【制图教学大门的创新方法】大门教学

制图教学大门的创新方法

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791 （2012）08（c）-0189-02 我们知道在机械行业，平时工厂里加工零件都是凭借图 纸作为依据的，眼睛看到的是平面图形，而事实上零件是立 体的。所以我们需要去思考零件的具体形状、各部分的位置 关系等，这种思维就是空间想象。根据要求在机械制图教学 中对学生空间想象力的培养应达到以下几个要求：（1）对 基本几何图形非常熟悉，能正确画图；
（2）能反映并思考 事物的空间形状、数量关系及位置关系；
（3）有熟练的识 图能力，能从复杂的图形中区分出基本图形。弄清了制图教 学的目标和空间想象力的培养方向，我们还应明白职专生素 质普遍较差，缺乏空间想象力和形象思维，学生视制图为天 书，普遍不愿学。笔者通过自己多年的教学体会，认为要改 变这种现状，我们应从以下几个方面来着手提高学生的空间 想象能力。

1 首先要培养学生的空间观念 空间想象能力的基础是空间观念，而空间观念基于我们 对所生活的现实世界的直接感知和认识，所以应帮助学生把具体现实空间和抽象空间概念统一起来，培养发展空间观念。

具体措施有如下几个方面。

（1）加强制图教学和实物的联系以培养空间观念。

在课堂上应尽量多的利用实物模型，采用直观教学使那 些抽象的理论性的东西变得更加具体，感性，直观。例如：
在讲到三投影面体系的生成和展开，基本视图的六个投影面 时可以利用粉笔盒拆开演示；
在讲到点、线、面投影时，可 以把黑板面、地面、墙面看成三面投影体系，把三角板、粉 笔等实物作为点、线、面等几何要素放置其中，并摆出各种 空间位置，让学生观察其投影效果，并通过自己的观察分析， 画出它们的三面投影。这种以常见事物为例，通过眼、手、 脑并用使学生看得见，摸得着，有身临其境的感觉。经常通 过这样的锻炼从而让学生的空间观念得到提高。

（2）给学生动手操作，实践活动的机会，以发展空间 观念。

通过学生自己动手设计和制作一些模型，对培养学生的 空间想象能力是一项非常有益的活动。模型的制作应由简单 到复杂，这既能用以帮助想象，又能提高学生参与学习的积 极性，一举两得。比如用作业纸或用橡皮擦制作一些长方体 或正方体，并可进行切割，叠加等，通过观察模型中的点、 线、面之间的位置关系，逐步培养学生对空间观念的感知， 进而提高对空间图形的想象力和识别能力。

2 培养学生由模型出发的空间想象能力比如先观察简单模型—— 基本几何体，仔细观察其形 状后，闭上眼睛，在脑海里想象出它的样子，用不同几何体 反复练习；
接着拿起基本几何体，摆好一个位置不动，再从 上下前后左右六个方向观察其形状，然后闭上眼睛，在脑海 中想象从各个方向看过去时几何体的不同形状，也就是想象 各个面的形状，并让学生延伸想象看不见的部分，这有助于 培养学生的空间想象力.用不同几何体练习，由简单到复 杂；
然后把基本几何体置于投影空间（可用教室的墙和地面 作为投影空间模型），闭上眼睛，连同投影空间、平行光线 一起想象，平行光线从上往下投射，从前往后投射，从左往 右投射，得到的平面图形是什么样子。用以上方法，从简单 模型到复杂模型（也可用身边的各种物体或机械零件）反复 练习，这对培养空间想象能力十分有利。

但是笔者也认为在教学过程中使用模型并不是最终目 的，过分依赖于模型的使用可能会引起不良后果。在刚接触 视图时，借助各种模型帮助学生理解图形是非常有益的，但 这种模型的直观性应逐步让位于图形的“直观性”，否则会 阻碍空间想象力的进一步发展。

3 加强学生作图能力以提高空间想象能力 重视作图的教学是培养学生空间想象能力一个重要环 节。在教学过程中如果注意先通过模型演示，利用长对正、 高平齐、宽相等的投影原理并根据模型画出图形，再由图形 想象空间形状和位置。或者在大脑中构思图形，依据视图所表达的形状画出轴测图。只有经过这样不断的训练才能提高 空间想象能力。通过多年的教学实践，笔者认识到多做类似 下面的练习，对提高学生空间想象力有事半功倍的效果。试 想象三棱锥S—ABC中（如图1）：
（1）各顶点在三视图中的投影在哪里？ （2）SAB面上任一点如D在三视图中的投影在哪里？ （3）线SA、SB、SC、AB、BC、CA在三视图中的投影在 哪里？ （4）若用一个截面去截三棱锥S—ABC，则截断面在三 视图中的投影是什么样？ （5）在上题中若截面的方向改变，则截断面在三视图 中的投影又是怎样？ 很多学生认为这个题目有一定的难度，但是只要他们紧 紧围绕投影原理努力钻研，都会对作图有不同程度的理解和 体会；
还有经常做一些把三视图中的遗漏线补充完整的题目 也会对作图能力的提高有很好的作用，从而空间想象能力也 会在这潜移默化中不断提高。

4 培养学生看图的能力 看图主要是培养学生由直观图出发的空间想象能力，它 和作图是两个互逆的过程，它们都要通过空间想象力来完成。

这一过程要分两步练习：第一步是先根据平面图找模型，再 依据模型反过来想平面图。特别是相似的图形或一图多解的 题目要多做练习。当第一步达到一定熟练程度之后，便实施了第二步，即直接根据三视图出发进行空间图形（体）的直 观形象的想象。这里也先从简单的基本几何体出发，主视图 是物体从前面往后面投射得到的形状，俯视图是物体从上往 下投射得到的形状，左视图是物体从左往右投射得到的形状， 综合起来，就可想象出几何体的立体形状了。在上课时笔者 一般是先从正方体这一基本几何体进行练习，从而逐渐过渡 到较复杂的图形。这样循序渐进地练习也符合学生的心理， 对他们看图能力的提高有很好的作用。对一些较复杂图形我 们可利用画轴侧草图帮助理解。经过这样不断的练习和巩固， 学生的空间想象能力就会不断地提高。

5 培养学生对空间图形（体）的分解，组合和变形 将抽象问题形象化的直觉能力是空间想象能力结构中 的最高层次，常被视为创造力之源。这一能力的实质是对空 间图形中点、线、面的位置关系与数量关系的认识与想象。

精选例题，精选练习，特别是相似图形，一题多解的题目要 引导学生大胆思考，深入探索，对提高学生这方面的能力十 分重要。

现在计算机作图又为我们提供了一个很好平台，我们可 利用它做出图形，并可对图形进行旋转，翻转，作截面等， 使学生更容易看图。如用3D制作的三维动画，可以任意摆放 物体的位置，并可将物体任意拆装和组合，使学生对物体的 结构能一目了然。利用其中的正交和对象捕捉等手段，引导 学生进一步理解和掌握投影中的“长对正，高平齐，宽相等”这一基本特性。借助现代化的教学工具，让抽象的立体图形 变得更加直观，从而使我们的教学达到事半功倍的效果，有 助于培养学生空间想象能力。

以上培养学生空间想象能力的五个过程也不是彼此孤 立的，而是相互交错、相辅相成的。在每一个过程中，都要 力求做好两件工作：其一是对空间图形中点、线、面的位置 关系的认识与想象；
其二是对空间图形的直观形象的想象。

我们明白任何事物的变化发展都有其内在规律，空间想象力 的提高也是如此，它是逐级向上的，即有明显的层次性。在 平时的练习中我们应紧紧以投影规律为依据，以基本几何体 为依托，这样就会给空间想象力插上翱翔的翅膀，从而增加 了学习机械制图的兴趣和能力。

参考文献 [1] 华红.如何提高学生学习机械制图的能力[J].中外 教育研究，2011，10. [2] 王珩.机械制图课堂教学中培养学生空间想象力的 方法[J].教苑荟萃，2011，29. [3] 卢春琳.趣味的机械制图教学[J].海峡科学，2010， 8. [4] 崔凤华.培养学生的空间想象能力例谈[J].黑龙江 教育（高教研究与评估），1998，10. [5] 奚旗文培养高职学生空间想象能力的研究[J].郧阳 师范高等专科学校学报，2010，3.