本站原创摘 要：《机械制图》是职业学校机械类的学生进行技术交流的工具,本文对当前教材的研究及教法的实践进行了反思,对解决学生普通存在的学习难点—由“空间—平面—空间”的关系转化问题,提出了基于信息技术条件下利用信息技术进行辅助教学的对策和方法,总结出来为以后的教学提供一些借鉴和参考经验.
关 键 词 ：《机械制图》课程 信息技术 “空间—平面—空间”关系转化 Solid Works软件
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）04-0024-02
1.前言
在长期从事中等职业学校机械类专业课讲授及指导实践类教学工作中,深有感触的一点是：学生对专业基础课的学习情况,直接影响着他们对于专业课的接受和理解.其中作为机械类专业学生进行技术交流的语言工具——《机械制图》课程的学习及掌握状况,让学生基本能够识读机械图纸,对于学生学习专业课及将来所从事的机械加工制造等工作,都有着巨大的影响.因此对当前信息技术的大环境下如何讲授这门课,如何利用信息技术辅助教学进行了一些反思,感到有许多值得研究的课题和今后借鉴的经验需要总结.
2.是否有必要讲授基础投影理论
基础投影理论是《机械制图》课程的基础理论部分,是研究把空间形体（点、线、面、体）表现在平面上而建立的一套系统的理论,即投影原理、基本几何元素（如点、线、面、体）的图示法则、元素间几何关系图示法的基本定理（如平行、相交、交叉、垂直等）.其基本的作图方法,包括点、线、面从属关系的作图,如直线上的点、平面上的点与线、线与面交点、面与面交线的求法等,它们组成了课程所特有的理论系统.由于课时原因,关于基础投影理论部分是否有必要讲授的问题,有相当一部分教师认为在学时少时（总课时少于60学时）,就没有必要讲授基础投影理论.经过几轮尝试,笔者认为：基础投影理论需要讲授,而且需要精讲细讲.
基础理论部分是学习画图、看图、培养空间想象力的基础,是课程的中心,即使在讲课时数较少的情况下,也不应该过分压缩或分割这一部分,以免破坏课程的轮廓和体系.事实证明,教材中各个部分的内容前后连贯,联系紧密,并相互影响,前面所学习的内容都是学习后一部分内容的基础,每一部分的学习效果都影响着后一部分内容的学习.只有从投影法的基本概念开始,按照点、线、面、基本几何体、组合体的顺序,根据循序渐进的教学原则进行讲授,才能使学生逐步具备物体的“从空间到平面,再从平面到空间”的关系转换,即读图和识图的能力形成.在讲授方法上,除了传统的课堂讲述外,还应借助信息技术不受时间、空间限制的优势,用多媒体技术把投影理论中的相关概念和知识点客观、形象地展现出来,方便学生理解、掌握.
3.如何解决学生由“空间—平面—空间”关系转化的难点
《机械制图》主要是通过对空间几何形体投影过程的分析而归纳它们的投影规律,并运用于读图和画图上,读图和画图都需要有丰富的空间想象力.多年专业课的讲授告诉我：许多学生比较欠缺空间想象力和空间分析能力,没有透彻掌握平面图形与空间物体间的转化规律.如何培养学生具备空间想象力和空间分析能力,解决学生“从空间—平面—空间”关系转换的难点,既是本课程的重要任务,又是学好本课程及后续专业课的重要手段,笔者认为应采取相应措施和办法来解决这一难点.
3.1 结合网络资源,合理组织教材,课程内容精讲多练
本课程虽然以识（读）图为主,由图思物,但是识（读）图源于画图,只有多画图,才能以画促读.由于课时少而内容又不能过分压缩或删减,所以本课程讲授时,内容必须要精讲,尽量多地挤出时间给学生练习画图.精讲的前提是认真备课,即钻研吃透教材,充分利用网络上有效的、合适的资源,结合学生思维情况和接受能力,进行资源整合,合理组织教学内容进行科学地教学设计,做到重点突出,中心明确,言简意赅.
3.2 教学设计新颖,利用信息技术,课堂练习有乐趣
3.2.1 教学设计方法一：游戏、竞赛教学法
游戏教学法是针对青少年的特点,改变教学环境,让学生在轻松、愉快的气氛中,自觉主动获取知识；竞赛教学法,让学生进行分组对抗,在博弈中获取和巩固所学知识,既增强了学生的组织观念,集体意识,又可收到相互学习,取长补短,加深印象等极好的效果,还可以检验学生的学习质量.下面以“截切体画法”为例.
游戏教学法：可以将学生分组坐好,每组每人分配一定大小的橡皮泥（或萝卜）,每组发给几张不同形状简单几何体的三视图,各组学生分工合作,讨论、研究、看懂三视图后,制作相应的基本几何体若干（为了让所有学生都动手参与,而不是几个学生包办制作,游戏规则中要加上相关约束条件和评分标准）.第二步是要求学生将基本几何体进行不同方位的切割,画出切割体的三视图,而且至少三种不同放置方式（主视图不同）的三视图都要画出,最后同多媒体展示出所有的组合方式,并采用合理的考核方法对每个学生进行评判.
竞赛教学法：每次有两到三个小组同场比拼,小组成员每人都必须参与,每人轮流到黑板上画“切割体”三视图中的一笔或一个视图,以共同完成三视图最快、最多、最正确的小组为胜,教师给予一定的精神和物质奖励；对于落后的小组,要在全班帮助其分析落后的原因,及时总结经验教训,并给予适当的鼓励.
3.2.2 教学设计方法二：多媒体直观教学法
讲授《机械制图》时经常采用而且比较传统的方法就是直观教学法.直观教学法包括语言直观和教具直观.语言直观要求教师用生动、形象的口头语言和体态语言（手势、姿态、表情等）进行传授,以唤起学生丰富的联想.教具直观则采用：实物、模型、挂图、电视、电影、幻灯等演示教具,为学生建立感性认识,如通过展示各种截交和相贯模型以及零件实物,让学生对表面交线的物性有所感悟和理解；通过学生进行组合体和零件的对比观察,使学生建立叠加体和切割体两种形体的区别和联系等.随着科技的发展,教学改革的深入,多媒体教室的建立,多媒体课件以其信息量大、画图速度快、动理形象逼真、利于复习等诸多优越性,而被各学科的教师采用,也成为《机械制图》教师直观教学法的主要手段.例如,讲解“三视图的形成”内容时,我制做的多媒体动画课件演示过程如下：将一立体实物放置在三投影面体系中,互相平行的投射线,模仿光线照射,分别将实物向三个投影面进行正投影,动画显示,在三个投影面上分别得到三个视图,然后再利用动画的演示,将三个相交的投影面分别绕三根投影轴展开,原本在相互垂直的三个投影面上的三个视图,展开在同一个平面内,三视图形成了等多媒体动画课件用很短的时间,就完成了用语言很难表达完整的内容,既生动形象又鲜活逼真.在学生感性认知初步形成的基础上,教师及时加以循循善诱,引导学生把观察到的进行分析,结合想象与思考,分析出展示对象的特点和各种现象的联系,使学生建立或巩固思维中的抽象观点,并使之具体化,诱导学生总结归纳,抽象概括出准确的概念,完成从具体到抽象再到具体这样一个完整的认识过程. 3.2.3 教学设计方法三：软件辅助教学法
随着制造业信息化进程的深化发展,现代信息技术特别是计算机辅助设计与制造技术（简称CAD/CAM）在机械行业得到广泛的应用.为了让学生能适应机械专业的现代信息化的发展,信息技术在机械类专业信息化教学中显得相关重要,除了每门课程制作了相关的多媒体课件进行优化教学外,相关软件技术也应该逐渐运用到机械专业的教学中,例如Solid Works 软件辅助《机械制图》课程教学法.
SolidWorks软件是一款专业的三维机械设计软件,它功能强大、组件繁多,具有操作简单、绘制规范、装配设计、检测全面的特点.在投影理论教学中,SolidWorks软件可以打破传统的二维挂图、有限模型的局限性,利用其三维视图的功能,借助三维平台提供的拉伸、旋转、扫描和放样的操作方法来创建三维实体模型,不仅可以使教学过程更具互动性,而且能让学生通过直接的感知形成正确的思维和逐步提高的识图绘图能力；在剖视图教学中,剖视图往往由相对复杂的线、面构成,SolidWorks软件中的“剖切视图”功能调整视图角度进行各个角度的成像和观察；在装配图教学过程中,Solid Works软件中有一个专门的“装配”命令,通过这个命令,设计者可以对已有的机械远近进行位置、角度、关系等参数的定位,然后自动将机械元件装配起来,形成相应的装配图,而且Solid Works软件还能模拟出实际的装配过程,从而及时地发现设计中存在的问题.
3.3 作业适量,辅导跟紧,批改反回及时
课后要布置学生完成一定数量的作业习题,以加深和巩固课堂所学知识,检查学生的学习质量,布置作业要注意分量适当、难易适度,保证大部分学生在规定时间内能独立完成；完成作业的有力保障,是课后的辅导、答疑要跟紧；检查和批改作业,可以及时发现教学上存在的问题,并想办法加以解决,习题集要勤收、快批、即返,以便因势利导,将问题解决在萌芽状态之中.批改学生的作业,应从作业的数量和质量两个方面来进行,既看所布置的作业题是否全做完了,也看学生在解答这些题目时出现了一些什么错误或问题,将作业中所出现的共性问题,及时组织讲评、分析原因、总结规律,并要求学生重新改正后,再进行批改.
3.4 总结、归纳作图技巧,提练、运用识图口诀
为了解决学生由“空间—平面—空间”关系转化的难点,每个单元结束时,教师要及时进行全面、系统地总结和归纳,提炼一些对作（识）图很有帮助的方法、口诀等.例如,“三视图的画法——放、画、展”、 “三视图的投影关系——长对正、高平齐、宽相等”、“一般位置平面的投影是三个线框；平行面的投影是一线两框；垂直面的投影是两线一框”；识读组合体的两个基本方法是形体分析法和线面分析法,还有八条经验等等.这对于学生快速掌握课程的基本理论、投影原理、制（识）图技巧,建立空间立体感,最终实现“由图想到物”的转化都非常有效.
4.结语
作为一名教师,给学生授课是天经地义的职责,可如何根据学生的层次不同、专业不同、性格不同等,采取不同的方式、方法授课,解决学生的难题、难点,是需要我们及时进行总结与反思的问题；同时,随着现代化信息技术的发展,教育信息化和制造业信息化是时代的需求,将现代信息技术与机械类专业教学有机地整合在一起,是机械专业教学的必然发展趋势,因此,如何利用信息技术优化《机械制图》课程的教学也是机械专业教师需要思考的问题.
（大连市轻工业学校,辽宁 大连 116023）