以图形学为契机,激发学生兴趣_如何激发学生的兴趣
时间：2019-05-17 03:32:39 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】近年社会的发展，制造业对设计有了更高的要求，伴随着数控和先进制造的发展，三维造型俨然成为图形学的主流。如何让学生提高专业专业素质，提高对机械专业的喜爱，以图形学为出发点是一条可行之路。
【关键词】图形学；创新；计算机技术；改进；对策
随着计算机技术的发展，在新的世纪里，计算机技术与工程制图紧密结合的局面已经形成，目前我国的工程制图教学体系与内容远远没有适应时代的发展与要求，随着MDT、INVENTOR、CAXA实体设计等软件的完善与发展，工程图学教育要转变成为设计创新服务的工程制图新体系，以满足从设计、制造、检测等各方面的需要。
一、图形学教学的现状
工程制图课从传统的设计方法出发，培养学生的读书和画图能力为重点。近年来，随着我国对CAD技术的引进，计算机绘图与工程制图有机的结合，改变了我国工程制图的传统风貌，但仍然没有根本上的变化。我校还没有与现代三维建模设计有机结合起来，还不能与实践紧密结合，不能把学的表达方法与创新设计及生产相结合，在设计与创新的过程中，不能灵活运用所学的知识与技能。没能从最基础的课程中给学生带来新意，激发学生的兴趣和创新自学精神。培养21世纪人才具有开拓性、创造性、应用型、科学技术型的复合人才，作为高校教育工作者，有责任思考这些问题，并投身到改革实践中去[1]。
二、学生对图形学教学的认识和看法
根据笔者设计的问卷调查和课后走访，发现学生对图形学没有准确的认识，并认为图形学对专业的帮助不明显归纳为以下几个问题：
1.认为画法几何部分没有实际作用，没有实际项目和例子为支持。
2.机械制图内容枯燥，通过二维想象建立三维实体不直观，理解不易。
3.机械制图中图形构成原理方面内容不足，分析形体时难以快速把握各构成单元，不能随意绘制现实物体。
4.没有图形学的实验，无法直观的证实书本的内容。
5.通过软件的介绍，对增进图形学的理解帮助不大。而且软件以操作讲解为主，缺乏软件的设计想法和建模原理的介绍，以至于学完一个软件后，新学习类似软件帮助不大。软件在后续课程中只是在数控中有所涉及，软件的优越性没有充分感受到。
6.课程学习中的启发性不高，扩展内容不充分，没有太大的积极性。
7.从图形学发展带来的新技术和新工艺没有太多介绍，整体感觉课程重要，但实用性不强。
三、国内外现代图形学的比较
笔者查阅了美国、日本、台湾和大陆多所高校的授课计划和内容发现，国内外授课内容和方式的差别表现为以下几点：
1.国内的教材按照教学大纲编写，有固定框架，所以不同学校编著的教材都反映了同一知识系统的逻辑性、学科体系的基本原理，这有利于学生对学科体系的掌握，但是没有特色，容易千篇一律。并且国内教材的版本更新慢，对计算机设计方面的最新发展涉及少，跟不上科技前沿和世界先进水平。在体系结构上，例证贫乏，形式呆板，少数立体提供有三维造型，且很少有工程实践的照片等。国内的工程制图教材结构体系相对单一，各章节缺少学习辅导材料，不便于学生的自学。在写作风格上，制图教材作者虽然具有丰富的教学经验，但缺乏实践工作背景，往往只强调制图的基本原理与知识，很少涉及实际的工程领域的具体应用。
2.国外高校课程开始就从工程设计和制造的环节出发，强调课程的重要性和实际意义。虽然有些院校还讲绘图仪器使用等内容，但手工绘图主要采用草图形式，并且对手工绘图的质量要求较高，要求学生在没量具的情况下准确估计尺寸。由于计算机绘图在绘图质量、效率、图样管理等方面具有的绝对优势，已成为工程技术人员所必须具备的基本技能，所以课堂上大量应用计算机二维绘图及三维建模。草图主要用于表达设计构形，根据草图转换成计算机图形或模型。再由模型生成工程图。画法几何内容通常作为一章出现，主要讲投影变换和表面展开等。课程重点是图学理论，其他时间主要在机房进行CAD训练和完成作业，机械专业的工程图学课总课时一般不超过70学时。讲授的图学内容简明实用，教学中常用的计算机软件有：AutoCAD、AutoSketch、CADKEY、SolidWorks、SolidEdges和proE等。前3个侧重二维绘图，后3个用于三维建模。用的最多的是AutoCAD和SolidWorks。
3.国外高校除了课堂学习，阅读相关的参考书，学生还可以通过教学光盘、以及网络环境进行自主学习。不少大学网站都有自己的工程图学网络教学系统。上面既有课件、授课视频、作业及答案，还有学习游戏和问答题。大大调动了学生的积极性[2-3]。
4.在工程图学与设计入门课程中，任课教师不仅仅传授制图和机械设计的学科知识，而且有意识地进行素质教育的培养和渗透，学生在课程学习的同时，动手能力、创新能力、团队合作能力、技术交流能力、口头表达能力、项目管理能力、学术诚信和职业操守等素质都得到训练和提高。在美国大学，尤其是研究型大学的工程图学教学中，多包含项目设计的训练内容。与我国常见的零部件测绘、模型重构不同的是，美国大学在项目设计中充分体现了研究性训练。学生通常以分组形式进行的项目设计贯穿整个学期，它要求学生在设计过程中自上而下，完成设计目标的确定、设计任务的分解、功能性分析、经济性分析、结构性设计等等，直到以适当的方式表达自己的设计。针对各个设计环节，教授都提出非常明确的要求，并给与有效的指导和必要的考核[3-4]。
5.对课程内容的评估包括：课程内容是否开阔眼界，布置的作业是否促进课程学习，要求的阅读任务是否有用，该课程相对其他课程难度如何，考试和测验是否体现课程主要内容等。对课程总体情况的评估包括：学习本课程是否收获较多，是否会推荐该课程给其他学生，是否会推荐该任课教师给其他学生，每周课外学习本课程小时数，课程的出勤情况等。任课教师也可提出针对课程的具体问题，请学生评估。评估结果将及时反馈给相关教师和学科点，以便教师在下一学期课程教学中改进，并作为教师考评的重要依据之一。 四、我校可以借鉴参考改进的地方
从我校实际情况出发，笔者总结了几点值得改进的地方。
1.增强课程与实际的联系，吸引学生的兴趣，让学生对机械课程产生好感。在教学模式上，是否可以加大实践教学的比重，加强学生动手能力和创新意识培养，是否可以在传统的机械制图后续环节——机械零部件测绘课程设计的实践教学中，改变以往测绘对象的单一性，实现测绘对象的多样化；机械零部测绘课程设计是否可以与机械设计课程设计，甚至与金工实习相结合，学生在实践教学中，不仅测绘对象，而且设计对象，并亲自动手将对象制造和装配出来；是否可以给学生提供开放式的实践课题，充分发挥学生的创新能力和主观能动性，让学生在做中学，在学中做，并体验到创新的价值和乐趣。
2.并行开设软件和理论课程，让学生可以利用不同的渠道从二维和三维进行切换，比较学习，增强学习效果。软件学习应该加强软件的系统设计和构图原理的学习，在图形学的理论学习中应该加强图形分析的能力，达到绘图和实图的同步提高。不然学生遇到新的软件时(如针对面的软件SURFACER、IMAGEWARE、GEOMAGIC等)又需要重头学起，没有形成构图的概念，增加学习难度。在笔者的调查中一半以上的同学有这样的要求。
3.充分利用现有的高校精品课资源和优良的网络资源，培养学生的自学能力和创造能力。除了完成每次课后作业，从课程中期开始就要求学生分组准备一个综合性的设计项目，内容包括相关零件的造型、装配结构的造型、每一部分的工作图、集体作业、说明该设计项目的报告、装配结构动画、宣传海报等．被选定的学生要在全班用幻灯片讲解约3—5分钟的项目内容。如果学生在完成中有问题，应该首先组内讨论，然后查资料分析，最后找老师和学长帮助，在项目中激发学生的潜能，实现创造能力的开发。
4.增加软件模块的使用和软件运用的最新工艺，让学生充分感受到学习图形学和软件在学科发展中带来的优势。如在工程力学中运用有限元知识，可在现有的三维软件中对零件进行力学分析，理性认识机械设计的安全性和稳定性要求。在工艺课中运用软件的工艺分析和专家系统，提高工艺分析的合理性和专业化水平。还可以利用软件中的管理和经济分析等模块，虚拟实现对企业的管理。引入快速原型技术，利用三维模型进行切片，实现对复杂且不易加工零件的快速加工等。
5.发动高年级同学，带动低年级同学进行图形学和软件的学习，一方面能够增加低年级学生的学习机会，另一方面也能够调动高年级学生的积极性，而且可以在实践中完善使用软件的能力和理论知识。形成在学校中的浓烈的学习氛围。
五、有益的尝试
笔者在教学实践中引入了欧美的项目化教学，在课程中后期要求学生分组准备一个综合性的测量项目，一班学生以6人左右分为一组，对生活中的物品进行拆卸和绘制，从拆卸中分析物品的设计原理和加工性能，从零件的绘制中想办法得到精确尺寸，对曲线和曲面的测绘提出解决的方案，让学生充分发挥创造能力，完成项目。在该项目中几乎全部学生都积极参与到项目中去，调动出来了学生的积极性和兴趣，在问卷调查中得到了积极正面的反馈。
综上所述，要提高学生对图形学的兴趣和增强学生利用图形学知识解决实际问题，考虑尝试笔者的建议，对改善教学质量大有裨益。
参考文献：
[1]易诚,郑意生.高职学生创新能力培养的研究与实践[J].科教创新,2008(17).
[2]李迎春.对日本冈山大学图学教育状况的思考[J].现代教育技术,2007(17).
[3]戴恒震等.当代美国工程图学教育对我国图学教改的启示[J].图学教育研究,2004,9.
[4]崔滋恩.技能人才培养也要实现创新,创新设计和工程培训中心走进职业技能院校[J].CAD/CAM与制造业信息化,2006(7).
作者简介：谢毅（1983—），男，重庆人，工学硕士，现供职于重庆三峡职业学院农业机械与车辆工程系，研究方向：工程机械。
