得其发挥最大的功能。机械制图是高校一门重要的专业基础课,这门课程的学习好坏直接关系到之后的一系列机械专业课的学习。把微课和机械制图结合起来就显得尤为重要。
1机械制图课程改革所面临的问题
机械制图是机械专业的一门基础课,一般是大一第一学年就开始开课。它是机械专业学生进入高校面临的第一门专业基础课,所以它的教学效果会影响学生对于专业的学习兴趣和积极性。不同时代的学生有不同的学习特点,不同的时代同一门课程也有不同的教学任务。机械制图也不例外,为了适应学生的学习特点和社会的要求,机械制图课程改革势在必行,改应该发现问题,富有针对性。
1.注重学生的学习特点,新时代的学生学习能力更强,接受新事物更快,同时具备比较好的计算机基础,而且学校的硬件设备也比较好。所以我们的教学改革应该与互联网紧密的结合起来。针对于机械制图来讲,机械制图是一门需要较强的空间想象力,同时逻辑性也比较强的科目。如何培养学生的空间想象力,让我们的机械零件走进学生的头脑里是我们应该解决的问题。
2.机械制图分为画法几何,计算机绘图和机械零件图与装配图三个部分。每个部分都有其课程的结构特点,对其课程的结构分析直接关系到教学质量的好坏,是课程体系改革和课程建设的依据。要想搞好机械制图的课程建设,就应该遵循离散的分析各个章节和知识点,然后系统的总结归纳其在整个课程体系中的功能。
3.机械制图最终的目的是让学生学会如何画出规范的图纸,让同行业的从业人员能准确无误的读懂工程师想表达的内容。要达到这一目的,学生必须首先头脑中有图,同时能按照规范画出来,重要的是学生要明白规范的重要性。如果要使得学生明白规范的重要性,还不能把机械制图孤立起来,而是要让这门课程和其他的课程有机的结合起来,让学生明白这不仅仅是一门课程几个学分的事情,而是关系到整个课程体系的重要事情。
2微课能解决机械制图课程的那些问题
微课是互联网教育发展的产物,它能够解决传统课堂解决不了的问题。如何让微课服务与机械制图是机械制图课程改革必须要面对的一个问题。要想解决好这一问题,就应该对其进行分析。微课归纳起来就是“微,精”。它的微体现就是一个视频比较短,一个视频只是一个知识点,但是对这个知识点,它讲解透彻,深入,应该能走进学生的脑海里。
1.把微课用于机械制图,它要解决学生对于机械制图的陌生感,让学生全面的认识这一门课程,同时认识到它的重要性,最终引起学习的兴趣。
2.对于机械制图中的画法几何部分,微课要能让学生认识到点、线、面、体的学习是一个体系,并由易到难的培养其空间想象力。对于计算机画图部分,微课应该分解知识点,同时引导学生进行计算机制图的操作。而在机械零件图和装配图部分,微课则可以针对轴套类、盘盖类、箱体类、和叉架类等几大类零件进行常用典型零件的制图细节进行充分的讲解。
3.机械制图最终体现的是零件图和装配图,为了引起学生的学习兴趣,还应该针对常用典型零件图和装配图进行互换性及制造工艺的讲解。这样能够使得学生把机械制图当作机械课程体系中的重要一份子来理解,从而提高其对这门课程的认识并增强学习动力。
3具体措施
微课是以视频为主要的体现手段,所以微课可以方便快捷的进入各种互联网终端:手机、平板电脑,计算机等,从而方便学生的学习。要想起到相应的作用,在让学生很方便的看见的同时应该让学生很容易的看的进去。所以微课的制作是需要进行详细的分析和研究的,针对于机械制图来说,应该做到以下几个方面。
1.微课的各个内容应该相互独立并简单易懂,重在培养学生的学习兴趣和系统性。学生的学习兴趣浓厚了,就可以在课堂上进行更深入的学习。所以我们应把机械制图当中最简单易懂的部分加入进来。比如说:课程导论,点线面体等的逻辑性等。让学生在看每一个视频的时候能看懂,同时及时这个视频没看也不影响其对下一个视频的学习。
2.针对计算机制图方面的微课可以分为以下几个方面进行:①软件的基本介绍;②绘图基本操作的详细解读;③绘图前软件的基本设置(图层,字体样式,标注样式);④常用样本文件的制作;⑤二维软件和三维软件的特点及其相互转化。
3.针对机件常用表达方法方面,制作以下几个微课:①各种表达方法的特点及其应用情况;②针对各种表达方法分别制作几个特殊工件对其进行详细的阐述从而加深同学对这部分内容的认知。
4.针对标准件及常用件方面,制作以下几个微课:①讲解各个标准件及常用件的特点及使用场所;②分别介绍他们的标准画法;③根据计算机制图的知识,详细讲解标准件块的制作。
5.针对零件图和装配图,制作以下几个微课:①分别讲解零件图和装配图的用途以及区别;②针对四大类零件,并以典型零件为例详细讲解各类零件图在画图时的布局技巧;③以泵,减速器,阀等装配体为例,讲解装配图的画图技巧和注意事项。
6.针对零件的尺寸标注,几何公差的标注,表面粗糙度的标注的内容,使其与互换性与技术测量联系起来,讲解尺寸标注的重要性;针对各典型零件,根据其工艺结构,讲解其制造工艺;针对零件的使用要求,讲解其设计的过程,使其自然的和机械工程材料,材料力学,机械设计等一系列的课程联系起来,形成体系。
【关键词】工程教育理念 机械制图 教学方法
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)08C-0139-02
机械制图是研究机械工程与产品信息表达、交流与传递的课程。涉及的内容较多,难度大,为后续课程和相关课程的设计、毕业设计、工程设计打下良好的基础。传统的机械制图教学沿着“投影理论点线面的投影基本体组合体机件的表达方法常用件及标准件零件图装配图测绘实践”顺序进行,课程教学体系相对完整,但与工程实践脱节,与后续专业课程的关联性也没有体现出来。学生在学习中无法分辨本课程的特点,感觉机械制图就是一门独立的课程,多数学生常处于被动学习状态,将制图等同于画图,无法将学到的知识和培养的能力在后续学习中运用和提高。
基于工程教育理念的高职机械制图课程教学改革,以生产实际为背景,以产品设计、制造过程为线索,整合教学内容,将实践项目引入教学环节,既弥补了学生工艺知识、工程意识、实践能力的不足,又保证制图课程与专业课程的关联性和针对性,实现教学目的,使学生熟练掌握绘图、看图的知识和技能,为学习后续课程奠定较好的绘图和看图的基础。对此在教学上做了如下的改革创新。
一、项目教学法
采用项目教学法组织设计教学内容,将各种投影理论知识点的讲授与学习分别融入到每一个具体的零件绘制当中,通过大量实际动手绘制零件图逐步理解、掌握,最后实现对各类图形表达方式的熟练应用。
项目内容的选取遵循由简单到复杂,每一个学习情景各有不同的学习侧重点,同时又是之前学习内容的重复应用,学生每完成一项任务都有对之前内容的应用与巩固,又有新知识点的学习与探索实践,反复练习,加强理解与记忆。
整个学习内容分为六个大的教学项目。六个项目内容完成后将形成一套完整的千斤顶零件图、装配图图形文件。每一个任务涉及到的零件都先向学生介绍其结构特点、在设备构造中的作用、加工形成的方式方法、材料的选取原则等,使得学生对这类零件有较为完整的认识,不再是强调点、线、面的投影应用,使学生真正明白其中尺寸公差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等所表达的含义。
二、逆向思维教学法
在机械制图中采用逆向思维教学法即“先实践后理论”的教学方法,先给出相近形体实物与图样案例,然后围绕该案例实施教学,在完成案例操作的同时,相应的理论知识也迎刃而解。这样不但可以明显提高学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性,而且增强了学生对所学知识的理解与运用能力。
案例一:第一节课不急于讲解三视图投影原理,而是带领学生参观工厂,了解各类机床的加工方式,再回到教室播放一段数控加工中心的工作视频,同学们在惊叹现代工业神奇的同时一下子就对本专业产生了浓厚的求知欲。
案例二:不是按传统的授课顺序讲解理论知识,而是精心挑选了两张工程图样,先是和学生一起解读图样,把线型、尺寸标注等国家绘图标准知识提出来,接着让学生对应抄画图样。这是第一次做图训练,教师要做好画图示范,巡视指导,及时对每位学生作出肯定、赞赏、指正,目的是帮助学生建立自信。笔者对不同班级的学生做过对比测试,发现让学生们抄画一张具体的图样比做相对应的线型、尺寸标注练习要认真得多,学生反映画一张具体的图样能更好地认识和理解线型的使用范围,尺寸标注的正确方式。
案例三:传动轴的绘制,先和学生一起分析轴的作用与分类,传动轴中键槽的作用,教师用引导的方式把电动机、传动轴、齿轮之间动力传递的概念让学生自己说出来,然后分析轴上退刀槽的作用,这时大部分学生能听懂。接着播放一段关于轴的加工视频,学生一般能较快地明白轴上各部分结构的加工方式,此时再展示一张完整轴的工程图样,与学生一起解读图形的表达方式及为什么尺寸标注要这样做,学生明白后就自行测量实物轴或模型,并最终绘制成一张标准工程图样。笔者发现经过这次训练后,大多数学生能自主学习,而且学习的兴致较高,有部分学生把下次课的绘图任务在当天课后就自行完成了。
整个教学过程的设计都是围绕着建立工程理念、加工工艺的认识、读图、绘图的顺序开展,始终围绕着如何设计每一堂课的教学内容与教学方法,让学生易于理解与掌握,以实现学生自主学习为主要目的。
三、引用AUTOCAD制图软件辅助教学
学生们由最初的兴致勃勃到项目三结束时开始熟悉整个教学模式,有部分学生开始出现懈怠的现象,笔者一改以往的教学模式,把计算机辅助绘图的概念展示给学生,有的学生开始打听这个软件好不好学,以后会不会开课学习等。因此,当教学进入到项目四测绘液压缸盖时,教师不再手工绘制图样,而采用AUTOCAD制图软件一步一步绘制给学生看,学生的学习兴趣再次出现一个新的高点。笔者还在此时大力鼓励学生现在就可以自学绘图软件,为他们提供教学软件的安装和简单入门的讲解,甚至鼓励学生把部分作业用绘图软件完成,学生的学习热情空前高涨。
在首次讲解三视图的投影原理时,以往的教学模式都需要教师反复举例说明、演示,学生动手做若干练习后才能真正理解,让学生感到学起来特别困难,甚至从此失去兴趣,放弃以后的学习。笔者是先当着学生的面用AUTOCAD制图软件绘制一个模型的三视图,然后讲解三个视图之间的对应关系。当讲解俯视图与左视图的对应关系时,把俯视图复制一份放在右边并旋转90°,与左视图形成上下对应的关系,再重复讲解一次左、俯视图的对应关系。接着让同学们自己根据一个模型来绘制其三视图,结果能正确表达的学生占20%。再重复演示、讲解一次,95%的学生能正确理解掌握。较教师手工绘图演示来说,提高绘图速度能更好地满足学生迫切的求知心理需求以及提高学生的专注度,而且与多媒体演示相比较,更机动灵活,给学生留下的印象更为深刻。
四、引用CAXA实体设计制图软件辅助教学
有的人认为要求学生绘制轴测图不实用,笔者的观点恰恰相反。笔者在十几年的工作当中发现很多的外商并非工程技术人员,他们在讲述自己的产品设计理念时很容易就可以把心中所想绘制出来,让别人通过立体图样更准确地理解。而我国非工业设计人员在这方面的表达能力相对就弱很多。实际上,机电工程类的学生在学完轴测图的绘制后,产品的空间想象能力应该有一个很大的提升,完全有能力徒手画出一个产品大致的立体图样,所以笔者非常重视对学生这一能力的培养。为了能更好地引导学生建立起空间想象力,笔者在教学过程中引入CAXA实体设计制图软件辅助教学。很多的教师是利用多媒体或三维动画播放模型的各方向视图来帮助学生建立空间想象,笔者则是从基础建模开始一步一步绘制出一个完整的实物模型给学生看,每做一步都加以讲解,学生很容易理解。当笔者现场绘制第三件模型时,学生开始热烈讨论建模的步骤。这个时候顺利地引出正等轴测图的概念,用简洁的语言讲解正等轴测图的作图步骤和方法,学生的理解程度高,学习热情高涨,学习效果非常的好。在这之后的教学设计中,把读懂图样并正确表达出来作为一个重点。展示一张工程图样让学生读图后表达出自己的认识,一开始大多采用语言加手势的方式表达,学完正等轴测图后就实时地鼓励他们手绘出自己所理解的图形的正等轴测图样,发现这一学习方式非常实用。第一,极大地提高学生的语言表达能力;第二,提高学生手绘立体图的能力;第三,更快地帮助学生建立空间想象,读图能力更强。
在讲解相贯线时,大多数教师也是利用多媒体或实物模型来帮助学生认识理解,笔者采用CAXA实体设计制图软件在学生面前先绘制出两个直径相等的圆柱体,然后运用“装配”命令把两者平行放置并相交,这个时候让学生仔细观察屏幕上的线条,然后逐步旋转其中一个圆柱体,当转过90°时停下来,让学生再次仔细观察屏幕上的线条并把前后结果进行对比总结。接着,再做一剖切处理,让学生看看圆柱体内部的线条情况,告诉他们相贯线只在物体的表面存在,最后再把其中一个圆柱体的直径做改变,形成两圆柱体直径不相等的垂直相交状态,整个过程让学生把相贯线的形状手绘出来,由学生自己总结相贯线的形状变化过程及规律。整个教学过程设计得流畅顺利,学生一边观看一边记录,最后总结,学习效果显著。
总之,不论是对教学内容进行改革还是对教学手段的改革,教学都要符合学生的实际情况,教师要努力探索适合学生特点同时又能达到本学科教学目的、要求的教学改革方案,使机械制图课程的教学扎实有效。
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