淺談機(jī)械制圖教學(xué)中空間思維能力的培養(yǎng)

蘇平

摘要：機(jī)械制圖是機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生讀圖和繪圖的能力。根據(jù)中職學(xué)校機(jī)械制圖教學(xué)的主要內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際，分析了空間思維能力在機(jī)械制圖學(xué)習(xí)中的重要性，本文從豐富學(xué)生表象儲(chǔ)備、直觀教學(xué)、多種訓(xùn)練方面著手，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力，有效提高學(xué)生的讀圖繪圖能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；空間思維能力；表象儲(chǔ)備；直觀教學(xué)；訓(xùn)練

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）05-0094-02

機(jī)械制圖是中職學(xué)校機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生讀圖和繪圖的能力。機(jī)械制圖教學(xué)的主要內(nèi)容就是利用投影理論培養(yǎng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)平面與空間的轉(zhuǎn)換，即三視圖與立體圖的轉(zhuǎn)換、“形”與“體”的轉(zhuǎn)換。這就需要學(xué)生具有一定的空間想象和形象思維能力，而目前，從初中畢業(yè)進(jìn)入中職學(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)生，沒(méi)有學(xué)過(guò)立體幾何，空間概念和想象力較薄弱，也未接觸過(guò)機(jī)械生產(chǎn)，缺少對(duì)機(jī)械零件、部件的感性認(rèn)識(shí)，在制圖學(xué)習(xí)中會(huì)感到想象形體很困難。因此，培養(yǎng)和提高學(xué)生的空間思維能力對(duì)學(xué)好機(jī)械制圖至關(guān)重要。那么怎樣通過(guò)制圖課培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力呢？我認(rèn)為主要從以下幾方面培養(yǎng)。

一、豐富的表象儲(chǔ)備是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的基礎(chǔ)

所謂表象是人們對(duì)感知過(guò)的客觀事物的形象在頭腦中的再現(xiàn)。無(wú)論讀圖和繪圖都離不開(kāi)立體，學(xué)生頭腦中儲(chǔ)存原有表象的多少，決定著空間思維能力是否豐富、發(fā)達(dá)，是否能夠進(jìn)行形體的聯(lián)想。豐富的表象必須有充足的感知，這就要求學(xué)生要有更多的形體感知機(jī)會(huì)，如讓學(xué)生觀察模型、實(shí)物、切制泥型、組織到工廠實(shí)地參觀，有機(jī)會(huì)了解機(jī)械加工過(guò)程，觀察機(jī)器零、部件等，增加學(xué)生表象的貯存量，提高學(xué)生已有的表象質(zhì)量，為培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力奠定良好的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。

二、直觀教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的有效方法

直觀教學(xué)主要包括實(shí)物教學(xué)和多媒體教學(xué)等方法，把學(xué)生不容易理解的抽象理論和復(fù)雜空間視圖變成形象、具體、易掌握的內(nèi)容，使學(xué)生看得見(jiàn)、摸得著、記得牢，這是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的有效方法。

實(shí)物教學(xué)是在制圖教學(xué)中運(yùn)用模型、實(shí)物、掛圖等直觀形象的教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用投影規(guī)律認(rèn)識(shí)實(shí)物與圖形之間的關(guān)系，使投影要素在學(xué)生頭腦中得到清晰的印象，這樣可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力，收到事半功倍的教學(xué)效果。如在講述三視圖投影規(guī)律時(shí)，利用教室為三投影面體系，把黑板作為V面，地面作為H面，學(xué)生方位的右墻作為W面。用粉筆盒做空間物體，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生思考，綜合分析粉筆盒相對(duì)于三個(gè)投影面的位置關(guān)系、大小關(guān)系、方位關(guān)系等，然后利用膠合板與活頁(yè)制作的三投影面體系模型，將三視圖的“形成”及“展開(kāi)”過(guò)程，生動(dòng)直觀地展示出來(lái)，使學(xué)生一目了然，進(jìn)一步研究其投影特性；此時(shí)為了使學(xué)生更直觀地掌握從空間到平面，再由平面到空間的演變過(guò)程，要求學(xué)生每人手上拿一個(gè)簡(jiǎn)易的模型，如筆（作線）、三角板（作面）、橡皮擦（作體）、書(shū)（作三投影面體系），觀察比較，進(jìn)行主視圖、俯視圖、左視圖分析，學(xué)生很快可以理解，并由物體、視圖總結(jié)出“長(zhǎng)對(duì)正、高平齊、寬相等”的投影規(guī)律。這種由感性到理性的教學(xué)方法，能使學(xué)生知識(shí)掌握牢、印象深，而且學(xué)生的主體作用也能得到充分發(fā)揮。

運(yùn)用多媒體技術(shù)優(yōu)化機(jī)械制圖課堂教學(xué)，可以使傳統(tǒng)的教學(xué)手段無(wú)法講清或難于講清的教學(xué)內(nèi)容化難為易、化繁為簡(jiǎn)，使抽象的視圖變得直觀，有利于突破教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，使課堂教學(xué)獲得最高的效率。如：將剖視圖的剖切過(guò)程用動(dòng)畫(huà)表達(dá)出來(lái)，使學(xué)生更清楚地看到機(jī)件的內(nèi)外結(jié)構(gòu)，很容易就掌握了剖視圖的畫(huà)法。而對(duì)于裝配圖，動(dòng)畫(huà)的優(yōu)勢(shì)更為突出。許多學(xué)生對(duì)零件的繪圖和讀圖都能掌握，可對(duì)多個(gè)零件裝配起來(lái)的部件感到很難，而動(dòng)畫(huà)用簡(jiǎn)單的畫(huà)面動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，使學(xué)生很容易理解和掌握，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和多樣性，增強(qiáng)了學(xué)生的空間思維能力。

三、多種訓(xùn)練是發(fā)展學(xué)生空間思維能力的重要途徑

《機(jī)械制圖》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，學(xué)生在課堂上聽(tīng)懂教師的講課并不難，但要較好地理解和掌握本課程的內(nèi)容，培養(yǎng)較強(qiáng)的空間思維能力，則需要從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，始終貫徹“以讀圖為主，讀圖與畫(huà)圖相結(jié)合，以讀引畫(huà)，以畫(huà)助讀”的原則，培養(yǎng)學(xué)生的讀圖和繪圖技能，在教學(xué)活動(dòng)中針對(duì)各教學(xué)難點(diǎn)進(jìn)行以下訓(xùn)練。

1.讀圖造型訓(xùn)練。讀圖造型就是對(duì)照三視圖加工物體模型的過(guò)程。在制圖教學(xué)中，讓學(xué)生根據(jù)三視圖用橡皮泥進(jìn)行基本體和各種模型的制作，或根據(jù)已給視圖特征，借助模型制作，對(duì)學(xué)生進(jìn)行正確的補(bǔ)視圖補(bǔ)缺線訓(xùn)練，使學(xué)生的空間思維活動(dòng)往返于圖物之間，并反復(fù)檢查直到圖物吻合為止，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的空間思維能力。

2.構(gòu)形設(shè)計(jì)訓(xùn)練。構(gòu)形設(shè)計(jì)訓(xùn)練就是根據(jù)給定的一個(gè)（或兩個(gè)）視圖設(shè)計(jì)出各種形體，并補(bǔ)畫(huà)它的另兩個(gè)（或一個(gè)）視圖，比如一題多解：給定兩視圖，補(bǔ)畫(huà)出多種可能的第三視圖。通過(guò)這種訓(xùn)練，可以豐富想象，培養(yǎng)學(xué)生靈活多變的思維方式。

3.分步切割訓(xùn)練。分步切割就是從基本體開(kāi)始切，一步一步切成所要的立體。這就要求教師必須具有較強(qiáng)的徒手繪制軸測(cè)圖的能力。這種方法在講切割類組合體時(shí)特別實(shí)用，例如，在做補(bǔ)視圖練習(xí)時(shí)，教師先引導(dǎo)學(xué)生想象沒(méi)切之前的原始形狀，在黑板上畫(huà)出軸測(cè)圖，然后切割，第一步切割后變成什么樣，補(bǔ)出視圖，第二步切割，再補(bǔ)出視圖……最后完成。補(bǔ)漏線也一樣，每切割一步補(bǔ)一步，一步一步完成。這樣，學(xué)生就會(huì)清楚地看到每一步切割的立體形狀，在腦海中建立空間立體的概念，增強(qiáng)立體感，促進(jìn)學(xué)生空間思維的發(fā)展。

4.同一形體的變位訓(xùn)練。同一形體，如果變換它的空間位置，則其投影后的三面視圖也將隨之發(fā)生很大變化，有時(shí)一個(gè)十分簡(jiǎn)單的變化，就會(huì)引出難度較高的視圖。比如作組合體視圖練習(xí)時(shí)，在不違背主視圖選擇原則的前題下，從幾個(gè)不同方向選擇主視圖的方向，畫(huà)出同一物體的三視圖，使學(xué)生從表面看起來(lái)相差甚遠(yuǎn)的三視圖表達(dá)的卻是同一物體的過(guò)程中得到啟示、思考，無(wú)疑可以開(kāi)闊學(xué)生的思維，對(duì)提高學(xué)生識(shí)圖的應(yīng)變能力和空間思維能力十分有益。

5.邏輯讀圖訓(xùn)練。讀剖視圖的過(guò)程是空間思維能力提高的思維過(guò)程，假想用剖切面，通過(guò)物體孔或槽的中心線或軸線剖開(kāi)物體，將處在觀察者和剖切面之間的部分移去，而將其余部分向投影面投影所得的圖形，構(gòu)成了剖視圖。所以物體、內(nèi)部結(jié)構(gòu)就較清楚地展現(xiàn)眼前。在讀剖視圖時(shí)，如剖視圖在左視圖上，剖切部位在孔或槽的中心線或軸線上，則剖切平面為側(cè)平面。

6.實(shí)物觀察訓(xùn)練。對(duì)于零件表達(dá)方法和裝配圖的特殊表達(dá)方法，尤其是軸套類、支架類、撥叉類和箱體類四大類典型零件的識(shí)讀，在強(qiáng)調(diào)泛讀的基礎(chǔ)上，如結(jié)合工廠實(shí)際的部件或直接到工廠參觀、觀察實(shí)際零件加工過(guò)程，再對(duì)照加工圖紙，使學(xué)生在思想上對(duì)零件產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)，見(jiàn)多識(shí)廣，舉一反三，利于相似聯(lián)想，使學(xué)生的空間思維能力得到升華。

綜上所述，要通過(guò)《機(jī)械制圖》課程教學(xué)有效地培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力，必須堅(jiān)持“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念，圍繞學(xué)生空間思維能力、看圖能力、繪圖能力的培養(yǎng)與提高組織教學(xué)，創(chuàng)造形體感知機(jī)會(huì)，幫助學(xué)生豐富表象儲(chǔ)備，運(yùn)用直觀形象的教學(xué)方法，并通過(guò)手腦并用的多種訓(xùn)練促進(jìn)學(xué)生空間思維能力的發(fā)展，全面提高學(xué)生讀圖、繪圖的技能，這樣才能取得良好的教學(xué)效果，真正達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

參考文獻(xiàn)：

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