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[摘要]文章研究了工程制图课程各种辅助教学实验模式的优势和局限性，提出助学型实验更利于实现学生的自主研究性学习；工程制图教学应从提高课程的综合育人效果角度，全方位考虑课程的辅助教学实验，构建观察实验、制作实验、拆装实验科学合理的辅助教学实验体系，通过多层次的系列实验实践，培养学生图学思维能力、三维构型能力和工程技术能力。
[关键词]工程制图 辅助教学 实验体系 图学思维
[作者简介]任红霞(1965-)，女，河北沧州人，河北工程技术高等专科学校，副教授，硕士，研究方向为工程制图教学；杨琦琦(1976-)，男，河北沧州人，河北工程技术高等专科学校，讲师，硕士，研究方向为工程制图教学；孙刚(1980-)，男，河北承德人，河北工程技术高等专科学校，讲师，硕士，研究方向为工程制图教学。(河北 沧州 061001)
[课题项目]本文系河北省高等学校科学技术研究指导项目“迷你型机械制图可变组合模型基块库的研制”的研究成果。(项目编号：Z2010229)
[中图分类号]G642.423 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2011)30-0160-01
工程制图课是工科学生研究工程图的绘制和读图的一门学科，主要由建立在必要的科学假设基础上的正投影理论和有关的制图标准两大部分组成。其独特的图学思维和实践l生是工程制图课作为工科学生第一门技术基础课程的显著特征和教学难点。工程制图课教学主要借助观察研究三维空间形体，分析总结投影规律的系列观察实验进行，在工程制图教和学的各教学环节中，三维空间形体可以采用电子画面的立体图像、纸介质上立体图、实体模型、真实机械产品等多种形式来辅助教学。实验形式不同，学生对课程教学的角色感觉不同，获得的综合素质提高也不同。我们在研究开发了助教型多媒体课件和传统助教型模型基础上，研究开发了助学型多媒体课件，制作出助学型小型可组合模型基块，选购各种常见机械小型号产品用于学生拆装实验，创造了学生自主研究实验辅助学习的基本条件。
一、多媒体CAI课件系列观察实验的优势
多媒体CAI教学课件能有机地融合图、声、文、像及视频剪辑，能有序、生动地展示各个直观素材，其最大优势是把不可见转变为可见和生动活泼、交互性、信息量大、效率高，能显著提高学生从感性认识到理性思维的转换效率。同时能激发学生关注三维CAD技术、CAI多媒体技术等现代造型技术的兴趣。
1 有关工程制图课中用到的科学假设动画演示。工程图的形成由若干个科学假设作为支撑，例如三个方向投影的形成及展开到一个平面上形成三投影，是建立在假设物体向三个投影面正投影，然后两投影随投影面旋转到三投影在一个平面上的科学假设基础上。而关于组合体的研究分析，是建立在假设其能分解与组合的科学假设基础上。再如剖视图、剖面图的形成，建立在假设机件能剖开和移去部分形体的科学假设基础上。教师用语言描述这些科学假设，学生不易形成形象思维，以课件交互动画的形式表现这些科学假设，生动形象，课堂讲解配合课下学生观察实验，可让学生打下较好的课程学习基础。
2 有关读图思维过程的动画演示。读图的图学思维能力需在读图举例和实践中培养，学生掌握本课程研究分析问题的形象思维方法需要一定数量的读图举例。但教学时数较少，教师课堂讲授举例远达不到全体学生掌握读图分析的思维方法的需要，学生的课后学习障碍较多，不利于学生读图。教师应用三维CAD技术，把读图思维过程制成交互动画课件，表达读图思路过程，学生根据自己的状况，自主观看直至满足自己的需要，从而能实现学生的自主学习。
3 零件加工、检验、组装过程录像演示。工程制图教学专业图内容中零件的结构形状、尺寸标注、有关的国家标准规定等，与零件加工常用的铸、锻、车、铣、刨、磨等加工工艺密切相关。生产现场参观，受到各种条件的制约，可制成加工过程录像，在专业图教学前后，安排课外观看相关加工过程录像CAI课件，可补充学生专业实践知识的不足，加深对所学内容的理解掌握。
二、三维实体系列观察与制作实验
1 实体模型观察测绘。实体模型徒手绘图和仪器绘图实验，学生对所画形体投影记忆更深刻，同时可提高学生的学习兴趣。我们研制出配合制图课程教学的迷你型小实体模型，从而实现了学生小组和个人的自主观察测绘。对这些小实体的近距离全方位观察，多形体的分析比较测绘，学生能在动手实践中快乐学习，完成必需的感性知识积累。
2 自选材质的切割造型。对由二视图想象第三视图较困难的切割类立体，在学生画轴测图能力较低时，鼓励学生边分析边随手用橡皮泥、粉笔、蔬菜等易切割材料切割出实体模型辅助读图，让学生体会动脑思考和动手实践结合、解答难题带来的成功体验，为培养三维建模能力打下较好基础。
3 应用基础模块组合造型。复杂组合体或机件的读图构型难度较大，我们针对教材、习题涉及的三维实体，研制出模型基块，配以常见各类型三维实体的立体图，学生闲时按图拼接组合，为三维构型读图的形象思维形成较强感性基础，读图时可利用基块较快构建出复杂的三维实体模型；对于传统教学较难的中空机件，学生在完成一定数量的实体构型实验后，能有效培养比较缺失的实体感，读复杂机件视图的能力获得较大提高。
三、拆装认知系列实验，培养工程技术能力
工程制图课开设在学生入学的第一学期，对机械的直接接触和分析认识一般被安排在机械制图课程后期的测绘实践或以后的相关课程之中。专业实践缺乏是造成学生课程学习困难、形象思维能力较低的主要原因。拆装机械，不受学生知识基础的影响，但对学生了解机械的结构原理，了解各零件在机械中的作用和相互连接关系，从功能角度认知机械零件和机械结构大有帮助，并且可培养学生日常生活中观察认知机械结构的良好习惯。选择多品种的机械产品，尽早安排学生完成拆装，工程制图课程可在学生有感性实践的基础上教学，对培养学生的工程意识，缩短书本知识与工程实践的距离非常重要。
1 拆装常见机械，认知典型零件。各机械零件是根据其在机械中的功能需要设计制造的，制图课早期，安排学生对照说明书完成制图教材中涉及的常见机械的拆装实验，认知常见机械的机械零件和机械结构，制图课程教学可在学生扎实的感性实践基础上进行。可以选择较小型号的滑动轴承、齿轮油泵、涡轮减速器、千斤顶、虎钳、球阀等多种真实机械产品，供学生课外分组观察拆装，以保证每个学生都能详细观察认知常见机械结构和机械零件，大大提高了学生的专业素质和工程意识，降低了工程制图课的教学难度。
2 联系实际学习制图有关国家标准。工程制图关于零件的视图、尺寸标注、技术要求等有关国家标准内容与实际机件联系密切，仅靠教材教授这些内容学生会感觉困惑，较难真正掌握。结合实际机械的拆装观察来介绍零件的视图选择、各类结构与尺寸、各类配合、表面粗糙度等实践性较强的技术标准，学生在感性认知的基础上理解记忆，能更好地转化成工程技术能力。
3 对照机械，读画其零件图和装配图。读画滑动轴承、齿轮油泵、涡轮减速器、千斤顶、虎钳、球阀等机械的零件图和装配图，配以对应的实际机械观察。作为工程制图课教学的一个实践环节，对制图课学习较好的同学能起到验证和提高学生工程技术能力的教学目标，建立专业技术能力的自信心。对制图课学习较吃力的同学，借助实际产品，能丰富感性实践，真正读懂产品技术图样，达到培养基本工程技术能力的教学目标。
将传统的教学手段和教学方法与现代化教学手段和教学方法互相有机融合，构建多层次多形式的辅助教学实验体系，以实验唤起学生的课程学习兴趣，以实验降低课程的学习难度，以实验培养学生的工程技术能力，在课程教学中给了学生更大动手、动脑自主研究的空间，更多联系工程实践的观察，在逐渐培养学生的综合能力方面，取得了较好的教学效果。
[参考文献]
[1]李虹.渗透设计理念培养学生创新意识和设计能力[J].中国大学教学2010(2).
[2]张晶.机械制图CAI课件的研究与开发[J].中外教育研究，2009(2).
[3]童秉枢.图学思维的研究与训练[J].工程图学学报，2010(1).
[关键词]工程制图 辅助教学 实验体系 图学思维
[作者简介]任红霞(1965-)，女，河北沧州人，河北工程技术高等专科学校，副教授，硕士，研究方向为工程制图教学；杨琦琦(1976-)，男，河北沧州人，河北工程技术高等专科学校，讲师，硕士，研究方向为工程制图教学；孙刚(1980-)，男，河北承德人，河北工程技术高等专科学校，讲师，硕士，研究方向为工程制图教学。(河北 沧州 061001)
[课题项目]本文系河北省高等学校科学技术研究指导项目“迷你型机械制图可变组合模型基块库的研制”的研究成果。(项目编号：Z2010229)
[中图分类号]G642.423 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2011)30-0160-01
工程制图课是工科学生研究工程图的绘制和读图的一门学科，主要由建立在必要的科学假设基础上的正投影理论和有关的制图标准两大部分组成。其独特的图学思维和实践l生是工程制图课作为工科学生第一门技术基础课程的显著特征和教学难点。工程制图课教学主要借助观察研究三维空间形体，分析总结投影规律的系列观察实验进行，在工程制图教和学的各教学环节中，三维空间形体可以采用电子画面的立体图像、纸介质上立体图、实体模型、真实机械产品等多种形式来辅助教学。实验形式不同，学生对课程教学的角色感觉不同，获得的综合素质提高也不同。我们在研究开发了助教型多媒体课件和传统助教型模型基础上，研究开发了助学型多媒体课件，制作出助学型小型可组合模型基块，选购各种常见机械小型号产品用于学生拆装实验，创造了学生自主研究实验辅助学习的基本条件。
一、多媒体CAI课件系列观察实验的优势
多媒体CAI教学课件能有机地融合图、声、文、像及视频剪辑，能有序、生动地展示各个直观素材，其最大优势是把不可见转变为可见和生动活泼、交互性、信息量大、效率高，能显著提高学生从感性认识到理性思维的转换效率。同时能激发学生关注三维CAD技术、CAI多媒体技术等现代造型技术的兴趣。
1 有关工程制图课中用到的科学假设动画演示。工程图的形成由若干个科学假设作为支撑，例如三个方向投影的形成及展开到一个平面上形成三投影，是建立在假设物体向三个投影面正投影，然后两投影随投影面旋转到三投影在一个平面上的科学假设基础上。而关于组合体的研究分析，是建立在假设其能分解与组合的科学假设基础上。再如剖视图、剖面图的形成，建立在假设机件能剖开和移去部分形体的科学假设基础上。教师用语言描述这些科学假设，学生不易形成形象思维，以课件交互动画的形式表现这些科学假设，生动形象，课堂讲解配合课下学生观察实验，可让学生打下较好的课程学习基础。
2 有关读图思维过程的动画演示。读图的图学思维能力需在读图举例和实践中培养，学生掌握本课程研究分析问题的形象思维方法需要一定数量的读图举例。但教学时数较少，教师课堂讲授举例远达不到全体学生掌握读图分析的思维方法的需要，学生的课后学习障碍较多，不利于学生读图。教师应用三维CAD技术，把读图思维过程制成交互动画课件，表达读图思路过程，学生根据自己的状况，自主观看直至满足自己的需要，从而能实现学生的自主学习。
3 零件加工、检验、组装过程录像演示。工程制图教学专业图内容中零件的结构形状、尺寸标注、有关的国家标准规定等，与零件加工常用的铸、锻、车、铣、刨、磨等加工工艺密切相关。生产现场参观，受到各种条件的制约，可制成加工过程录像，在专业图教学前后，安排课外观看相关加工过程录像CAI课件，可补充学生专业实践知识的不足，加深对所学内容的理解掌握。
二、三维实体系列观察与制作实验
1 实体模型观察测绘。实体模型徒手绘图和仪器绘图实验，学生对所画形体投影记忆更深刻，同时可提高学生的学习兴趣。我们研制出配合制图课程教学的迷你型小实体模型，从而实现了学生小组和个人的自主观察测绘。对这些小实体的近距离全方位观察，多形体的分析比较测绘，学生能在动手实践中快乐学习，完成必需的感性知识积累。
2 自选材质的切割造型。对由二视图想象第三视图较困难的切割类立体，在学生画轴测图能力较低时，鼓励学生边分析边随手用橡皮泥、粉笔、蔬菜等易切割材料切割出实体模型辅助读图，让学生体会动脑思考和动手实践结合、解答难题带来的成功体验，为培养三维建模能力打下较好基础。
3 应用基础模块组合造型。复杂组合体或机件的读图构型难度较大，我们针对教材、习题涉及的三维实体，研制出模型基块，配以常见各类型三维实体的立体图，学生闲时按图拼接组合，为三维构型读图的形象思维形成较强感性基础，读图时可利用基块较快构建出复杂的三维实体模型；对于传统教学较难的中空机件，学生在完成一定数量的实体构型实验后，能有效培养比较缺失的实体感，读复杂机件视图的能力获得较大提高。
三、拆装认知系列实验，培养工程技术能力
工程制图课开设在学生入学的第一学期，对机械的直接接触和分析认识一般被安排在机械制图课程后期的测绘实践或以后的相关课程之中。专业实践缺乏是造成学生课程学习困难、形象思维能力较低的主要原因。拆装机械，不受学生知识基础的影响，但对学生了解机械的结构原理，了解各零件在机械中的作用和相互连接关系，从功能角度认知机械零件和机械结构大有帮助，并且可培养学生日常生活中观察认知机械结构的良好习惯。选择多品种的机械产品，尽早安排学生完成拆装，工程制图课程可在学生有感性实践的基础上教学，对培养学生的工程意识，缩短书本知识与工程实践的距离非常重要。
1 拆装常见机械，认知典型零件。各机械零件是根据其在机械中的功能需要设计制造的，制图课早期，安排学生对照说明书完成制图教材中涉及的常见机械的拆装实验，认知常见机械的机械零件和机械结构，制图课程教学可在学生扎实的感性实践基础上进行。可以选择较小型号的滑动轴承、齿轮油泵、涡轮减速器、千斤顶、虎钳、球阀等多种真实机械产品，供学生课外分组观察拆装，以保证每个学生都能详细观察认知常见机械结构和机械零件，大大提高了学生的专业素质和工程意识，降低了工程制图课的教学难度。
2 联系实际学习制图有关国家标准。工程制图关于零件的视图、尺寸标注、技术要求等有关国家标准内容与实际机件联系密切，仅靠教材教授这些内容学生会感觉困惑，较难真正掌握。结合实际机械的拆装观察来介绍零件的视图选择、各类结构与尺寸、各类配合、表面粗糙度等实践性较强的技术标准，学生在感性认知的基础上理解记忆，能更好地转化成工程技术能力。
3 对照机械，读画其零件图和装配图。读画滑动轴承、齿轮油泵、涡轮减速器、千斤顶、虎钳、球阀等机械的零件图和装配图，配以对应的实际机械观察。作为工程制图课教学的一个实践环节，对制图课学习较好的同学能起到验证和提高学生工程技术能力的教学目标，建立专业技术能力的自信心。对制图课学习较吃力的同学，借助实际产品，能丰富感性实践，真正读懂产品技术图样，达到培养基本工程技术能力的教学目标。
将传统的教学手段和教学方法与现代化教学手段和教学方法互相有机融合，构建多层次多形式的辅助教学实验体系，以实验唤起学生的课程学习兴趣，以实验降低课程的学习难度，以实验培养学生的工程技术能力，在课程教学中给了学生更大动手、动脑自主研究的空间，更多联系工程实践的观察，在逐渐培养学生的综合能力方面，取得了较好的教学效果。
[参考文献]
[1]李虹.渗透设计理念培养学生创新意识和设计能力[J].中国大学教学2010(2).
[2]张晶.机械制图CAI课件的研究与开发[J].中外教育研究，2009(2).
[3]童秉枢.图学思维的研究与训练[J].工程图学学报，2010(1).