高职院校水利工程制图课程教学方法

  • 来源:建筑网   2019-07-12 16:08
摘要:

职业教育是我国教育事业的重要组成部分,旨在培养生产、建设、服务第一线的技术技能人才。职业教育应以学以致用为核心,培养具有实践能力和创新精神、符合社会需求尤其是适应企业生产一线需求的技术技能人才。水利工程制图课程是一门专业技能课程,主要培养学生的空间想像能力和识读水利工程图的能力。为了让高职院校学生熟练地掌握与这门课程相关的专业技能,笔者结合自身多年的教学实践经验,通过对高职院校水利工程制图课程课堂教学现状进行分析,积极探索适宜的教学方法,不断修订教学案例,基于典型的水利工程拟定实训任务,让学生在完成具体训练项目的过程中发展自身的职业能力。

识读水利工程图是水利工程技术人员必须具备的职业技能,在水利工程制图课程的教学过程中,如何使学生掌握好这项技能是教学的关键。通过分析高职院校水利工程制图课程的现状,从教学方法与手段、以掌握基本体为识图基础、徒手勾绘轴测图、CAD辅助识图及联系实际工程等方面,对高职院校提高水利工程制图课程教学效果的方法进行了探讨。

职业教育是我国教育事业的重要组成部分,旨在培养生产、建设、服务第一线的技术技能人才。职业教育应以学以致用为核心,培养具有实践能力和创新精神、符合社会需求尤其是适应企业生产一线需求的技术技能人才。水利工程制图课程是一门专业技能课程,主要培养学生的空间想像能力和识读水利工程图的能力。为了让高职院校学生熟练地掌握与这门课程相关的专业技能,笔者结合自身多年的教学实践经验,通过对高职院校水利工程制图课程课堂教学现状进行分析,积极探索适宜的教学方法,不断修订教学案例,基于典型的水利工程拟定实训任务,让学生在完成具体训练项目的过程中发展自身的职业能力。

1高职院校水利工程制图课程教学现状

1.1学生基础知识薄弱

随着高职院校单独招生规模逐年扩大,学生的基础知识越来越不扎实,空间想像能力缺乏。水利工程制图课程一般在一年级开设,此时学生还没有完全适应高校的学习模式,自主学习能力比较欠缺。水利工程制图是一门培养学生空间想像能力和识图能力的课程,对于一年级学生而言比较抽象,学生在学习过程中容易因为缺乏空间思维能力而受挫,从而对这门课程失去学习兴趣。

1.2课程内容与学时不相适应

水利工程制图作为一门专业基础课,主要讲授工程制图国家标准、轴测图、组合体、工程形体的多种表达方法、水工建筑物曲面、标高投影等内容,授课时间为一个学期。随着高职院校教学改革工作的逐步推进,专业实践课的学时越来越多,水利工程制图课程的学时普遍比以前大幅度减少。基于高职院校学生自主学习能力欠缺的现状,在授课内容基本不变、学时大幅减少的情况下,授课教师只能降低教学难度、减少课内实践学时,而这就容易导致学生的识读和绘图能力均达不到教学目标要求。

1.3课堂教学过于依赖多媒体课件

随着信息技术的发展,目前水利工程制图课程的授课教师主要采用多媒体课件的方式进行教学,这使得教师在教学过程中出现了不同程度的依赖多媒体课件的现象。特别是年轻教师,缺乏板图经验,不在黑板上用粉笔和尺规领着学生逐步绘图,仅仅利用课件对绘图过程和思路进行描述,从而导致学生养成眼高手低的毛病。学生能听懂,但自己绘图时却不知如何下手,或根本看不懂图。

1.4教材内容与工程实际相脱节

水利工程制图是一门实践性很强的专业基础课。高职院校水利专业毕业生的就业领域主要是一线施工企业,要求学生具有识读具体水利工程建筑物图纸的能力,如水库、防浪墙、护坡、重力坝、溢洪道等。但是,目前图书市场可选用的教材在内容安排上缺少与实际工程相结合的教学案例,或者案例教学可操作性不强,这都将影响教学效果。对于刚刚接触专业知识的大学一年级学生而言,在毫无感性认识的基础上进行水利工程图的读图和识图,是有一定难度的。

2提高水利工程制图课程教学效果方法探讨

2.1掌握基本体的图形特征,是读图的基础

无论多么复杂的工程形体,都是由一些形状规则的简单的基本体经过叠加或者切割组合而成的,熟练掌握基本体的图形特征,是绘制和识读工程形体图的基础。在水利工程制图课程教学过程中,教师可以先举例分析棱柱、棱锥、棱台、圆柱、圆锥、圆台这些基本体的图形特征,再让学生对它们的图形特征进行归纳、总结,建立起形体和三视图之间的对应关系。这样学生就会发现,无论形体怎么变化,都是由基本体进行叠加、切割、组合形成的,再复杂的形体也都能够拆分成一个一个的基本体。掌握基本体的图形特征,有利于提高学生学习该门课程的信心,对提高教学质量有较大的帮助。

2.2徒手勾绘轴测图,是读图的有效助力

轴测图是一种能同时反映物体的长、宽、高三个向度特征的立体感较强的图样,通过轴测图比较容易分析出物体各部分的形状,并可沿视图上的长、宽、高量取相关尺寸。所以,轴测图可以作为辅助图样帮助学生读图、构思。学生在学习这部分内容时,往往不知道如何下手,这就需要教师在讲授时一定要在黑板上板图,领着学生由简到难、一步一步地绘制出物体的轴测图。以挡土墙轴测图为例,在画图之前,首先要判断它的特征面在哪面视图上,由哪些坐标轴组成,最关键的是要将坐标轴方向转变为轴测轴方向,画出特征面,然后在每个转折处向后拉棱线,最后再画看不见的后底面(轴测图上看不见的线不画)。学生只有掌握了轴测图的画法,才能在今后识读工程图的过程中应对各种复杂状况,利用轴测图一步一步地根据形体的叠加、切割顺序,逐步勾绘出形体真实、正确的空间形状,从而补绘出形体的第三面投影。所以,轴测图可以作为读图的辅助工具,徒手勾绘轴测图是学生必须掌握的一项基本技能。

2.3灵活使用各种教学方法和手段

提高空间想像能力是学生学好工程制图课程的关键。在传统教学中,教师均以实体模型为教具,通过实物演示来调动学生学习的积极性和主动性。但是,这种教学方式有一定的局限性,当遇到没有实体模型的形体时,学生往往不知道该如何下手。在现代教学中,工程制图课程以真实的工程形体为载体,采用精讲多练、边讲边练的教学模式,应用实例引入、项目导向、任务驱动、案例分析等方法手段进行教学。授课教师可采用传统教学手段和现代化教学手段相结合的模式进行教学,充分运用水利工程制图FLASH教学课件,合理结合CAD三维实体建模、实物模型、徒手板图等,尽可能让学生在教室中就能感受到实际的工程形体,提高空间想像能力。

2.4以CAD软件辅助教学,有利于提高读图能力

组合体的识读,主要是两个形体相交时产生的相贯线的求做和形体被截切时产生的截交线的求做,而相贯线、截交线的求做是工程制图课程的难点之一。这些交线都是比较复杂的空间交线,需要学生有很强的空间想像能力,而在实际工作中,这些交线都是在生产加工过程中自然形成的。面对这些复杂形体的识读任务,教师可以先用形体分析法对组合体进行分析,再结合CAD软件来绘制形体的三维实体模型,并进行动画模拟。通过动画旋转,演示形体在不同观察角度的视图,帮助学生在二维和三维空间思维中转换,方便学生理解形体交线的形成,使图形的补绘工作更加容易。例如,图2是一个既有叠加又有切割的非常具有代表性的综合类组合体。在分析这个形体时,应先通过主视图和左视图,判断该组合体是由哪两个物体叠加而成的,它们分别在视图的什么位置,叠加产生的相贯线在空间中是什么形状、由几段组成,每一段相贯线又在视图的什么位置。然后打开该组合体的三维立体图形,验证前述判断结果是否正确,如果错了,错在哪里。接着再考虑切割问题,该组合体挖去的是一个通槽,在形体内部并不产生相贯线,但学生在绘图时很容易出错,多画虚线。通过组合体CAD三维效果图的展示,结果自然清晰明了,学生的疑惑也会得以消除。这种教学方法下,学生迫切希望将复杂形体用CAD软件进行建模,看到组合体的叠加、切割过程,交线的产生过程及形体的三维效果,从而帮助自己识读复杂工程图。因此,学生学习的积极性和主动性非常高。CAD三维模型能帮助学生清楚地看到复杂形体的叠加、切割过程。另外,三维实体模型展示的时机也很重要,展示过早不利于学生积极主动思考,并会使学生产生依赖心理,只有看到立体图才会做作业。所以,应让学生先按照教师所教的形体分析法步骤进行充分思考,然后,教师再打开CAD三维实体图,通过对照比较,学生就会找到自己的问题所在,这样才能使学生的读图能力逐步提高。

2.5理论联系实际,提高实用性

为了使课程知识更加贴近工程实际,让学生充分了解工程图的作用,在选取教材内容时,教师应根据专业要求、行业企业发展需要、职业岗位工作任务及学生可持续发展的需要,将实际工程图引入课程,作为教学案例。按照情境学习理论的观点,只有在实际情境中学生才可能获得真正的职业能力,并使自己的理论认知水平得到发展。因此,应当根据工程制图课程的教学改革要求,打破纯粹讲述的教学方式,实施案例教学、任务驱动、讲练结合的模式,以实际工程中典型的建筑物为教学案例,以拟定的实训题目为任务,图物对照进行读图和绘图。图3为实际工程中涵洞的三维实体图形。教师带领学生用形体分析法进行分析时可以发现,该涵洞由若干个简单基本体经过叠加、切割、组合而成。为了方便学生理解,教师可先带领学生参观真实工程体(如,黄河水利职业技术学院的学生可到校园内的鲲鹏山水利工程实体模型观察涵洞的实际形态),让学生对涵洞的结构和用途有一定的了解后,再通过CAD软件进行三维立体模型的动态演示,从而使学生在教室就能感受到真实的工程实景氛围。结合CAD三维实体模式进行教学,相与以往搬拿沉重模型的传统教学模式相比,学生的学习兴趣有明显提高,而这有助于提高工程制图课程的教学效果。

学以致用是高职院校的教学要求,需要通过各种措施改善工程制图课程的教学效果。无论采用哪种方法,斗要以培养学生的学习兴趣、树立学习信心、调动学习积极性和主动性为主旨。教师应积极利用轴测图辅助识图,结合CAD三维实体图提高视图水平,采用形体分析法帮助学生认识复杂形体,逐步提高学生的空间想像水平和读图水平。

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