学习动机理论在工程图学教学中的应用

2012-11-10刘守祥长江大学机械工程学院湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2012年11期

关键词：交线工程图投影

刘守祥 (长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023)

学习动机理论在工程图学教学中的应用

刘守祥 (长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023)

以学习动机理论为依据，结合工程图学教学的特点和多年从事工程图学的教学实践，探讨了培养、激发和保护学生学习工程图学学习动机的方式和方法。

学习动机；工程图学教学；应用

工程图学是研究各类工程图的共同基础理论及其应用的学科，它的最基本理论是实现空间中三维物体与平面上二维图形相互映射，用二维平面图形准确表示空间三维物体结构、形状的理论[1]。工程图学教学涉及到化工、电子、自动化、石油工程等非机类专业，一般为40～48学时。要在规定的学时内达到各专业教学大纲所预期的教学目标，让学生初步具备识图和绘图的能力，建立本学科的知识结构，客观上存在较大的难度。为此，笔者将学习动机理论有意识地贯穿于教学之中，较好地处理了学时少与内容多的矛盾，取得了教好的教学效果。多年的工程图学教学实践表明：灵活应用学习动机理论，可充分发挥学生的主体作用，在有限的学时内，学生不仅可建立该课程的知识结构体系，而且能处理生产实际中较常见的基本问题，同时通过该课程的学习，大部分学生发现问题、分析问题及处理问题的能力得到了锻炼和提高，实现了由中学到大学学习方式的转变，为后续课程的学习奠定了良好的基础。

1 通过实例分析讲述课程学习目的，培养学生学习动机

学习动机的两个基本成分是学习需要和学习期待，两者相互作用形成学习的动机系统。学习需要是个体在学习活动中感到有某种欠缺而力求获得满足的心理状态；学习期待是学习目标在个体头脑中的反映[2]。在工程图学教学中，如何培养学生的学习动机显得极为关键。为此，笔者在学生第一次进行本课程学习时，首先结合学生已经具备的立体几何知识，最大限度地利用学生所熟悉的各种空间形体，如讲桌、学习工具等，论述用摄影等方法形成的图形虽具有形象逼真的优点，但不便于测量且其内部结构难于表达出来，无法指导生产；由此提出将空间形体放置在3个二维平面中表述出来的设想，建立三面投影的基本概念。在此基础上，进一步向学生说明，用若干个二维平面所表述的图纸不仅自己能看懂外，更要保证他人能够看懂、且能指导生产加工，就必须形成一种约定。为了达到上述目的，投影理论和国家制定的相关标准和规范就应运而生，以激发学生的学习动机。其次介绍本课程学习的主要内容；最后让学生明确学习本课程后，应该达到以下基本要求：(1)学会应用已有知识处理和解决实际问题的方式和方法，提高自学和查阅资料的能力；(2)能进行空间形体和平面图形的正确转换；(3)养成严谨认真及细心、耐心的良好学习和工作习惯，克服浮躁的心态。在教学过程中，笔者尽可能积极引导学生对上述教学目标认同，适时有针对性地提出难度适中且逐步提升的问题，让学生的能力在分析和比较、讨论过程中有序得到锻炼和提高，使学生产生强烈的学习动机，自觉地进行思考性学习，自发地产生浓厚的兴趣和强烈的求知欲，达到“学有所乐”和“学有所获”的效果。

2 根据教学内容选择适宜教学方法，激发学生学习动机

2.1 采用启发式教学，激发学生学习动机

图1 空间坐标系及3个二维平面坐标系

启发式教学与传统的“填鸭式”教学相比具有极大的优越性。实施启发式教学，关键在于创设问题情景。问题情景是指具有一定难度，需要学生努力克服，又是力所能及的学习环境[2]。故教师应把握这一要求，设置难易适当的问题，让学生经思考分析、综合提炼后，得到问题的答案，完成由被动接受知识向主动思考获取知识、发展能力的转变，以更积极的态度参与学习。笔者在讲授点的投影特性时，先讲述点的投影概念，接着画出空间三维坐标系和四棱柱(四棱柱的底面和侧面分别与三维坐标平面处于平行、垂直或重合，1个顶点与O点重合)及3个二维平面(原点重合)坐标系，如图1(a)(b)所示。要求学生根据点投影的定义，比较图1(a)中空间A点、过A点分别向XOZ、YOZ、和XOY作垂线的垂足点和图1(b)二维平面中B、C、D点的坐标构成特点后，归纳点的投影特性和空间点相互位置关系等。学生经过分析讨论后，得出如下结论：(1)要在二维平面内确定空间点A的位置，至少需要2个二维平面。(2)图1中(b)是以图1(a)中面XOZ为基准，将面XOY和YOZ分别绕相应的轴向下和右分别旋转900后得到；(3)点的投影特性及空间点到相应投影面距离、空间点的方位(前后、左右、上下)与点坐标值大小的关系；可见学生顺利地完成了三维空间向二维平面的转化。此时，笔者在对学生的积极思考进行肯定、对他们的结论进行提升的同时，恰当指出他们思考过程中需注意改进的问题，进一步激发了学生的学习激情。

2.2 组织讨论教学，激发学生学习动机

讨论教学法是以加深对所学知识的认识、获得新的结论为目的，把学生组织起来，激发思维，各抒己见达到取得共识的教学方法[3]。在讨论教学过程中，教师既是参与者，也是主导者，准确把握教师和学生的角色，有目的地引导学生围绕重点进行讨论是达到教学目的的关键。在学生完成基本体、平面截切基本体等知识点学习后，对于组合体的教学，笔者一般以讨论为主。在教学中选择一些比较典型的、有代表性的组合体，组织学生围绕：(1)组合体由哪些基本体构成或由基本体经过怎样的切割后形成；(2)构成组合体的各基本体是以怎样的方式连接在一块；(3)在组合体的三维方向各选择一个平面作为参考基准后，各基本体的相对方位关系；(4)将组合体如何放置在三面投影体系中，才能快捷布局合理，做到多快好省。其中：“多”指主视图所反映物体的信息特征最多；“快”指用最少的视图将物体表达出来；“好”指图形布局好，线型符合标准要求；“省”指学生经思考讨论后确定较好的表达方案后，可减少视图的数量，节省时间等进行讨论。讨论时有针对性的将学生按4～5人分为一组，要求每组推举一名同学讲述表达方案并陈述理由，且回答同学的质疑，鼓励同组的同学进行补充。最后由教师进行总结，比较各种表达方案的优缺点。在组织讨论教学时，教师应注意如下几点：(1)正确对待讨论过程中出现的各种问题，特别是在指出存在的问题时，要肯定学生思维的正确性和创造性，让学生时刻体会到学习的成就感。(2)培养学生的质疑能力，坚持正面引导，肯定学生对问题的质疑为主，让学生体验到在讨论、辩论，靠集体的智慧解决难题的乐趣和成功的喜悦。(3)加强学生自评和互评能力的培养，鼓励学生敢于标新立异发表独创性意见，勇于自我评价，使竞争与合作，个人与集体巧妙地统一起来。(4)教师要注意导说导辩，适时小结，去粗存精。达到学生在“交流、比较，反复、交换”的过程中相互学习和相互提高的目的，进一步调动学生学习的主动性。

2.3 将分析方法引入课堂教学，激发学生学习动机

分析方法可以分为几种：分类、分层、分解、合成、分步、概括等[4]。其中分解是将问题分成相互关联的几个方面，是一种点状的分割，可能更多地体现在空间中。概括是对一个问题的高度浓缩的描述。

如学习两立体相交，绘制两立体表面交线时，常用分析法进行教学。笔者首先引导学生观察立体表面交线的构成特点，将立体表面的交线分解为立体表面一系列的共有点；再让学生回顾立体表面取点的方法后，重点再述辅助平面法、辅助平面相对立体位置对截交线绘制难易程度的影响；选用合适的辅助平面去截切两立体，求截交线的交点，同理可作出两立体表面交线上的任一点，依序光滑连点即为两立体表面的交线。得出在立体表面交线上任取一点，用一个截平面去截切两立体，各截交线的交点的集合：即为两立体表面交线的结论；然后分析立体表面交线的投影特点，确定方位关系，归纳总结出立体表面交线的绘制方法。在剖视图教学中，仍沿用讨论教学法，对剖视图分析后得出：剖视图是由假想的截断面和可见的轮廓线、剖面符号构成的结论。在用分析法教学过程中，教师应把握学生的学习动态，随时观察学生的反映，对学生难于理解的知识点，要不厌其烦地进行深入浅出的讲述，确保学生能对内容理解透彻，悟出其中的道理；同时引导学生学会做书的主人，不做书的奴隶，以培养学生强烈的求知欲望。

3 营造良好学习氛围，保护学生的学习动机

教学过程中，师生间的双向交流和协调程度，会产生不同的学习氛围。它直接影响教与学的情绪，对学生学习动机产生强烈影响。营造和谐的学习氛围，让学生以轻松愉快的心情投入学习中就显得至关重要。要营造良好的学习氛围，教师应做到：(1)教学情绪积极饱满；教师在教学中的精神状态和言行会直接影响学生的情绪，当教师情绪饱满时，不仅能高质量地进行教学，而且能自始至终地对学生的学习活动进行监控和调节；教师的言传身教，自然会将学生带入到忘我的学习境地。(2)做到教学方法、教学过程与教学内容相互协调；当教学内容与教学方法、教学过程相互协调时，教师的讲课处于最佳状态，课堂教学必定生动活泼，它可激起学生强烈的求知乐趣，让学生快速进入角色，建立起欢快的情绪气氛。(3)尊重每一位学生及其学习动机。这主要表现为对学生提出问题和回答问题的处理方式。对学生提出高质量问题的要加以肯定，对提出问题质量不高的学生，更要鼓励，肯定他们的积极态度。对学生回答的问题，应仔细认真听，且作出评价。当学生回答不完整或有错，教师应将回答过程中遗漏的条件等引导学生重新思维，重新认识，且对不同的答案进行合理的说明，并指出该答案存在的条件。当学生对问题的回答存在分歧时，要组织讨论评议，不能把问题搁在一边，进入下一个教学环节。总之，作为教师，就应积极有效地为学生创造学习成功的条件和机会，营造良好学习氛围，让他们享受成功的愉悦，以保护好学生的学习动机。