高職院校水利工程制圖課程教學(xué)方法論文
摘要：識讀水利工程圖是水利工程技術(shù)人員必須具備的職業(yè)技能，在水利工程制圖課程的教學(xué)過程中，如何使學(xué)生掌握好這項技能是教學(xué)的關(guān)鍵。通過分析高職院校水利工程制圖課程的現(xiàn)狀，從教學(xué)方法與手段、以掌握基本體為識圖基礎(chǔ)、徒手勾繪軸測圖、CAD輔助識圖及聯(lián)系實際工程等方面，對高職院校提高水利工程制圖課程教學(xué)效果的方法進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：高職院校；水利工程制圖；教學(xué)效果；形體分析；徒手板圖；CAD三維實體
引言
職業(yè)教育是我國教育事業(yè)的重要組成部分，旨在培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)第一線的技術(shù)技能人才。職業(yè)教育應(yīng)以學(xué)以致用為核心，培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新精神、符合社會需求尤其是適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)一線需求的技術(shù)技能人才［1］。水利工程制圖課程是一門專業(yè)技能課程，主要培養(yǎng)學(xué)生的空間想像能力和識讀水利工程圖的能力［2］。為了讓高職院校學(xué)生熟練地掌握與這門課程相關(guān)的專業(yè)技能，筆者結(jié)合自身多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗，通過對高職院校水利工程制圖課程課堂教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，積極探索適宜的教學(xué)方法，不斷修訂教學(xué)案例，基于典型的水利工程擬定實訓(xùn)任務(wù)，讓學(xué)生在完成具體訓(xùn)練項目的過程中發(fā)展自身的職業(yè)能力。
1高職院校水利工程制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀
1．1學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱
隨著高職院校單獨(dú)招生規(guī)模逐年擴(kuò)大，學(xué)生的基礎(chǔ)知識越來越不扎實，空間想像能力缺乏。水利工程制圖課程一般在一年級開設(shè)，此時學(xué)生還沒有完全適應(yīng)高校的學(xué)習(xí)模式，自主學(xué)習(xí)能力比較欠缺。水利工程制圖是一門培養(yǎng)學(xué)生空間想像能力和識圖能力的課程，對于一年級學(xué)生而言比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易因為缺乏空間思維能力而受挫，從而對這門課程失去學(xué)習(xí)興趣。
1．2課程內(nèi)容與學(xué)時不相適應(yīng)
水利工程制圖作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講授工程制圖國家標(biāo)準(zhǔn)、軸測圖、組合體、工程形體的多種表達(dá)方法、水工建筑物曲面、標(biāo)高投影等內(nèi)容，授課時間為一個學(xué)期。隨著高職院校教學(xué)改革工作的逐步推進(jìn)，專業(yè)實踐課的學(xué)時越來越多，水利工程制圖課程的學(xué)時普遍比以前大幅度減少［3］�；诟呗氃盒W(xué)生自主學(xué)習(xí)能力欠缺的現(xiàn)狀，在授課內(nèi)容基本不變、學(xué)時大幅減少的情況下，授課教師只能降低教學(xué)難度、減少課內(nèi)實踐學(xué)時，而這就容易導(dǎo)致學(xué)生的識讀和繪圖能力均達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)要求。
1．3課堂教學(xué)過于依賴多媒體課件
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，目前水利工程制圖課程的授課教師主要采用多媒體課件的方式進(jìn)行教學(xué)，這使得教師在教學(xué)過程中出現(xiàn)了不同程度的依賴多媒體課件的現(xiàn)象。特別是年輕教師，缺乏板圖經(jīng)驗，不在黑板上用粉筆和尺規(guī)領(lǐng)著學(xué)生逐步繪圖，僅僅利用課件對繪圖過程和思路進(jìn)行描述，從而導(dǎo)致學(xué)生養(yǎng)成眼高手低的毛病。學(xué)生能聽懂，但自己繪圖時卻不知如何下手，或根本看不懂圖［4］。
1．4教材內(nèi)容與工程實際相脫節(jié)
水利工程制圖是一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。高職院校水利專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)領(lǐng)域主要是一線施工企業(yè)，要求學(xué)生具有識讀具體水利工程建筑物圖紙的能力，如水庫、防浪墻、護(hù)坡、重力壩、溢洪道等。但是，目前圖書市場可選用的教材在內(nèi)容安排上缺少與實際工程相結(jié)合的教學(xué)案例，或者案例教學(xué)可操作性不強(qiáng)，這都將影響教學(xué)效果［5］。對于剛剛接觸專業(yè)知識的大學(xué)一年級學(xué)生而言，在毫無感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上進(jìn)行水利工程圖的`讀圖和識圖，是有一定難度的［6］。
2提高水利工程制圖課程教學(xué)效果方法探討
2．1掌握基本體的圖形特征，是讀圖的基礎(chǔ)
無論多么復(fù)雜的工程形體，都是由一些形狀規(guī)則的簡單的基本體經(jīng)過疊加或者切割組合而成的，熟練掌握基本體的圖形特征，是繪制和識讀工程形體圖的基礎(chǔ)。在水利工程制圖課程教學(xué)過程中，教師可以先舉例分析棱柱、棱錐、棱臺、圓柱、圓錐、圓臺這些基本體的圖形特征，再讓學(xué)生對它們的圖形特征進(jìn)行歸納、總結(jié)，建立起形體和三視圖之間的對應(yīng)關(guān)系。這樣學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)，無論形體怎么變化，都是由基本體進(jìn)行疊加、切割、組合形成的，再復(fù)雜的形體也都能夠拆分成一個一個的基本體。掌握基本體的圖形特征，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的信心，對提高教學(xué)質(zhì)量有較大的幫助。
2．2徒手勾繪軸測圖，是讀圖的有效助力
軸測圖是一種能同時反映物體的長、寬、高三個向度特征的立體感較強(qiáng)的圖樣，通過軸測圖比較容易分析出物體各部分的形狀，并可沿視圖上的長、寬、高量取相關(guān)尺寸。所以，軸測圖可以作為輔助圖樣幫助學(xué)生讀圖、構(gòu)思。學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時，往往不知道如何下手，這就需要教師在講授時一定要在黑板上板圖，領(lǐng)著學(xué)生由簡到難、一步一步地繪制出物體的軸測圖。以擋土墻軸測圖為例（如圖1所示），在畫圖之前，首先要判斷它的特征面在哪面視圖上，由哪些坐標(biāo)軸組成，最關(guān)鍵的是要將坐標(biāo)軸方向轉(zhuǎn)變?yōu)檩S測軸方向，畫出特征面，然后在每個轉(zhuǎn)折處向后拉棱線，最后再畫看不見的后底面（軸測圖上看不見的線不畫）。學(xué)生只有掌握了軸測圖的畫法，才能在今后識讀工程圖的過程中應(yīng)對各種復(fù)雜狀況，利用軸測圖一步一步地根據(jù)形體的疊加、切割順序，逐步勾繪出形體真實、正確的空間形狀，從而補(bǔ)繪出形體的第三面投影。所以，軸測圖可以作為讀圖的輔助工具，徒手勾繪軸測圖是學(xué)生必須掌握的一項基本技能。
2．3靈活使用各種教學(xué)方法和手段
提高空間想像能力是學(xué)生學(xué)好工程制圖課程的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師均以實體模型為教具，通過實物演示來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。但是，這種教學(xué)方式有一定的局限性，當(dāng)遇到?jīng)]有實體模型的形體時，學(xué)生往往不知道該如何下手。在現(xiàn)代教學(xué)中，工程制圖課程以真實的工程形體為載體，采用精講多練、邊講邊練的教學(xué)模式，應(yīng)用實例引入、項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、案例分析等方法手段進(jìn)行教學(xué)。授課教師可采用傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合的模式進(jìn)行教學(xué)，充分運(yùn)用水利工程制圖FLASH教學(xué)課件，合理結(jié)合CAD三維實體建模、實物模型、徒手板圖等，盡可能讓學(xué)生在教室中就能感受到實際的工程形體，提高空間想像能力。
2．4以CAD軟件輔助教學(xué)，有利于提高讀圖能力
組合體的識讀，主要是兩個形體相交時產(chǎn)生的相貫線的求做和形體被截切時產(chǎn)生的截交線的求做，而相貫線、截交線的求做是工程制圖課程的難點(diǎn)之一。這些交線都是比較復(fù)雜的空間交線，需要學(xué)生有很強(qiáng)的空間想像能力，而在實際工作中，這些交線都是在生產(chǎn)加工過程中自然形成的。面對這些復(fù)雜形體的識讀任務(wù)，教師可以先用形體分析法對組合體進(jìn)行分析，再結(jié)合CAD軟件來繪制形體的三維實體模型，并進(jìn)行動畫模擬。通過動畫旋轉(zhuǎn)，演示形體在不同觀察角度的視圖，幫助學(xué)生在二維和三維空間思維中轉(zhuǎn)換，方便學(xué)生理解形體交線的形成，使圖形的補(bǔ)繪工作更加容易。例如，圖2是一個既有疊加又有切割的非常具有代表性的綜合類組合體。在分析這個形體時，應(yīng)先通過主視圖和左視圖，判斷該組合體是由哪兩個物體疊加而成的，它們分別在視圖的什么位置，疊加產(chǎn)生的相貫線在空間中是什么形狀、由幾段組成，每一段相貫線又在視圖的什么位置。然后打開該組合體的三維立體圖形，驗證前述判斷結(jié)果是否正確，如果錯了，錯在哪里。接著再考慮切割問題，該組合體挖去的是一個通槽，在形體內(nèi)部并不產(chǎn)生相貫線，但學(xué)生在繪圖時很容易出錯，多畫虛線。通過組合體CAD三維效果圖的展示，結(jié)果自然清晰明了，學(xué)生的疑惑也會得以消除。這種教學(xué)方法下，學(xué)生迫切希望將復(fù)雜形體用CAD軟件進(jìn)行建模，看到組合體的疊加、切割過程，交線的產(chǎn)生過程及形體的三維效果，從而幫助自己識讀復(fù)雜工程圖。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性非常高。CAD三維模型能幫助學(xué)生清楚地看到復(fù)雜形體的疊加、切割過程。另外，三維實體模型展示的時機(jī)也很重要，展示過早不利于學(xué)生積極主動思考，并會使學(xué)生產(chǎn)生依賴心理，只有看到立體圖才會做作業(yè)。所以，應(yīng)讓學(xué)生先按照教師所教的形體分析法步驟進(jìn)行充分思考，然后，教師再打開CAD三維實體圖，通過對照比較，學(xué)生就會找到自己的問題所在，這樣才能使學(xué)生的讀圖能力逐步提高。
2．5理論聯(lián)系實際，提高實用性
為了使課程知識更加貼近工程實際，讓學(xué)生充分了解工程圖的作用，在選取教材內(nèi)容時，教師應(yīng)根據(jù)專業(yè)要求、行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要、職業(yè)崗位工作任務(wù)及學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的需要，將實際工程圖引入課程，作為教學(xué)案例。按照情境學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，只有在實際情境中學(xué)生才可能獲得真正的職業(yè)能力，并使自己的理論認(rèn)知水平得到發(fā)展。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程制圖課程的教學(xué)改革要求，打破純粹講述的教學(xué)方式，實施案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動、講練結(jié)合的模式，以實際工程中典型的建筑物為教學(xué)案例，以擬定的實訓(xùn)題目為任務(wù)，圖物對照進(jìn)行讀圖和繪圖。圖3為實際工程中涵洞的三維實體圖形。教師帶領(lǐng)學(xué)生用形體分析法進(jìn)行分析時可以發(fā)現(xiàn)，該涵洞由若干個簡單基本體經(jīng)過疊加、切割、組合而成。為了方便學(xué)生理解，教師可先帶領(lǐng)學(xué)生參觀真實工程體（如，黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院的學(xué)生可到校園內(nèi)的鯤鵬山水利工程實體模型觀察涵洞的實際形態(tài)），讓學(xué)生對涵洞的結(jié)構(gòu)和用途有一定的了解后，再通過CAD軟件進(jìn)行三維立體模型的動態(tài)演示，從而使學(xué)生在教室就能感受到真實的工程實景氛圍。結(jié)合CAD三維實體模式進(jìn)行教學(xué)，相與以往搬拿沉重模型的傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有明顯提高，而這有助于提高工程制圖課程的教學(xué)效果。
3結(jié)語
根據(jù)高職院校學(xué)以致用的教學(xué)要求，工程制圖課程的教學(xué)效果需要通過各種措施進(jìn)行改善。而不管采用何種方法，均要以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、樹立學(xué)生的學(xué)習(xí)信心、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性為主旨。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)積極利用軸測圖輔助識圖，結(jié)合CAD三維實體圖提高視圖能力，采用形體分析法幫助學(xué)生認(rèn)識復(fù)雜形體，逐步提高學(xué)生的空間想像能力和讀圖能力。
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