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(江苏省南京技师学院 江苏 南京 210033)
摘要:循序渐进原则是指教学内容、教学方法等的顺序安排,由易到难、由浅入深、由简到繁,使学生系统地掌握基础知识和技能,帮助学生形成缜密的逻辑思维能力,并培养学生系统学习的好习惯。教学实践证明,在教学中遵循循序渐进的教学原则,能大大提高教学质量。
关键词 :循序渐进;机械制图;教学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)07-0119-03
循序渐进原则是教学的基本原则之一。它是指教学按照学科的逻辑系统和学生认识发展的顺序进行,使学生系统地掌握基础知识和基本技能,形成严密的逻辑思维能力。我国古代的教学就注重按一定顺序进行,强调不可“躐等”、“跃进”,要“循序而渐进,熟读而精思”。在国外,许多教育家,如夸美纽斯,也主张“应当循序渐进地学习一切,在一个时间内只应当把注意力集中在一件事情上”。按教学大纲和教科书的要求、体系进行教学,是为了保证科学知识的系统性和教学的循序渐进性。机械制图教学也不例外,应严格遵循循序渐进原则,由易到难、从简单到复杂、由浅到深地进行。
在机械制图概念教学中要循序渐进
机械制图的概念是解决机械制图问题的基础,是进行相关分析、判断和推理的前提。学生只有确切地理解并牢固地掌握概念,才能灵活地应用概念,思维能力才能得到充分发挥,制图才不会失误。机械制图的相关概念,都是现实世界中空间形式和图形关系及其特有属性在思维中的反映,其形成与发展过程是漫长的。因此,概念教学必须坚持从学生的认识实际出发。有的概念可借助多媒体或者实物模型,运用生动的直观教具,使学生从感性认识逐步上升到理性认识,逐步形成概念;有的概念是其他概念的深化与发展,就可以通过对比进行讲解。
如螺纹直径的概念,将其与圆柱体的直径分解对比着讲,学生更容易接受和理解;概念中的“大径”和“小径”与所讨论的圆柱体中的直径有关。在讲解外螺纹时,可用一个圆柱体实物零件来展示,让学生回顾以前学过的圆柱体的直径和视图的概念和知识,然后用外螺纹的实物来引出需要探究的问题——圆柱体变成螺纹,直径有变化吗?对所产生的新直径进行名称的定义——大直径与小直径(简称大径与小径)。大径和小径可以用如下关系来表示:小径 ≈ 大径 × 0.85。引出内、外螺纹均有大径和小径两种直径,大径又称为公称直径。在采用图形比较后学生不难发现,外螺纹与圆柱体画法基本相同,只是在轴向视图中外螺纹多了小径的细实线和螺纹终止线;在径向视图中,外螺纹多了小径的3/4圈细实线。找出它们之间的相同之处和不同之处后,学生一看就明白了外螺纹的画法。这样的比较使学生既方便记忆也容易掌握,效果很好。可见,在教学中采用比较法能起到或加强直观效果。
有了比较才能鉴别。比较教学法可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识,扩大原有知识的范围,加深对原有知识的掌握程度。可以利用多媒体教学的特点把不同的螺纹组图放在一起进行比较,让学生找出它们的异同。通过对相近图形的直观比较,学生不但能巩固旧知识,而且能掌握新知识,开阔视野,扩大知识面。中职学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,比较法是培养和提高学生逻辑思维能力的重要方法。概念必须循序渐进地讲解和讨论。在比较内、外螺纹各种属性时,应以讲清概念、强化应用为教学重点,让学生的理解能力得到提高。
在机械制图画图方法教学中要循序渐进
机械制图的画图思路与方法属于教学的基本知识和基本技能。熟悉和掌握它们,是提高画图能力的一种途径。在机械制图教学中,画图思路包括二维图、三维图、基本视图、三视图、剖视图、断面图、其他视图、零件图和装配图等等。画图方法有形体分析法、线面分析方法、徒手绘图法、描点做图法、尺规画图法、简化画法和计算机绘图法等等,举不胜举,故不能,也不可能将这些思路与方法一下子灌输给学生,而只能有计划、有步骤地向学生介绍。
机械制图是比较抽象的课程,比较困难的一个教学环节就是对学生空间想象力的培养。由立体到平面,再由平面到立体的转化,是一个循序渐进的过程。可以运用投影规律引导学生认识实物与图形之间的关系,让学生在看得到、摸得着的环境中获得直观的认识。教师在实际教学中应选择一些模型让学生自己思考,锻炼学生的空间想象能力。课后如有困难可以鼓励学生借助橡皮泥、食材、泡沫塑料等,自己动手做模型。对于结构比较复杂、制作模型又很困难的模型,教师无论如何讲解,学生都难以想象出形状,就要充分发挥现代教育手段的优势。多媒体教学具有图文并茂的特点,充分发挥多媒体的形象化优势可弥补传统教学手段的不足,可使课堂教学组织更为灵活,学生也会对知识融会贯通,加深理解。例如,在讲解平面切割类与叠加类形体时,从简单的长方体入手,利用形体分析法把组合体分解成若干个基本立体,分析各基本立体之间的相对位置及各立体表面间的过渡关系,再进行画图或读图,这样循序渐进地过渡到复杂的各种形体当中。
对简单形体,学生在脑海中就能想象出物体形状,但对复杂的形体就很难完整想象出物体形状,就得借助立体图分析表达。教师可运用各种绘图软件讲解这两类形体的形成过程。学生可以直观地通过多媒体课件看到虚拟的三维世界,并根据自己的想象提出自己的想法。教师根据学生的反映运用绘图软件将学生的想象变为虚拟的现实来验证学生的想象,这样循序渐进有助于学生掌握这部分知识。例如,形体分析法和线面分析法是画图和读图的基本方法,在绘制组合体的视图时,要弄清它由几个基本几何体组成,各基本几何体的形状、位置,相邻两基本几何体的组合形式,这就是分析的过程。按照每一个基本几何体的所在位置逐个画出它们的三视图,注意根据组合形式正确画出相邻基本体视图的交线,这样就能把单个的分析综合起来,从而得到组合体的视图。用形体分析法来读图也依据一个图框代表立体上一个面的投影规律,把组合体的视图分解为若干个图框,利用投影关系对应找出每一图框的其余投影,抓住形状特征视图看懂各部分的形状,再结合位置特征视图,把各部分组合起来,想象出该组合体的形状。这样深入浅出,循序渐进的教学,有助于学生更好地掌握所学内容,从而让学生从知识的摄取和感应中受到启发,寻求解决问题的思路,提出自己的独特见解,促进他们创造性地学习,促进学习效率的提高。
在机械制图教学顺序上要循序渐进
现行的技工学校《机械制图》教材在编排上,一般是先讲三面投影作图法,再讲轴测图画法,最后才讲机械图样的绘制。这样的编排对于技工学校学生而言并不合适。因为如果先讲三面投影作图法,必然要先讲点、线、面的三面投影等画法几何方面的基础知识,而这些内容比较抽象。特别是刚刚进入技工学校的学生,尚未学过立体几何,空间想象力和抽象思维能力还没有得到很好的开发和培养,学习起来难度较大。学生没有掌握必要的感性知识,学习书本上的概念、公式、原理等如同“生吞活剥”,食而不化,很难达到理想的教学效果。
若是将轴测图这一章放在前面讲解,即放在正投影法三视图画法之前,让学生先学习简单零件的轴测图画法,由于涉及的理论知识较少,主要是具体的画图方法,学生学习起来相对比较容易。学生通过一段时间的练习,画出来的图样立体感和直观性都比较好,很容易产生成就感,从而激发出学习兴趣和积极性。这样也能培养学生的立体感和空间想象力,为学习本课程其他章节的内容奠定扎实的基础。
在进行重点内容“组合体视图的读法”教学时,根据“使学生掌握读图方法”这一教学目的,应抓住“读图方法”这一主线,按“读图时应注意的问题、读图方法及读图方法的具体运用”的顺序组织教学内容。应讲清方法(形体分析法和线面分析法)、指出难点(分析图框)、点明关键(不同组合型式的视图特点),再举例讲解读图方法的具体运用。而且应让学生画一些简单机械零件不同摆放方位的轴测图,使学生明确物体在不同方向有不同的影像,为以后学习正投影三视图打下较好的理论基础。实际上,在讲授正投影法的基本原理时,除去使用模型教具以外,我们总是要利用物体的轴测图来辅助说明物体和三视图的关系。所以,将轴测图移到正投影的三视图之前来讲,让学生先掌握轴测图的画法,更符合由浅入深,由表及里,循序渐进的认识规律。
在机械制图应用教学中也要循序渐进
机械制图整个教学过程分为两个阶段:以投影理论为主的基础阶段和以识读与绘制零件图、装配图为主的应用阶段。其实,按教学大纲要求,技工学校学生并不需要有很高的绘图能力,只要求有初步的图示表达能力,而对识图能力要求较高。由实物画图能使学生对图和物体建立一一对应关系,从而提高识图能力。学习机械制图的目的在于应用。机械制图的应用包括零件图和装配图识读与绘图两方面。对这部分的教学也应该循序渐进。
例如,在识读零件图方面,零件图是设计部门提交给生产部门的重要技术文件,反映了设计者的意图,表达了机器或部件对零件的要求(包括对零件的结构要求和制造工艺的可能性、合理性要求等),是制造和检验零件的依据。识读零件图的要求可以从以下几方面把握:(1)看标题栏,了解零件的名称、用途、材料等。(2)进行视图分析,了解组成零件各部分结构的形状、特点和功用以及它们之间的相对位置。(3)进行形体分析、线面分析和结构分析,想象结构形状。(4)进行尺寸分析,了解零件的大小、制造方法和所提出的技术要求。
又如,在画装配图方面,画装配图的目的是要满足生产需要,为生产服务。因此,既要保证所画部件结构正确,更要考虑工人在加工、装拆、调整、检验时的工作方便和读图的方便。生产上对装配图的表达要求是完整、正确、清楚。画装配图的步骤可以这样安排:(1)按照选定的表达方案,根据所画对象的大小,决定画图的比例、各视图的位置以及图幅大小,画出图框并定出标题栏和明细表的位置和大小。(2)画出各视图的主要基准。(3)画出主要的装配线。(4)依次画出其他装配线的左视图和局部剖视图相关结构。(5)画出细致结构。(6)经过检查以后,画上剖面线、标注尺寸和配合代号,编零件序号,填写明细表、标题栏和技术要求。(7)描深粗实线等,完成全图。
综上可知,循序渐进原则应贯穿机械制图教学的全过程。它既是对教学的基本要求,又是指导教学实践的一般原理。教学只有循序渐进,才能使学生有效地掌握系统知识,发展丰富的空间想象力和缜密的作图思维能力。
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机械制图是高等职业技术院校机械类专业的一门重要的技术基础课,它对训练学生掌握专业技术课程的学习方法,培养学生严谨的作风和负责精神都有其特殊的作用。随着科学技术的迅猛发展和计算机的广泛应用,生产实际中对制图的要求也随之发生了很大的变化。图板丁字尺等绘图工具、绘图仪器已经被计算机所取代;图纸等技术文件已经放进了计算机磁盘;手工绘图已经被计算机绘图所取代。计算机绘图极大的提高了绘图效率和绘图质量,是手工绘图效率的十至二十倍,是机械设计及制图的一场革命。因此制图课的教学也必须跟上时代的发展和技术的进步,及时调整我们的教学内容,对学生提出新的要求,采用现代教学手段,培养出现代企业需要的高素质的劳动者。
一、创设问题情景,培养学生思维能力
课堂教学的一个重要任务是提高学生智力,培养学生的思维能力和创新能力。优化设计课堂提问,能有计划地把学生思维一步一步引向深入,由低层次向高层次发展。例如,在学习读视图这部分内容时,可以设计这样一道题目:根据已知均为长方形线框的两张视图,让学生发挥想象力,想出符合视图的空间形体。这道题有多个答案,如长方体、圆柱和三棱柱等。学生在解决问题的过程中,老师可从旁协助。这类题目有利于促使学生举一反三,触类旁通,形成发散思维能力,从而开发和发展学生创新意识都很有好处。比如在学习椭圆命令时,让学生通过“机械制图中圆是经过如何投影变成椭圆的?椭圆参数有哪几个?”问题来回顾制图基础知识;然后让学生在观察绘制椭圆操作过程中发现问题,当命令提示区出现“指定另一半轴长度或[旋转(R)]”时,再提出“旋转是什么?”的疑问,教师先利用旋转方式以300、600、900、1800等不同的角度参数的输入去演示椭圆的画法,让学生观察、分析,得出结论。通过这些与教材内容、学生层次相配套的问题,使不同层次的学生既有可学性,又有驱动性,从而促进每个学生在最适合自己的环境中学习和进步。
二、采用现代技术,改进教学方法
制图是一门抽象难学的课程,特别对于那些数学基础较差的学生更是如此。学生大多能够意识到制图的重要性,在制图的学习中也花了很多的时间,但效果并不理想。这其中有学生基础方面的原因,也有教学方法、教学手段方面的原因。制图学习需要有较强的空间思维能力。所谓空间思维能力是指形体与视图之间的一种形象思维和逻辑思维能力,它是读图与图解能力的基础。在培养空间思维能力上,由于使用的教具、模型很有限,挂图又显得比较呆板,无论老师怎样描述比划,有些学生就是想不出它的形状结构,因此传统方法在培养学生空间思维能力上效果较差。随着计算机在制图中的应用,对学生空间思维能力的培养就变得容易起来。通过观察物体的空间形状和结构,画出其平面图形(视图),即由空间到平面,再根据平面图形想出物体的空间形状和结构,即由平面到空间。这样反复训练就能很快培养起学生的空间思维能力。要完成这种训练,采用计算机辅助教学完全可以取得事半功倍的效果。利用计算机辅助教学可以画出各种物体的三维图形(采用CAXA制造工程师中的三维实体造型比在黑板上画轴测图要快得多),这些图形可以在空间任意放大、旋转(在黑板和挂图上是不能实现的),我们就能让学生从不同方向观察它的形状结构,根据投影原理画出它的二维图形,这样学生学习起来就很容易理解和掌握,有利于提高学习的积极性,增强学生的自信心,培养对制图的学习兴趣。
三、合理布置上机任务,充分练习所学知识
《机械制图》是一门实践性较强的课程。就其内容来说,没有深奥难懂的理论和需要死记硬背的公式。学生在课堂上听懂教师的讲课并不难,但要较好地理解和掌握本课程的内容,培养较强的空间想象能力与一定的表达能力,则需通过大量的实践活动。所以教师在进行教学时,除保证足够的课外作业外,还应安排一定比例的上机练习。上机是检验学生掌握知识情况最重要的一环,是学生运用知识,发挥创新能力的平台,是引导学生走向更高层次的舞台。教师在学生上机时一定要做到“眼勤、脑勤、口勤、手勤”,就是教师在学生上机时,需细心观察学生操作过程,了解学生掌握知识的深浅程度;及时捕捉到学生思维的闪光点,并加以肯定和表扬,激发学习兴趣,增强学生学习信心;发现学生不足之处,及时加以引导和提示,让学生掌握正确的绘图方法和技巧,培养学生良好的设计思维。对于不同的学生存在问题时,教师应认真思考,仔细分析是基本命令操作不熟练,还是综合运用知识还不够娴熟?是应该给予合理提示还是应该操作演示?做到具体问题具体对待,培养学生自主观察、思考、解决问题的能力。
四、计算机绘图在《机械制图》教学中的展望
计算机绘图极大的丰富了机械制图的教学内容,改变了机械制图的教学方法,是一场制图教学的革命。比如,CAD中三维模型的设计就是制图学中没有的内容,而且,随着计算机技术的不断发展,三面正投影图,由于直观性不强的弱点,将逐渐被三维模型代替。CAD/CAM技术的进步与推广,CAD制图教学也将得到进一步的发展。只要设计出了三维零件图,和绘图软件相连的加工设备就能直接生产出产品,极大的提高了生产效率。随着教学设备和教学技术的进步,我们今后的教学也将会大有作为,我们高职学生将会学到更多、更有用的先进技术与技能,提高他们的综合素质,为他们今后进一步的发展打下坚实的基础。
参考文献
[1]李秉德.《教学论》.人民教育出版社,1993
关键词:计算机绘图 教学 作用
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)005-161-02
《机械制图》是理工科学生进入高校后首先接触到的一门重要的专业基础课,对于没有任何感性认识的学生来说,这是一门全新的课程,学习起来会有一定的困难,因为学会抽象思维,建立立体空间概念,将平面与立体联系起来思考问题,不是一学立刻就能达到的,是需要一个学习过程才能建立的,在教学过程中,我们采用了多媒体课件教学,给学生提供了一个感性认识的环境,取得了较好的教学效果。
在教学过程中,存在着一个较为普遍的现象,那就是学生反映上课听懂了,但作题却不会。这是因为他们对所学的知识没有消化和理解。这时给他们看看立体,再对照平面投影看看,思考一下,他们就理解了记住了。因此,用计算机绘图软件将习题集上的一些难理解的习题做成立体、三视图和轴测图供学生参考,帮助他们建立空间概念以及与平面投影之间的对照关系。得到了学生的普遍认可。
通过利用计算机绘图的方法为学生答疑解惑,使我们深刻认识到计算机绘图在制图老师的教学过程中起到的重要作用。那是有一次,有一位同学拿了一个题目来问我,题目是求作两个一般位置平面的交线(题目见图1所示)。
这道题既不是教材上的,也不是习题集上的,同时这种类型题目的内容是教材中省略的部分,书中没有介绍解题的思路和方法。但既然学生问到了,就应该把解决问题的方法教给学生,把问题解决掉。于是我从解题的思路入手,把解题方法教给他(解题过程如图2所示),但我们最终的解题结果是,这两个用三角形表示的平面没有交线(解题结果如图3所示)。但这个学生对得到结果仍旧不能理解,其实这很正常,说明这两个用三角形表示的平面在此范围内没有相交,所以没有交线。(但同学还是不能理解,因为从主、俯视图的两个投影图上看来,两个用三角形表示的平面似乎是相交的。)
1. 例1、求两一般位置平面的交线,并判断可见性
为了让学生理解弄明白,我采用计算机绘图的方法画出了这两个平面(按投影图上各个点的坐标位置确定这两个平面。效果如图4所示),在空间的相对位置,并用三维动态观察器来旋转图形让学生看,很明确的看到,原来连个平面的相对位置近乎于平行,他们之间没有相交,所以没有交线,学生顿时恍然大悟,从而对空间有了一个感性的认识,由此让我们也受到一个启发,即:在学生无法理解的情况下,用绘图软件做出图形给他们看,让他们真正认识理解平面投影与立体空间之间的对应关系,这对帮助学生建立空间概念的效果非常好。
2. 例2、两平面立体相贯,补全三视图
关键词:多媒体教学;中职;机械制图;运用
在开展《机械制图》课程之前,我们要明白它存在的必要性及课程的目标和任务。机械制图是工科职业学校最重要的一门技术基础课,其主要任务是培养学生具有画图、看图能力,它是教学生熟练地掌握阅读绘制机械图样的基础知识、常见方法和手段,树立良好的学习态度、提高空间想象能力和思维能力的一门课程。在制图课中,空间分析和想象能力尤为重要,它要求学生在接受二维三维信息之后能够通过一系列的理性思维完成对物体基本信息的掌握和几何形状的绘制。
一、多媒体教学的概念和优点
多媒体计算机辅助教学是现今非常流行的一种教学方式,它主要工作原理是用计算机综合处理常用的一些信息,比如语言、文字、声音、图片、影像等,将这些信息按照教学要求和相关要求有机组合,然后通过屏幕或者投影仪显示处理,再通过相关声音的配合和人为的控制,完成教学。
在《机械制图》课程中用多媒体教学讲课有很多优点。比如,多媒体教学可以省去板书教学的多数时间,使课堂传授课的信息量最大化。在机械制图课程中,会经常向学生展示一些机械部件的三维效果图和相关信息,若采用传统的板书教学,将会花去很多时间,并且效果也不是很理想的,结合该课程的教学要求,现在市面上有很多动画制图软件,这些软件在培养学生的空间想象能力方面有很大的帮助,当然这些软件的应用是必须要用到多媒体教学技术的,多媒体教学可以更加有效地整合教学资源,对于《机械制图》课程的学习而言,资料的收集和整理是非常重要的,但是在传统的教学模式,整理资料是一项既费时又费力的事情,并且效果也不明显,但是多媒体教学方式可以有效地避免这些弊端。
二、现今多媒体教学在《机械制图》课程中的现状
1.教师对多媒体教学的认识不够充分
对于大多数教师而言,上课用的多媒体教学通常都是用图片和一些文字简单的组合而成的,这种可见相对过于简单化。因此,对于现代的《机械制图》教学而言,教学只是沿袭着传统的教学方式,并没有从本质上进行改革,学生只是听课,教师依然是课堂的主人翁,学生被动的学习状态依然没有得到很好的改善。
2、多媒体辅助教学中的课件作用没有充分发挥
现今教学中,经常有这样的事情发生,就是课件的多次使用。还有一些教师为了省事,直接从网络上下载相关的课件,然后进行简单的修改,就去向学生展示。对课件的处理过于简单,这样的教学方式是十分不利于学生学习知识的,这样的拿来主义的教学方式很容易使学生感到迷惑。
3、多媒体辅助教学方式流于表面
在中职教学阶段,尤其是一些大课中,会经常用到多媒体,不仅是这种课,面对很多课程的讲课任务,教师们第一个会想到用多媒体辅助教学,甚至是没有多媒体的话就不上课。因此,多媒体辅助教学便理所当然地成为了《机械制图》课程讲授中的必选的教学方式,正因为这种现象的存在,教师们总是下意识地直接用,而缺少了对该方式的思考,甚至这样的教学方式对教学质量有多大提高,能否完成教学任务等问题,都没有认真思考了。
三、多媒体在中职《机械制图》教学应用中存在的问题
1、教师作用的发挥受到了限制
在传统教学中,尤其是机械制图的课程讲授中,教师在讲课的时候,通常都是采用板书的方式进行的,这种边板书边讲授的方式使学生可以集中精力,并且学生在听了之后会学会很多图样以及关于线性的一些要求。然而在多媒体教学中,教师在课堂上的板书基本全部由多媒体课件代替了,因此教师的作用几乎被多媒体代替了,教师讲授知识,解答疑惑的作用自然就被削弱了。
2、学生在多媒体教学课堂上记笔记比较困难
课堂上记笔记是学习知识的一个有效手段,在传统的教学中,教师板书的教学方式可以腾出足够的时间和精力帮助学生记录笔记,也可以一笔一划的表述出本堂课程的重点。但是在多媒体教学中,课堂传授的信息量比较大,另外是展现在学生面前的是一些整理好了的图片、文字,学生记录笔记比较困难。
3、多媒体教学课堂信息量大,学生吸收知识较困难
机械制图课程有一个特点,图形多,使用多媒体教学,课件上的图形在很短的时间内闪过,学生连思考和记录的时间都没有,尽管这样的教学方式解决了现今教学内容和课时少之间的冲突,但是,过大的课堂信息量是十分不利于学生吸收和掌握的,也很不利于学生后期的复习。
四、提高多媒体教学课堂质量的措施
1、正确地定位多媒体辅助教学
在现今的教学界,教学媒体工具的性质已经发生了改变,教学媒体应该以一个辅助学生完成学习的工具的方式面对学生,它是帮助学生学习的,是帮助教师教学的,不能完全代替教师教授知识。在应用多媒体教学的时候应该讲认识、感知、理解、巩固等不同层次的运用融为一体,将抽象问题具体化,复杂问题简单化。将那些在课上难以讲授的内容,比如需要用三视图完整展示的内容,这时候可以借助多媒体,完整的展示给学生。
2、运用多媒体教学方式的时候要恰当地营造氛围
教师在运用多媒体的时候要抓住时机,专注主要矛盾点,恰到好处地去营造氛围,不要时刻依赖,也不要毫不借助。比如在讲授投影原理的时候,教师可以讲每一步的操作设置成一个动作,设置时间差,设置动作路径,然后循序渐进地展示给学生们,这样,不仅令学生可以了解到整个过程,而且还能有效表现教学本质特征。
在中职教育阶段,《机械制图》是一门具有很强实践性和抽象理论性的课程。所以选择合适的教学方式是十分重要的。适当、适量的借助多媒体方式辅助教学可以达到事半功倍的效果。当然,教师还是要从教学目标出发,多站在学生的角度去思考问题,不断地完善这种教学模式,提升教学品质。
参考文献
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[关键词]多媒体技术 机械制图 课堂教学
[中图分类号]TP37 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2011)08-0224-01
引言
机械制图研究的是空间几何元素点、线、面及形体与其投影之间的对应关系,传统教学中只使用黑板加粉笔、偶尔加一些模型和挂图,造成学习内容不形象、不够直观,学员学习兴趣低的局面。随着信息技术的飞速发展,多媒体技术越来越广泛地在教育领域中使用。教学实践证明,适当地使用多媒体技术可以提高机械制图课堂教学质量和效率。本文举例探讨了多媒体技术在机械制图课堂教学中的应用。
一、机械制图多媒体教学的必要性
(一)学生学习情况分析
上学期已经完成《机械制图》和《计算机基础》的学习,具备了一定的制图基础和计算机操作常识。AutoCAD2004软件很多操作方法相同于OFFICE办公软件,而且OFFICE软件和CAD兼容性很好,许多符号可以直接利用来画图。
(二)教学方法
首先讲解本课程的教学计划和课堂要求。教学计划是利用6周的时间完成CAD常用命令的教学,再利用6周时间完成《机械制图》第九章零件图和第十章装配图的教学,剩余时间用来学生绘图训练或者完成一些设计图纸。课堂要求是每次课必须完成课堂绘图作业,并计入平时考核成绩。
接下来使用机房的天寓电子教室软件,以广播教学的方式进行演示本课内容,即CAD的三种作图思路和鼠标的操作,对于重点和难点可重复演示几次,以学习情况而定。
最后,进行课堂提问,布置课堂作业,开展实训,并进行课堂答疑。
(三)学法指导
主要是完成课堂绘图作业为主,动手操作软件进行画图。特别要求的是,初学者应该养成良好的操作习惯,即保持左手键盘,右手鼠标,眼观屏幕的姿势;树立严谨的工程意识,及时制止学生用CAD画一些非机械图样,正确引导学生利用软件。
(四)反馈调控措施
1.部分学生可能对计算机的操作有些陌生,出现不知道单击和双击等等现象,对计算机缺乏自信和兴趣。如果发现此类学生应鼓励同学间友爱互助,以先进带落后,并及时指导他们,防止厌学现象。
2.部分学生以前已经学习过CAD软件,对于老师布置的课堂作业能很快完成,可以鼓励他们完成课本后面的练习,并提出更高的要求,如建议他们参加绘图比赛等。
二、多媒体技术在机械制图课堂教学中的应用
(一)三视图的形成
三视图是立体从三个方向向三个投影面投影所得,只有清楚投影的过程和方法,才能理解三视图的含义。而对于初学者,难点就在于不能深刻理解三视图的形成,也就无法把平面的三视图与其所表达的立体相对应。采用多媒体技术进行教学时,可以形象地演示三个方向的投影、三个投影面的展开以及三视图中长、宽、高的对应关系。从而也就清晰地了解了三视图的形成过程,理解了三视图的含义。
(二)相贯线画法和识读
相贯线的作图一直是机械制图课程中学习的难点,难在空间形状不好想和图形不好做。利用多媒体模拟立体相贯,将抽象问题形象化,使学员容易想出相贯线的形状,为作图打好基础。通过多媒体演示相贯线的作图过程,先找特殊位置点,再找一般位置点,最后光滑连接。当两立体的形状、大小、相对位置发生变化时,演示相贯线的变化趋势。如圆柱与圆柱相贯,大圆柱的直径不变,小圆柱的直径逐渐增大直到等于、大于大圆柱直径,观察相贯线的变化。像这样利用多媒体动态的“引探”模拟,充分展示相贯线的形成与变化,有利于激发学员探索问题的积极性。
(三)组合体视图的阅读与绘制
机械制图中绘制和阅读组合体三视图是机械制图课程的重点和难点。对于初学者来说缺乏空间立体感,所以组合体的空间形状很难想象。而在教学中也不可能将所有的模型都制作出来,但是通过多媒体可以轻松实现三维与二维对照、立体与视图对照。采用形体分析法和线面分析法读图的过程也可以演示出来,使抽象的问题形象化、复杂的问题简单化。
(四)剖视图的形成与画法
机械制图中剖视图的形成是假想的、抽象的,只通过挂图是很难理解的。通过多媒体动画演示机件的剖切过程是很形象的,哪部分被剖掉,哪部分被留下,一眼就能看出。被剖开的机件再进行投影也很容易被学员理解,让学员真实地体会到剖视图的形成过程及画法,从而学员能切实地理解剖视图的形成,正确地画出剖视图。通过不断的探索和尝试,必将更利于机械制图教学的发展,为教学创造出最佳的条件,进一步增强教与学的效果,最大程度地挖掘出师生的潜在能力,提高教学水平。
【参考文献】
[1]宋小辉,吴灵芳,周晓艳.多媒体技术在机械制图课程教学中应用的辨证分析[J].大众科技,2009(01).
[2]王素英.现代教学手段在机械制图教学中的应用原则[J].山西科技,2009(01).
【关键词】机械制图;微课;必要性
时代在高新技术发展和经济腾飞的背景之下已经逐步开始向“微时代”过渡,作为代表的微课在教育领域技术方面的改革和创新已经引起了来自社会各阶层方方面面的重视,教育“微时代”也已经踏着不疾不徐的步伐逐步向我们迈进;如今,微课在小学、中学和高中等方面均有所应用,不只是因为其具有短小精悍的特点,更重要的是它与快节奏的生活水平相适应;除此之外,微课对于教师的教学效率有极大的提升,对教学质量来说也是一个不小的突破。
一、机械制图教学中微课应用的必要性
1.微课的定义
微课,顾名思义,就是以视频为主要载体,在教师的教学过程中围绕某个重要知识点和知识框架所展开的精彩教学全过程。微课的重点主要在于课程的教学视频,在时间上,一般不超过十分钟;因此,从这几个方面不难看出,微课既传承了之前的教学理念,完成对学生知识的传输,同时又在教学方式和手段上加以创新和突破,这是一种比较新颖的教学模式,适合于当今社会和教育发展需求。
2.运用微课的必要性
在之前的教学模式上,一般来说一堂机械制图课的教学时间为45分钟,其中对于教学内容真正的讲解所占据的时间一般不会超过二十分钟,剩下的时间大多数都是以学生自我练习为主;不过,在学生自主练习的过程中会产生各式各样的问题,这些问题要想得到很好的解决在很大程度上取决于老师的讲课效率。不过基于此类问题,如果学生在人手一部手机的情况下,把教师当堂所讲的内容通过微信等方式下载到手机里,在遇到不懂的知识点时,可以进行反复的观看和练习;同时,老师们也可以通过微课认识到自己在讲课的过程中同学们所遇到的问题,通过汇总和整理的方式及时记录下来,这样在后期的教学中就能进行有针对性的讲解,提高课堂效率,真正将学生们在学习中所遇到的难题问题的解决落到实处。
二、机械制图教学中微课的使用情况
微课在教学中的应用环节是方方面面的,同时,结合微课的特点来看,微课可以在新知识点的理解和新课导入上更加人性化,在重点和难点和解释说明上比起传统的教学模式有着更加明显的突破和飞跃;除此之外,微课在新知识的理解和课堂上重点和难点的点拨方面可以说是实现了和传统教学相比更加鲜明和有特色的对比;因此,在日常对于学生关于新型知识的传播和重点难点的答疑解惑等方面,可以采取利用微课的课程讲学,在此基础上就能够实现学生对于整个知识脉络的理解和运用,增强他们学习的记忆性和积极性,对于课堂效率来说也有着功不可没的作用。
另一方面,关于学生熟练掌握手工作图的方式和技能是该课程的又一项硬性要求,从传统的教学模式不难看出,手工作图比较考验学生的动手能力以及对于作业整体的一种掌握程度。因此,从以往的教学课堂来看,学生往往由于在动手能力方面差强人意,对于整个课程的理解和把握上就无法实现好的成果和水平方面的突破;在适当实行微课教学后,教师可以把相关难掌握的知识点以微课的形式向学生展示出来,使学生能更加清晰地理解相关的难点,有效地提高了教学效果,促进了教学手段的多元化发展。
以下是微课在《机械制图》中的几个应用:
1.点、线、面的投影
点、线、面这部分知识点是教学中的难点,是读懂三视图的基础,熟练掌握好点、线、面的知识点,才能有效地提高学生的看图和绘图能力。在传统教学中,教师需要花费大量的时间反反复复地示范绘图的过程和技巧。而通过微课的方式,教师可以将点、线、面的绘图过程并加以语音讲解完完全全的展示在学生的面前,学生学习遇到困难时,反复观看、思考;这样既可以有效地减轻教师授课的工作量,提高了教学的效率,也为学生的学习打下了扎实的基础。
2.轴测图的绘制
轴测图主要考察的是学生对于空间的想象能力,而中职学生没有学习过立体几何知识,缺乏空间思维;因此,学生根据三视图绘制轴测图时存在比较大的困难;为了更好地掌握这部分知识点,则需要教师多次在黑板进行示范。但是,这样的授课,往往是需要花费授课教师的大量心血和时间。而采取微课的方式,我们授课教师,可以在课前制作好微课,把轴测图的绘制过程以及相关的知识点一一讲解,学生边看边练,这样便可以使教师从繁重的教学工作中解放出来,同时,也有效地提高了教学质量。
三、机械制图教学中微课的制作方法
关键词 机械制图 UG软件 教学 运用
中图分类号:TP391.72;G642.0 文献标识码:A
随着科技的进步,现在我们已经进入到了三维CAD设计的时代,企业设计的时候,也要求专业人员能够使用三维CAD进行设计,在进行机械制图教学的时候,我们也必须跟上社会和时展的需要,对传统教学方法进行改革,重视UG软件的使用,培养出更多高素质的专业制图人才。
1 UG软件简介
UG软件全称是Unigraphics NX,其是一种非常重要的计算机辅助机械设计和制造的软件,其能够将CAD、CAE、CAM集合在一起,其功能非常的强大,能够较为轻松的做好曲面造型、三维实体造型、模具设计加工以及虚拟装配,其在工业设计中的应用非常的广泛,现在很多设计师都使用UG软件来进行制图。其现在已经运用到了各个行业中去,设计师可以根据行业的特点和不同来合理的运用UG软件进行模具开发、造型设计以及数控编程等等。
2在机械制图教学中UG软件的运用
2.1在形体构成教学中UG软件的应用
在进行机械制图教学的时候,截交线以及相贯线是其重点和难点,以往进行机械制图教学的时候,往往会在这两方面花费大量的时间,并且即便是浪费了时间,学生掌握也比较的困难。比如在圆锥表面上打直孔教学的时候,若是将UG软件使用进去,仅仅需要将圆锥以及圆柱孔的三维图画出来,那么会自动的产生相贯线以及截交线,学生观察的时候也会比较的容易。无论从实体的外部或者内部观察,其直观性都有了明显的提高。旋转命令也可以从不同角度形象和重复的来进行形体表面交线以及形状的观察,教师教学的时候,也能够比较容易的给学生支出相贯线以及截交线中存在的特殊点,并进行画法的讲解,这也能够节约大量的时间,还能够帮助学生更好的掌握。
2.2在装配体虚拟装配定位和干涉检查中UG软件的应用
三维软件这部分内容将机械制图中和装配图有关的内容很好的串联在了一起。在进行虚拟装配的时候,必须全面的了解装配体的原理、连接方式、装配关系、传动的路线和密封情况。在进行虚拟装配和实体干涉检查的时候,装配错误以及零件建模中存在的问题,都能够表现的比较直观。装配过程本身的仿真性以及实践性非常强,不但能够将装配图原理体现出来,还能够将整体工程设计思想切实突出出来。在进行教学的时候,不但能够帮助学生更好的理解知识,还能够帮助学生了解知识的运用,切实提高学生本身的能力。这也是以往传统教学无法做到的,UG软件的运用切实提高了其教学效果。
2.3 UG软件在根据实体产生二S工程图教学中的应用
通过UG软件的三维模型,能够自动的进行二维工程图纸的生成,并且其非常的精确,可以在二维视图中将尺寸显示出来,并根据相关的技术要求来进行注解。UG二维视图和三维模型之间具有双向关联的功能,这也能够让尺寸编辑以及模型形状的编辑更加的容易,在设计的时候,进行三维模型或者任何一种二维视图尺寸的更改,都会进行三维实体以及二维视图的自动更新,非常的方便,能够节约学生大量的时间,帮助学生更好的学习。
2.4在其他方面UG软件的实际应用
在机械制图教学的时候,UG软件应用的非常广泛。比如在进行:挖切形式组合体三视图教学的时候,我们已经知道其中的两个视图,要求学生将第三个视图画出来,这也是机械制图教学的一个重点,其在一定程度上考察了学生本身的做图技巧以及空间想象方面的能力。一般情况下,对于那些挖切地方比较多的形体,要求进行第三个视图制作的时候,学生做图的速度往往会比较慢,甚至学生会出现无从下手的情况,无法将形体本身的形状想象出来。而为了切实提高学生做图方面的水平,教师除了需要将做图的技巧教给学生,还需要学生通过UG软件来挖切不同的形体,这样学生能够多看、多思考并进行视图作法的总结,长此以往,学生自身的空间想象能力以及做图的速度都会有很大的提高。再如,利用UG软件中Drafting模块,除了可以进行相应实体工程图的建立,还需要根据实际需要进行局部剖图、半剖图、阶梯剖图以及旋转剖图等不同视图形式的建立。
3结语
随着科技的发展,三维CAD/CAM技术的进步也给传统的制图教学提出了很大的挑战,也给机械制图教学注入了新的内容。在进行机械制图教学的时候,将UG软件运用进去,能够让教学更加的形象、直观,学生接纳也会比较容易,这样不但能够节约大量的挂图、模型购买的资金投入,还能够帮助学生更加全面的了解机件和机件的内部结构,能够更好的转换抽象投影和直观视觉印象,并且还能够帮助学生提高其现代设计的意识和创新思维,能够培养出更多现代社会发展需要的高素质人才。所以,在机械制图教学中,将UG软件运用进去是非常有必要的,教师也应该不断的开展相关的教学研究,切实提高自身机械制图教学的效率和水平。
参考文献:
[1] 畅为航,段江军,张洪峰.基于UG软件的《机械制图》课程改革探索[J].装备制造技术,2009,12:164-166.
[2] 蒋F,杨清华.UG软件在高职机械制图教学中的应用[J].济南职业学院学报,2013,02:29-31.
[3] 周登科.UG软件在机械制图课程教学中的辅助应用初探[J].哈尔滨职业技术学院学报,2016,02:51-53.
关键词:多媒体;教学;机械制图;空间想象能力
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)26-0132-02
对于中等职业学校机械机电专业的学生来说,机械制图是一门全新的专业基础课程,又是学习其他专业课的基础。在该课程中运用多媒体教学,可大大激发学生追求高新知识的兴趣,拓展知识的深度和广度。传统教学方法和多媒体教学的结合,使机械制图的教学既充满制图课程所要求的科学和严谨,又体现了科学技术的生动有趣、赏心悦目。笔者结合多年的制图教学实践,认为多媒体教学具有以下方面的优势:
一、培养初学阶段学生的空间想象能力
要想学好机械制图,就离不开良好的空间想象能力。空间想象能力的培养是中等职业学校机械制图教学中的重点,也是难点。空间想象能力直接影响学生学习该课程的效率和效果,尤其是生产实际中的复杂零部件大部分没有实物模型。缺乏空间想象能力,在很大程度上制约机械制图的学习。
空间想象能力的培养与提高,实际上是画图与识图能力的累积过程。传统意义上的制图教学中,运用实物模型、挂图,以及教师的作图进行讲解。随着科学技术的进步和多媒体教学的推广,可以有效弥补传统教学的不足,激发学生的学习兴趣,提高课堂效率,让枯燥的课堂变得更加生动、有效。同时,在某些内容的学习上,多媒体教学还具有自身优势。合理运用多媒体教学,已成为培养学生空间想象能力的有效手段之一,可以在“教”和“学”上都做到事半功倍。
机械制图这门课程的基础是正投影理论,三视图、零件图和装配图都是依据这一理论绘制出来的。任何复杂的图形都可以转化成点、线、面的投影,学生最初就是通过学习正投影理论来逐步培养空间想象能力。开始阶段,学生的空间观念比较薄弱,此时运用多媒体教学可让学生更直观地感受到正投影法作图的过程,促进学生的形象思维。例如,在学习三视图的形成及投影规律这一内容时,用常规的教学方法学习起来有一定难度。空间想象能力不足难以帮助学生实现从三个不同的看图方向去读图和画图。运用多媒体教学则能生动形象地将三个方向的正投影过程用具体直观的动画显示出来,同时在三视图的学习别强调的“长对正、宽相等、高平齐”的三等关系也通过多媒体清晰地表达出来,将“正投影”的投影原理和三视图的“看图方法”有机地结合并作了清楚地表达。不仅如此,多媒体还将三视图的“形成”及“展开”过程也生动直观地展示出来,使学生一目了然,帮助学生实现由空间到平面的转换,更快地建立空间的概念,有效区分机械制图中的平面与空间。
在初学阶段,还可以运用多媒体教学的优势,给学生观看实际的机器及零部件的模型图和简单的零件图。通过大量直观的实物立体模型的观看和对比,可以有效地帮助学生树立空间的概念,为今后的画图储备更多立体素材,拓展学生的思路。学生在思维中存储的立体信息多了,空间想象能力自然也会随之增强。
二、为课堂教学提供更大的容量
在学习基本几何体和组合体视图这两部分内容时,需要大量的练习来不断强化所学知识,提高学生的空间想象能力。以前由于模型和教学方法的限制,一节课中教师讲解的知识点有限,学生练习的时间也有限,往往教师在黑板上画个不停,学生却在下面无所事事。采用多媒体教学后,教师可以更灵活地选择教学内容和教学形式,课堂学习的方式变得丰富多彩,学生学习起来也会觉得新鲜有趣。比如,采用多媒体演示不同位置放置的基本几何体及组合体投影视图的区别,帮助学生提高空间想象能力,也可以利用多媒体方便快捷的特征在同样的时间讲解、练习更多的题型,形象地展示空间与平面之间的相互转换,兼顾不同层次学生的学习需求,力争让每个学生都得到锻炼的机会。通过不断练习和积累,使学生在二维和三维空间反复思索加深印象,在空间和平面之间不断转换,这对快速提高学生的空间想象能力有很大的好处。
在学习看组合体视图这部分内容时,传统的教学方法是借助于小型的模型和静止的立体挂图进行教学,难以达到理想效果。而在多媒体教学中,可以将三视图中的不同基本体的投影用不同的颜色显示出来,同时对应相同颜色的基本体立体形状通过颜色的闪烁显示,再将它们分步叠加,这样的教学设计是在传统的机械制图教学方法中很难完成的。而多媒体教学不仅可以完整清晰、层次分明地展现出结果,还能将形成过程一并展现在学生面前。形象生动,赏心悦目,多媒体展示的过程有效地引导了学生的思维,激发了学习兴趣,也有利于培养学生的空间想象能力。引入多媒体后的机械制图课堂,教学过程更加紧凑,教学内容更加丰富,教学效率得到很大提高。
三、有效降低教学难度
关键词:UG应用;机械制图;机械类专业
机械制图教学的目的是帮助学生掌握识图和绘图的方法,以往在进行机械制图教学的时候,教师是以正投影法为基础来开展教学。主要是从点、线、面逐步到物体和图像的过程。这种教学方式,使学生理解的时候比较困难,很多学生感觉机械制图是跟着感觉进行,没有具体的思路和概念,更无法满足现代社会教学的实际需要,这也给教学造成了比较大的影响。F在CAD的使用已经越来越广泛,制图教学的重要性也在不断增加。所以,教师必须认识到制图教学的重要性,并根据社会需要进行教学模式的创新。
一、以UG为基础的教学方法
UG教学法是在吸取国外先进经验基础上探索出的一种新方法,UG教学法以物体作为中心,从三维角度出发,将那些抽象的物体具体化,能够帮助学生快速掌握物体和图像的转换方式,切实提高学生的动手和动脑能力,解决以往机械制图教学中存在的问题。CAD技术以及三维软件在机械制图教学和学生学习方面的积极作用比较明显,通过三维软件来教学的优点也比较多,而UG软件在模具和机械设计的时候,使用的概率比较高,所以,教师在进行制图教学的时候,可以结合其他方式,不断提高实际教学效果。
二、机械制图教学中UG软件的运用
1.进行三视图概念的建立
在机械制图教学中,三视图是其基础内容,以往的教学方式要求学生摆放好模型后,从三个角度出发来对模型进行观察,并将自己看到的内容画到纸上,对于那些看不到部分则需要通过自身想象呈现出来。在教学的时候,教师一味地解释,板书运用也很多,让学生不断地画图,导致学生很难找到学习的重点,容易生搬硬套,这也会导致学生很难对机械制图产生兴趣,甚至可能产生厌烦的情绪。机械制图经常需要布置课后作业,写作业的时候,很多内容都无法找到实物,学生只能通过思考进行,教师也很难做到随时指导,教学效果比较差。为了让学生更好地认知和接受三视图,教师利用UG软件进行三维模型的制作,利用影像和旋转帮助学生从不同方位出发了解物体,学生的立体想象力和识图能力会有明显的提高。
2.在剖视图中UG的运用
剖视图本身便是三视图的加强版,其直接关系到学生的画图以及识图方面的能力,比三视图更难掌握,对于那些三视图都没有掌握好的学生而言,剖视图学习难度会更大。通过UG软件,教师可以将一个内部结构比较复杂的物体作为例子。在上课前教师必须做好模型,上课时,根据剖视图的构成,通过想象力来进行剖切面的制作,将剖切面部分挪出来,合理利用坐标和符号进行影像面的观察,这样很容易看到剖视效果。
3.相贯线教学中UG的运用
在机械制图学习的时候,相贯线是比较困难的知识点。以往教师教学的时候,往往会通过模型来解析,学生若是空间想象力比较差,接触到的立体物体比较少,那么很难把相贯线空间组成和立体表面特点结合在一起。而通过UG软件进行相贯体的制作,产生的相贯线也各不相同。比如,两个圆柱体成九十度直角交叉在一起,通过直径变化来影响相贯线,学生通过观察能够提高自身的空间想象能力,能够不断提高自身的空间意识,学生的学习效率也会有很大的提高。
三、分析UG软件在机械制图教学中的教学效果
通过作者的相关体验,在机械制图教学的时候,通过UG软件来制图,能够提高学生对实际物品的兴趣,从而给以后的平面教学奠定良好的基础,学生会更加期待学习UG软件。在教学的时候,合理利用UG软件能够解决教师授课时间较少的问题,将学生的潜力激发出来,能够让学生更加积极主动地学习,学习效果有了很大的提升。
在机械制图教学中,UG软件是比较常用的一种三维软件,教师在进行机械制图教学的时候,可以将UG软件运用其中,将物体作为中心,从三维角度出发分解物体,让学生在三维空间中得到很好的感受,不断提高教学效率,帮助学生更好地掌握机械制图。
参考文献:
[1]冯嫦.UG在机械制图教学中的应用[J].机械工程师,2008(1):154-155.
[2]朱秋青.UG在机械制图教学中的应用[J].现代职业教育,2016(15)L173.
[3]张雯娟,吴龙,晋芳伟.UG软件在机械制图课程中的应用[J].装备制造技术,2014(4):246-248,254.