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机械制图课程是中等专业学校机械类各专业必修的专业基础课程,其主要任务是培养学生画图及看图的能力,围绕这一核心任务,在整个教学过程中还应注意培养学生的自主学习能力、动手能力、表达能力、空间想象能力、创新能力、审美能力,从而提高学生的综合素质。学生画图及看图的方法是形体分析法和线面分析法,而这两种法正是基于空间想象和形象思维能力。所以,只有将这个能力发展和培养好才能使机械制图的学习取得事半功像的效果。
在中职学校的《机械制图》课本中正投影法与三视图和组合体视图是培养空间想象和形象思维能力的关键。在这两章的教学中宜采用以下的教学方法。
1 直观性教学
直观性教学就是在制图教学中运用模型、实物、挂图等直观形象的教学手段,把学生不容易理解的抽象理论和复杂视图,变得形象、具体、直观。让学生看得见、摸得着、易掌握、记得牢。在三视图中,教师让学生先看一些简单、典型的基本形体的模型,如长方体、棱柱等,对照这些形体,熟悉这些空间形体所对应的视图,实现从空间到平面的思维转换,有时让学生自己动手做一些模型,既能增进学生的学习兴趣,更能帮助他们理解和记忆。
通过直观教学,学生更容易理解投影规律,认识实物与图形之间的关系,使投影要素在学生头脑中建立起清晰的印象,有效地培养空间思维想象力,提高了读图能力。
2 开展计算机辅助教学
随着计算机的普及,各种计算机绘图软件开始出现和发展,与传统的手工绘图相比它具有以下优点:(1)是具有现成的模型使绘图变得简单有趣,易引发学生的学习热情;(2)是各项规则符合国际要求,保证了绘图质量,较少出错;(3)是计算机绘图易于图样编辑、修改、交流和打印。
使用最广泛的通用绘图软件是美国autodesk公司的AutoCAD,它的體系结构开放,能够绘制二维图形和三维图形、标志尺寸、渲染图形及打印输出图形。AutoCAD软件在培养学生的空间想象和形象思维能力的方面能发挥作用:(1)实现模型的多样性。在组合体的教学中教师出示的模型是最基本的并且数量有限,约束了学生进行多样化的练习,不利于学生平面→空间的转化。在AutoCAD软件中利用它的三维功能使模型的制作变得更加简单和随心所欲,拓展了学生的视野,给学生提供了更多练习机会。(2)能实现模型连续和动态的观察。利用AutoCAD软件中的“受约束动态观察”功能可实现对模型六个面的全方位的观察和了解,对其后的空间→平面的转化起到了补差和纠错的作用。(3)帮助学生初步建立了空间的概念。因为在作三维模型中需要不断的用到各方向的轴测图,能使学生体会到从各个角度观察和分析物体,并且不断和平面图间进行转化以方便划线和定位。这样能使学生在空间←→平面转化中更加熟练和自然,空间想象和形象思维能力在不知不觉得到提高。(4)帮助学生对组合体的分析形成习惯。在AutoCAD软件中组合体是通过对基本体运用“差集”、“并集”等工具才能最终形成的,在此过程中学生不但熟悉了基本体,还对组合体和基本体之间的关系有了更深刻的认识,在今后学习中不但能节省形体想象时间,还能对组合体的分析形成习惯。(5)帮助学生了解偏难的内容,建立完整的空间概念。可利用AutoCAD绘图来处理教材中的偏难而实际应用又不是很多的章节。例如相贯线这一部分的学习,相贯线是回转体的表面交线,手工绘制不但难度大而且不实用,可以采用AutoCAD“三维建模”绘制相贯体,直接观察形成的相贯线,甚至还可用“三维操作”中的“抛切”来观察内部的相贯线的形状。这样,就让学生对相贯线这种空间的线有了一种全面清晰的认识和了解。
机械制图这门学科内容枯燥,理论性较强,易使学生产生厌学情绪,而AutoCAD软件从一个全新的角度来进行绘图,并且能展现思维全过程,分析到位,运用灵活,使师生互动显著争多,这能引起学生探索的热情和学习的兴趣。
3 “以学生为中心”的教学设计思想
以上两条只是为提高空间想象和形象思维能力准备了食材,至于教师如何将之做成美味的菜肴,让学生愉悦的吃下,道具就是教学设计。
“以学生为中心”的教学设计就是摈弃传统的“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”转变为“以学生为中心、以问题为中心”的自主探究的教育理念。
教师在进行机械制图的教学设计时应做到:(1)注重空间想象和形象思维能力的培养,代替传统的注重知识的传授。“授人以鱼,不如授人以渔”我们需要传授给学生解决问题的能力,而不是所有可能出现的问题。使他们在教师指导下,经过自己的独立思考,逐步去发现和掌握规律,在积极接受教师所传授知识的同时,融会贯通,积极思考创新,提高分析问题和解决问题的能力。(2)多以小组为单位进行问题的讨论来代替传统的教师集体授课,充分调动学生积极和主动性,培养学生的参与意识,引导学生主动地学习。只有经过激烈的辩别和主动学习学生才能打破三维思考的瓶颈,使空间想象力进一步提高。(3)注意教学过程的循序渐进,空间想象和形象思维能力不是一撮而就,它是一个缓慢而长期的过程。每一堂课教师进行设计问题时要由简入繁,环环相扣,而不是简单地灌输。例如在讲圆锥和圆柱组合体截交线时,先让学生分别将圆锥和圆柱各自的截交线都讨论完毕后,再引入主问题,只有将二者组合起来,问题才能解决即明白又清楚。(4)教师需要全面、及时的了解学生的知识掌握情况和性格特点,以便在每堂课精心准备有趣的问题让学生课下思考解决,不但提高学生学习兴趣和能力也为下节课的引入做了准备。(5)课堂上要及时的进行指导,不断总结上一个问题,并提出新的问题在这过程中要多肯定和表扬,空间想象和形象思维能力的建立是一个艰难的过程,要让学生充满信心的坚持下去。
总之,一切传统和现代化教学手段都是为了降低学习难度使学生自觉的充满兴趣的参与到学习活动中来。空间想象和形象思维能力的建立是一场持久战,为了提高能力,这需要我们教师一方面要继承,另一方面要不断地进行改革和创新,寻找更有效的方法取得胜利。
参考文献
[1] 卓越科技.AutoCAD2006机械设计[M].北京:电子工业出版社,2007,2.
[2] 王幼龙.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2008,2.
[3] 何发伟.工程制图教学方法研究[J]．中国电力教育,2008,4．
[4] 尤慧媛,王保定.机械制图与AutoCAD融合教学模式优化研究[Z].2008,2.
在中职学校的《机械制图》课本中正投影法与三视图和组合体视图是培养空间想象和形象思维能力的关键。在这两章的教学中宜采用以下的教学方法。
1 直观性教学
直观性教学就是在制图教学中运用模型、实物、挂图等直观形象的教学手段,把学生不容易理解的抽象理论和复杂视图,变得形象、具体、直观。让学生看得见、摸得着、易掌握、记得牢。在三视图中,教师让学生先看一些简单、典型的基本形体的模型,如长方体、棱柱等,对照这些形体,熟悉这些空间形体所对应的视图,实现从空间到平面的思维转换,有时让学生自己动手做一些模型,既能增进学生的学习兴趣,更能帮助他们理解和记忆。
通过直观教学,学生更容易理解投影规律,认识实物与图形之间的关系,使投影要素在学生头脑中建立起清晰的印象,有效地培养空间思维想象力,提高了读图能力。
2 开展计算机辅助教学
随着计算机的普及,各种计算机绘图软件开始出现和发展,与传统的手工绘图相比它具有以下优点:(1)是具有现成的模型使绘图变得简单有趣,易引发学生的学习热情;(2)是各项规则符合国际要求,保证了绘图质量,较少出错;(3)是计算机绘图易于图样编辑、修改、交流和打印。
使用最广泛的通用绘图软件是美国autodesk公司的AutoCAD,它的體系结构开放,能够绘制二维图形和三维图形、标志尺寸、渲染图形及打印输出图形。AutoCAD软件在培养学生的空间想象和形象思维能力的方面能发挥作用:(1)实现模型的多样性。在组合体的教学中教师出示的模型是最基本的并且数量有限,约束了学生进行多样化的练习,不利于学生平面→空间的转化。在AutoCAD软件中利用它的三维功能使模型的制作变得更加简单和随心所欲,拓展了学生的视野,给学生提供了更多练习机会。(2)能实现模型连续和动态的观察。利用AutoCAD软件中的“受约束动态观察”功能可实现对模型六个面的全方位的观察和了解,对其后的空间→平面的转化起到了补差和纠错的作用。(3)帮助学生初步建立了空间的概念。因为在作三维模型中需要不断的用到各方向的轴测图,能使学生体会到从各个角度观察和分析物体,并且不断和平面图间进行转化以方便划线和定位。这样能使学生在空间←→平面转化中更加熟练和自然,空间想象和形象思维能力在不知不觉得到提高。(4)帮助学生对组合体的分析形成习惯。在AutoCAD软件中组合体是通过对基本体运用“差集”、“并集”等工具才能最终形成的,在此过程中学生不但熟悉了基本体,还对组合体和基本体之间的关系有了更深刻的认识,在今后学习中不但能节省形体想象时间,还能对组合体的分析形成习惯。(5)帮助学生了解偏难的内容,建立完整的空间概念。可利用AutoCAD绘图来处理教材中的偏难而实际应用又不是很多的章节。例如相贯线这一部分的学习,相贯线是回转体的表面交线,手工绘制不但难度大而且不实用,可以采用AutoCAD“三维建模”绘制相贯体,直接观察形成的相贯线,甚至还可用“三维操作”中的“抛切”来观察内部的相贯线的形状。这样,就让学生对相贯线这种空间的线有了一种全面清晰的认识和了解。
机械制图这门学科内容枯燥,理论性较强,易使学生产生厌学情绪,而AutoCAD软件从一个全新的角度来进行绘图,并且能展现思维全过程,分析到位,运用灵活,使师生互动显著争多,这能引起学生探索的热情和学习的兴趣。
3 “以学生为中心”的教学设计思想
以上两条只是为提高空间想象和形象思维能力准备了食材,至于教师如何将之做成美味的菜肴,让学生愉悦的吃下,道具就是教学设计。
“以学生为中心”的教学设计就是摈弃传统的“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”转变为“以学生为中心、以问题为中心”的自主探究的教育理念。
教师在进行机械制图的教学设计时应做到:(1)注重空间想象和形象思维能力的培养,代替传统的注重知识的传授。“授人以鱼,不如授人以渔”我们需要传授给学生解决问题的能力,而不是所有可能出现的问题。使他们在教师指导下,经过自己的独立思考,逐步去发现和掌握规律,在积极接受教师所传授知识的同时,融会贯通,积极思考创新,提高分析问题和解决问题的能力。(2)多以小组为单位进行问题的讨论来代替传统的教师集体授课,充分调动学生积极和主动性,培养学生的参与意识,引导学生主动地学习。只有经过激烈的辩别和主动学习学生才能打破三维思考的瓶颈,使空间想象力进一步提高。(3)注意教学过程的循序渐进,空间想象和形象思维能力不是一撮而就,它是一个缓慢而长期的过程。每一堂课教师进行设计问题时要由简入繁,环环相扣,而不是简单地灌输。例如在讲圆锥和圆柱组合体截交线时,先让学生分别将圆锥和圆柱各自的截交线都讨论完毕后,再引入主问题,只有将二者组合起来,问题才能解决即明白又清楚。(4)教师需要全面、及时的了解学生的知识掌握情况和性格特点,以便在每堂课精心准备有趣的问题让学生课下思考解决,不但提高学生学习兴趣和能力也为下节课的引入做了准备。(5)课堂上要及时的进行指导,不断总结上一个问题,并提出新的问题在这过程中要多肯定和表扬,空间想象和形象思维能力的建立是一个艰难的过程,要让学生充满信心的坚持下去。
总之,一切传统和现代化教学手段都是为了降低学习难度使学生自觉的充满兴趣的参与到学习活动中来。空间想象和形象思维能力的建立是一场持久战,为了提高能力,这需要我们教师一方面要继承,另一方面要不断地进行改革和创新,寻找更有效的方法取得胜利。
参考文献
[1] 卓越科技.AutoCAD2006机械设计[M].北京:电子工业出版社,2007,2.
[2] 王幼龙.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2008,2.
[3] 何发伟.工程制图教学方法研究[J]．中国电力教育,2008,4．
[4] 尤慧媛,王保定.机械制图与AutoCAD融合教学模式优化研究[Z].2008,2.