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摘要:在机械制图教学中,结合学生心理激发其学习热情,根据学生的认知结构“以体为纲”改进教学方法,并在机械制图教学中加入三维绘图软件操作,对提高学生的三维空间想象能力具有很重要的意义。
关键词:机械制图;教学;认知结构;三维
机械制图是高校机械类专业的一门重要技术基础课程,它是以图形为研究对象,用图形来表达设计思维的学科,对培养学生绘图、读图、空间想象能力具有非常重要的意义。工程图样被认为是工程界的技术语言每个工程技术人员都必须能够熟练地绘制和阅读工程图样。在机械制图中,从三维实体绘制工程图,以及从工程图构建三维实体,都需要学生具有很强的空间想象能力,因此,如何培养学生的三维空间想象能力在机械制图教学中尤为重要。笔者结合自己在机械制图教学中的经验,认为提高学生的三维空间想象能力,可以从以下几方面来考虑。
一、激发学生的学习兴趣,把学习的主动权还给学生
俗话说“兴趣是最好的老师”,激发学生学习机械制图这门课程的兴趣,对学好这门课以及提高空间想象能力具有很大的作用。据达尔文的父亲回忆,达尔文小时候是一个平庸的孩子,但由于他酷爱大自然,并以最大的热情从事学习,因而对人类作出了重大的贡献。当一个学生对某种知识产生兴趣时,他就能积极主动地去学习,而且在学习过程中能够全神贯注、积极思考,在这种状态下所学习的东西,就能掌握的非常迅速且牢固。笔者在讲授机械制图这门课的过程中,了解到学生经常会有这样的感受,当老师在课堂上讲授知识的时候感觉全部昕懂了然而自己绘图时却感觉到很茫然,感觉无从下手,或者做作业时感觉到很吃力。这就要求教师在教学过程中,始终以学生为主体,调动学生的学习兴趣,使学生由被动接受老师讲授的知识,转化为积极主动地去学习,主动思考问题。教师在讲授每一节课以前,要提出这堂课的目的,要解决什么问题,让学生带着问题去学习。只有使学生为了某种任务而进行学习时,才能更有效地激发其认识兴趣。
在教学过程中,教师要有计划地扩大学生的知识面,可以适当增加教材中没有的东西,使学生在已有知识的基础上,不断获得新知识,使学生感到学有所得,这样学习兴趣才能较顺利地培养起来。教师要经常采用启发式的教学方法,在教学中,教师要根据教学内容,提出难度适当的问题,让学生来解答,让学生主动参与到学习中,通过启发学生积极思考,激发学生的兴趣,提高教学效果。同时学生通过回答问题,可以增强自己的自信心。比如在学习三视图时,可以利用教学模型,让学生从不同的角度来观察,然后画出物体的三视图,这样不仅锻炼学生的想象能力,还能使学生感受到实践的乐趣。
二、结合学生心理,改进教学方法
美国著名的教育心理学家奥苏伯尔根据学生学习的方式,把学习分为接受学习和发现学习;根据学习的内容,把学习分为机械学习和有意义学习。“接受学习是教师引导学生接受事物意义的学习,教师讲授,学生接受,这是课堂学习的主要形式;发现学习是在教师不加讲述的情况下,学生依靠自己的力量去获得新知识、寻求解决问题方法的一种学习方式;机械学习就是不加理解、反复背诵的学习,即对学习材料只进行机械记忆;有意义学习就是使符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当概念建立非人为的和实质性的联系。
这种学习分类揭示了学生的学习是以有意义接受学习为主的规律。而有意义的学习需要具备两个条件:学生要具有有意义学习的意向,即把新知识与认知结构中原有的适当观念联系起来的意向;学习材料对学习具有潜在意义,即学习材料具有逻辑意义并可以和学生认知结构中的有关概念相联系,这两个条件缺—不可。高校学生一般在大学一年级上机械制图课,而在学习机械制图课以前,对工程体的认识都是三维空间形象,在学生的认知结构中已经存在三维立体的概念,只是没有工程图方面的相关知识。
在传统的教材中,从点、线、面知识开始,然后才讲解组合体以及工程图等内容,这与学生的认知结构不一致。这就需要教师在讲授机械制图过程中根据学生的认知结构来进行教学,把书本上的知识与学生的认知结构联系起来。比如,教师在讲授课程中关于点、线、面新知识的时候,可以先引入三维立体的概念,然后在讲授三维立体的基础上,从三维立体延伸到二维平面,再延伸到点,即“以体为纲”进行讲授,围绕三维立体来进行讲授,使得新知识与学生已有的认知结构联系起来,然后再通过一定的绘制平面图训练。等到学生积累了一定的制图和工程体方面的知识以后,再学习读图,就能把工程图和学生头脑中已有的认知结构联系起来,这样学生的三维空间想象能力就能慢慢培养起来。以体为纲教学方法如图1所示。
教師把书本上的新知识与学生已有的认知结构联系起来的同时,还需要使学生具备有意义地学习的意向,也就是使学生具有把新知识与认知结构中原有的适当观念联系起来的意向。教师在讲课过程中大多借用多媒体进行讲授,它需要老师在上课以前,精心制作多媒体课件,在课件中可以加入与新知识有关的三维立体动画,增强学生的学习兴趣,使学生产生有意义学习的意向,学生就会积极主动地去学习新知识。
三,在教学内容中增加三维绘图软件操作
近年来,随着计算机三维辅助设计在生产实践中的广泛应用,传统的机械制图教学已经不能满足现代工程设计的需要,因此需要对传统的机械制图教学进行改革。当前,国内许多高校已经尝试把三维绘图软件的操作融入到在机械制图课程的教学中,并取得了良好的效果。在教学内容中增加三维绘图软件操作,即在讲授二维图样的基础上,突出三维立体设计的概念,使机械制图与三维立体设计有机结合起来,使学生在学习机械制图的同时,还能直观地观察三维立体模型,这样既可以提高学生的学习兴趣,又可以使学生建立三维立体概念,有利于学生对二维工程图的理解。比如在学习完组合体以后,学习三维建模,学生通过自己创建简单基本体以及组合体,增加三维立体与三视图之间关系的认识,有利于提高三维空间想象能力。学习完零件图以后,学生在读懂零件图的基础上,利用三维绘图软件建立零件的三维立体模型,通过绘制零件三维模型建立三维立体与工程图之间的联系,其三维空间想象能力就能得到不断的提高。同时,学生在学习三维绘图软件的过程中,可以根据想象,发挥自己的创新能力,一旦学生设计出符合自己想象的三维模型,学生就会产生一种成就感,这不仅能提高学生的三维空间想象能力,而且能增加学生学习制图课程的乐趣。
四、结束语
学生的三维空间想象能力对学习机械制图课程具有非常重要的意义。在机械制图教学中,教师应结合学生心理、学生的认知结构以及增加三维软件操纵内容几方面改进机械制图教学方法,来培养学生的三维空间想象能力。
参考文献:
[1]自聿钦,侯守明.工程图学[M].北京:中国电力出版社,2007.
[2]边玉芳,教育心理学[M]杭州:浙江教育出版社,2009
[3]杜长征,宋丽华在制图教学中引入三维建模的探索与实践[J]教育探索,2009,(8):25-26.
[4]汤传玲,刘炀,赵小兰.在三维环境中改革工程制图的教学研究[J]机械制造与研究,2009,38(6):71-72(责任编辑:郝魁府)
关键词:机械制图;教学;认知结构;三维
机械制图是高校机械类专业的一门重要技术基础课程,它是以图形为研究对象,用图形来表达设计思维的学科,对培养学生绘图、读图、空间想象能力具有非常重要的意义。工程图样被认为是工程界的技术语言每个工程技术人员都必须能够熟练地绘制和阅读工程图样。在机械制图中,从三维实体绘制工程图,以及从工程图构建三维实体,都需要学生具有很强的空间想象能力,因此,如何培养学生的三维空间想象能力在机械制图教学中尤为重要。笔者结合自己在机械制图教学中的经验,认为提高学生的三维空间想象能力,可以从以下几方面来考虑。
一、激发学生的学习兴趣,把学习的主动权还给学生
俗话说“兴趣是最好的老师”,激发学生学习机械制图这门课程的兴趣,对学好这门课以及提高空间想象能力具有很大的作用。据达尔文的父亲回忆,达尔文小时候是一个平庸的孩子,但由于他酷爱大自然,并以最大的热情从事学习,因而对人类作出了重大的贡献。当一个学生对某种知识产生兴趣时,他就能积极主动地去学习,而且在学习过程中能够全神贯注、积极思考,在这种状态下所学习的东西,就能掌握的非常迅速且牢固。笔者在讲授机械制图这门课的过程中,了解到学生经常会有这样的感受,当老师在课堂上讲授知识的时候感觉全部昕懂了然而自己绘图时却感觉到很茫然,感觉无从下手,或者做作业时感觉到很吃力。这就要求教师在教学过程中,始终以学生为主体,调动学生的学习兴趣,使学生由被动接受老师讲授的知识,转化为积极主动地去学习,主动思考问题。教师在讲授每一节课以前,要提出这堂课的目的,要解决什么问题,让学生带着问题去学习。只有使学生为了某种任务而进行学习时,才能更有效地激发其认识兴趣。
在教学过程中,教师要有计划地扩大学生的知识面,可以适当增加教材中没有的东西,使学生在已有知识的基础上,不断获得新知识,使学生感到学有所得,这样学习兴趣才能较顺利地培养起来。教师要经常采用启发式的教学方法,在教学中,教师要根据教学内容,提出难度适当的问题,让学生来解答,让学生主动参与到学习中,通过启发学生积极思考,激发学生的兴趣,提高教学效果。同时学生通过回答问题,可以增强自己的自信心。比如在学习三视图时,可以利用教学模型,让学生从不同的角度来观察,然后画出物体的三视图,这样不仅锻炼学生的想象能力,还能使学生感受到实践的乐趣。
二、结合学生心理,改进教学方法
美国著名的教育心理学家奥苏伯尔根据学生学习的方式,把学习分为接受学习和发现学习;根据学习的内容,把学习分为机械学习和有意义学习。“接受学习是教师引导学生接受事物意义的学习,教师讲授,学生接受,这是课堂学习的主要形式;发现学习是在教师不加讲述的情况下,学生依靠自己的力量去获得新知识、寻求解决问题方法的一种学习方式;机械学习就是不加理解、反复背诵的学习,即对学习材料只进行机械记忆;有意义学习就是使符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当概念建立非人为的和实质性的联系。
这种学习分类揭示了学生的学习是以有意义接受学习为主的规律。而有意义的学习需要具备两个条件:学生要具有有意义学习的意向,即把新知识与认知结构中原有的适当观念联系起来的意向;学习材料对学习具有潜在意义,即学习材料具有逻辑意义并可以和学生认知结构中的有关概念相联系,这两个条件缺—不可。高校学生一般在大学一年级上机械制图课,而在学习机械制图课以前,对工程体的认识都是三维空间形象,在学生的认知结构中已经存在三维立体的概念,只是没有工程图方面的相关知识。
在传统的教材中,从点、线、面知识开始,然后才讲解组合体以及工程图等内容,这与学生的认知结构不一致。这就需要教师在讲授机械制图过程中根据学生的认知结构来进行教学,把书本上的知识与学生的认知结构联系起来。比如,教师在讲授课程中关于点、线、面新知识的时候,可以先引入三维立体的概念,然后在讲授三维立体的基础上,从三维立体延伸到二维平面,再延伸到点,即“以体为纲”进行讲授,围绕三维立体来进行讲授,使得新知识与学生已有的认知结构联系起来,然后再通过一定的绘制平面图训练。等到学生积累了一定的制图和工程体方面的知识以后,再学习读图,就能把工程图和学生头脑中已有的认知结构联系起来,这样学生的三维空间想象能力就能慢慢培养起来。以体为纲教学方法如图1所示。
教師把书本上的新知识与学生已有的认知结构联系起来的同时,还需要使学生具备有意义地学习的意向,也就是使学生具有把新知识与认知结构中原有的适当观念联系起来的意向。教师在讲课过程中大多借用多媒体进行讲授,它需要老师在上课以前,精心制作多媒体课件,在课件中可以加入与新知识有关的三维立体动画,增强学生的学习兴趣,使学生产生有意义学习的意向,学生就会积极主动地去学习新知识。
三,在教学内容中增加三维绘图软件操作
近年来,随着计算机三维辅助设计在生产实践中的广泛应用,传统的机械制图教学已经不能满足现代工程设计的需要,因此需要对传统的机械制图教学进行改革。当前,国内许多高校已经尝试把三维绘图软件的操作融入到在机械制图课程的教学中,并取得了良好的效果。在教学内容中增加三维绘图软件操作,即在讲授二维图样的基础上,突出三维立体设计的概念,使机械制图与三维立体设计有机结合起来,使学生在学习机械制图的同时,还能直观地观察三维立体模型,这样既可以提高学生的学习兴趣,又可以使学生建立三维立体概念,有利于学生对二维工程图的理解。比如在学习完组合体以后,学习三维建模,学生通过自己创建简单基本体以及组合体,增加三维立体与三视图之间关系的认识,有利于提高三维空间想象能力。学习完零件图以后,学生在读懂零件图的基础上,利用三维绘图软件建立零件的三维立体模型,通过绘制零件三维模型建立三维立体与工程图之间的联系,其三维空间想象能力就能得到不断的提高。同时,学生在学习三维绘图软件的过程中,可以根据想象,发挥自己的创新能力,一旦学生设计出符合自己想象的三维模型,学生就会产生一种成就感,这不仅能提高学生的三维空间想象能力,而且能增加学生学习制图课程的乐趣。
四、结束语
学生的三维空间想象能力对学习机械制图课程具有非常重要的意义。在机械制图教学中,教师应结合学生心理、学生的认知结构以及增加三维软件操纵内容几方面改进机械制图教学方法,来培养学生的三维空间想象能力。
参考文献:
[1]自聿钦,侯守明.工程图学[M].北京:中国电力出版社,2007.
[2]边玉芳,教育心理学[M]杭州:浙江教育出版社,2009
[3]杜长征,宋丽华在制图教学中引入三维建模的探索与实践[J]教育探索,2009,(8):25-26.
[4]汤传玲,刘炀,赵小兰.在三维环境中改革工程制图的教学研究[J]机械制造与研究,2009,38(6):71-72(责任编辑:郝魁府)