高職院校水利工程制圖課程教學方法論文
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過程中，如何使學生掌握好這項技能是教學的關(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效果的方法進行了探討。
關(guān)鍵詞：高職院校；水利工程制圖；教學效果；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)合自身多年的教學實踐經(jīng)驗，通過對高職院校水利工程制圖課程課堂教學現(xiàn)狀進行分析，積極探索適宜的教學方法，不斷修訂教學案例，基于典型的水利工程擬定實訓(xùn)任務(wù)，讓學生在完成具體訓(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現(xiàn)狀
1．1學生基礎(chǔ)知識薄弱
隨著高職院校單獨招生規(guī)模逐年擴大，學生的基礎(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)，此時學生還沒有完全適應(yīng)高校的學習模式，自主學習能力比較欠缺。水利工程制圖是一門培養(yǎng)學生空間想像能力和識圖能力的課程，對于一年級學生而言比較抽象，學生在學習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習興趣。
1．2課程內(nèi)容與學時不相適應(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準、軸測圖、組合體、工程形體的多種表達方法、水工建筑物曲面、標高投影等內(nèi)容，授課時間為一個學期。隨著高職院校教學改革工作的逐步推進，專業(yè)實踐課的學時越來越多，水利工程制圖課程的學時普遍比以前大幅度減少［3］�；诟呗氃盒W生自主學習能力欠缺的現(xiàn)狀，在授課內(nèi)容基本不變、學時大幅減少的情況下，授課教師只能降低教學難度、減少課內(nèi)實踐學時，而這就容易導(dǎo)致學生的識讀和繪圖能力均達不到教學目標要求。
1．3課堂教學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行教學，這使得教師在教學過程中出現(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)著學生逐步繪圖，僅僅利用課件對繪圖過程和思路進行描述，從而導(dǎo)致學生養(yǎng)成眼高手低的毛病。學生能聽懂，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)合的教學案例，或者案例教學可操作性不強，這都將影響教學效果［5］。對于剛剛接觸專業(yè)知識的大學一年級學生而言，在毫無感性認識的基礎(chǔ)上進行水利工程圖的`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，再讓學生對它們的圖形特征進行歸納、總結(jié)，建立起形體和三視圖之間的對應(yīng)關(guān)系。這樣學生就會發(fā)現(xiàn)，無論形體怎么變化，都是由基本體進行疊加、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，有利于提高學生學習該門課程的信心，對提高教學質(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生讀圖、構(gòu)思。學生在學習這部分內(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，由哪些坐標軸組成，最關(guān)鍵的是要將坐標軸方向轉(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生必須掌握的一項基本技能。
2．3靈活使用各種教學方法和手段
提高空間想像能力是學生學好工程制圖課程的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)教學中，教師均以實體模型為教具，通過實物演示來調(diào)動學生學習的積極性和主動性。但是，這種教學方式有一定的局限性，當遇到?jīng)]有實體模型的形體時，學生往往不知道該如何下手。在現(xiàn)代教學中，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行教學。授課教師可采用傳統(tǒng)教學手段和現(xiàn)代化教學手段相結(jié)合的模式進行教學，充分運用水利工程制圖FLASH教學課件，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，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之一。這些交線都是比較復(fù)雜的空間交線，需要學生有很強的空間想像能力，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行分析，再結(jié)合CAD軟件來繪制形體的三維實體模型，并進行動畫模擬。通過動畫旋轉(zhuǎn)，演示形體在不同觀察角度的視圖，幫助學生在二維和三維空間思維中轉(zhuǎn)換，方便學生理解形體交線的形成，使圖形的補繪工作更加容易。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，學生的疑惑也會得以消除。這種教學方法下，學生迫切希望將復(fù)雜形體用CAD軟件進行建模，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，學生學習的積極性和主動性非常高。CAD三維模型能幫助學生清楚地看到復(fù)雜形體的疊加、切割過程。另外，三維實體模型展示的時機也很重要，展示過早不利于學生積極主動思考，并會使學生產(chǎn)生依賴心理，只有看到立體圖才會做作業(yè)。所以，應(yīng)讓學生先按照教師所教的形體分析法步驟進行充分思考，然后，教師再打開CAD三維實體圖，通過對照比較，學生就會找到自己的問題所在，這樣才能使學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，作為教學案例。按照情境學習理論的觀點，只有在實際情境中學生才可能獲得真正的職業(yè)能力，并使自己的理論認知水平得到發(fā)展。因此，應(yīng)當根據(jù)工程制圖課程的教學改革要求，打破純粹講述的教學方式，實施案例教學、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案例，以擬定的實訓(xùn)題目為任務(wù)，圖物對照進行讀圖和繪圖。圖3為實際工程中涵洞的三維實體圖形。教師帶領(lǐng)學生用形體分析法進行分析時可以發(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。為了方便學生理解，教師可先帶領(lǐng)學生參觀真實工程體（如，黃河水利職業(yè)技術(shù)學院的學生可到校園內(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軟件進行三維立體模型的動態(tài)演示，從而使學生在教室就能感受到真實的工程實景氛圍。結(jié)合CAD三維實體模式進行教學，相與以往搬拿沉重模型的傳統(tǒng)教學模式相比，學生的學習興趣有明顯提高，而這有助于提高工程制圖課程的教學效果。
3結(jié)語
根據(jù)高職院校學以致用的教學要求，工程制圖課程的教學效果需要通過各種措施進行改善。而不管采用何種方法，均要以培養(yǎng)學生的學習興趣、樹立學生的學習信心、調(diào)動學生的學習積極性和主動性為主旨。在教學過程中，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生認識復(fù)雜形體，逐步提高學生的空間想像能力和讀圖能力。
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