在《机械制图》教学中有效培养学生的空间想象能力-新闻--江油矿机技校

在《机械制图》教学中有效培养学生的空间想象能力
作者：彭建平

[摘要]：在以初中毕业生为主的中等职业技术学校，由于年龄及知识方面的原因，学生的空间想象及对事物的认识能力较差，有效培养学生的空间想象能力是制图教学的重点和难点，而加强学生的基本技能训练，建立基本的立体空间概念；通过直观教学，丰富学生的表象储备；采用形象化教学方法，培养形象思维能力；运用启发讨论式教学方式，提高学生认知能力；开展计算机辅助教学，增强《机械制图》教学效果；进行多种形式的作业训练等等，是学好机械制图课程，培养和提高学生的空间想象能力的极其的有效的手段和重要途径。

　 [关键词]：机械制图教学培养空间想象力

《机械制图》是技工校学生的一门重要的技术基础课。要学好这门课程，离不开空间想象能力的培养。对于从普通初、高中转入专业学校的技校学生来说，《机械制图》是一门全新概念的专业基础课程。他们对于机械零件没有感性认识，看图纸时缺乏空间想象能力，所以，培养学生的空间想象能力是制图教学的重点和难点。在制图教学中，对有效地培养学生空间想象能力，笔者在多年的教学实践中探索了一些方法和途径，并以此抛砖引玉。

一、在《机械制图》课程的学习中，学生对物体的空间想象和用制图语言表达上存在的倾向性问题。

根据在近年来从事制图课教学的一些体会，笔者归纳总结出学生在这些方面问题的主要表现如下：
1、视图选择及位置摆放不当。一般应把能较多反映形体和位置特征的某一面作为主视图的投影方向，而其它视图应作为主视图的补充。但若视图选择不当，不仅直接关系到能否把形体内外结构和形状表达清楚，而且也关系到其它视图的数量及位置。

2、剖切位置选择不当，影响了对内部结构的表达效果。在机械图中，如何选择剖视或剖视图的位置相当重要。正确的选择不但能准确表达物体内部结构的形状，而且还能减少视图中的虚线，给读图、绘图带来方便。但在设计图中，不少学生选择剖切的位置不当，该剖的没剖，不该剖的剖了，没有完全掌握好剖视图的表达方法。
    3、缺乏对空间线性尺寸的认识，缺乏空间长度的概念。其结果就是学生在画一个视图时，往往当图线都画到边框线上时，才知道比例大了或图纸小了，不能事先预计。
    4、尺寸标注混乱，出现重复标注及遗漏。究其原因，往往是因为学生空间概念差，分不清形状尺寸的关系而造成的。
    5、缺乏对整体的认识。由于目前的制图教学对后续课特别是对专业课缺乏有机联系，往往是为学制图课而制图。学生在画单个形体时较容易，但在画一些较复杂的部件和机器设备时，由于没有接触过，再加上缺乏空间想象力，纵使教师想尽各种表达方法进行讲解，效果往往也不很理想。
    综合以上几方面存在的问题，归纳为一条，主要就是因为学生的空间思维能力较差而影响了学生的空间思维感知与表达能力。因此如何在教学中改进教学方法、提高教学技巧来增强学生的空间思维能力、就显得尤为重要。　　

二、增强学生的空间思维能力的教学技巧、方法与途径

1、加强基本技能的训练，打造基本的立体空间概念和空间思维能力。

目前我校学生多以初中毕业生为主，平面几何知识普遍较差，而立体几何还未学过，所以在教学过程中首先应适当地补充一些立体几何的基本知识，如线与线、线与面及面与面的一些基本关系，建立起一些最基本的立体空间概念。
    其次，通过画轴测图练习，即根据形体画轴测图，再由轴测图画出三视图；或由三视图画出轴测图, 再由轴测图想象出实际形状。由此经过从立体图到平面图、再从平面图到立体图的反复训练，学生的空间思维能力普遍得到了提高。
    再其次，采用一些简单而直观的方法，例如用橡皮泥让学生做一些形体，先让学生根据这些形体画出投影图，然后再让其反复观察投影与实物的关系，这样可使学生既动手又动脑，达到了提高学生空间思维能力的目的。
    另外，提前让学生到机加工车间参观一些机械零件及具体加工过程，在头脑中先产生一定的感性认识，因而在具体讲解机械制图部分时，学生就比较容易想象出零件的形状，画出的投影图也不易产生线条漏画的现象。

2、注重直观教学，丰富表象储备。

　　想象是在原有感性形象的基础上形成新形象的心理过程，来源于感性认识。想象的发展有赖于足够的形象储备，因此应该让学生有更多的形体感知的机会。直观教学方法可以使学生建立完整、稳定的形体表现，所谓直观教学就是利用一些模型、教具和实际零件来启发学生思维的一种方法，能建立与培养他们的观察、分析能力和构思机械零件空间形状的能力。

　　例如，在讲"基本体切割"时，让学生先准备好橡皮泥、胡萝卜、硬板纸等材料，让学生自己制作模型，按照预先设计好的图示进行切割，观察，画图，通过上面这种方法学生很容易画出截交线的投影。然后引导学生将形体位置变一下，将原来直立变成倒放，使其轴线成侧垂位置，再让学生根据其立体位置画出投影。这样学生边观察边分析，头脑中形成一条清晰的解题思路，感到学有所得，提高了学生空间想象力和思维能力。又如在学习螺栓、轴承等标准件及齿轮等常用零件时，可以采取先认识后讲授的教学方法，即在讲课前，结合所讲内容先把要讲解的零件发给学生，让学生接触实物。也可提前让学生到机加工车间参观一些机械零件及具体加工过程，在头脑中先产生一定的感性认识，因而在具体讲解时，学生就比较容易想象出零件的形状，画出的投影图也不易产生线条漏画的现象。

通过自作模型、观察直观教具、实际零件、常用零件的加工过程，学生既动脑又动手，处在积极思维状态，这对提高学生空间思维能力是一种有效的方法，并能提高学生学习兴趣。但是应该指出，直观教具只能起"拐杖"作用，目的是帮助学生走路，所以随着学习过程的进展，应当逐步控制使用直观教具。

3、采用形象化教学方法，培养形象思维能力。

　　学生在学习本课程之前，没有学过立体几何，而平面几何也普遍学的较差，以往的教学多侧重于逻辑思维训练，缺乏形象思维能力的培养。因此在教学中，采用形象教学方法尤为重要。例如，在讲解"点、直线、平面的投影"时，教师可先将基本概念简要讲一遍，使学生有一个初步的概念，然后将教室的一个角作为投影的体系，用拳头代表空间点，用笔代表空间直线，用三角板代表空间平面，让学生对照实物所处位置，通过观察和想象，自己总结投影特征。考虑到三投影面的展开是理解物体空间位置和平面图形表达的关键之一，教师也可利用互相垂直的三块硬板纸作为投影体系，将拳头、笔、三角板分别摆放中间，分别向三个投影面投影，随着三块互相垂直的板相交轴线的旋转，将俯视图摆在主视图下方，将左视图放在主视图的右边，让学生仔细观察和思考，然后再慢慢将铺平的三面投影教具折叠成互相垂直的三投影面，必要时可重复演示。这样从空间位置到平面投影，再从平面投影到空间位置，反复进行空间形象思维训练，不断引导学生建立空间概念，激发其想象力。使学生能够正确掌握和运用基本知识，从而达到较满意的效果。

4、运用启发式、讨论式教学方法，提高学生认知能力。

启发式教学是利用语言、教具、模型、挂图等手段，启发学生较好地清除思维障碍，为正确理解知识奠定基础，并发展起认知能力。要做好启发、讨论式教学，就应在教学措施上采用多种多样的方法来激发学生的学习积极性。例如，在"直线的投影教学"中，学生已经有了"点的投影"的基础，教师可以启发学生自己用笔代表直线，演示其在三投影面系中的三种位置，并总结出相应的投影特性和规律。在讲述组合体的组合方式时，可结合模型、实物启发学生，总结出其组合方式，在此基础上讨论得出不同的组合方式在画法上的不同，像"贴齐"与"不贴齐"，"相交"与"相切"在画法上的区别。通过这种启发、讨论式教学，可以充分调动学生的积极性，积极思维，变被动学习为主动学习，唤起学生丰富的相似联想去归纳推理，达到开发智力和增强学生空间思维能力的效果。

5、利用多媒体现代化教学手段，增强《机械制图》教学效果。

《机械制图》的传统教学手段是粉笔黑板加模型挂图，费时，成本高，灵活性差，使用有很大的局限性，科学技术的发展给我们提供了现代化的教学手段，我们可以利用多媒体教学，CIA课件等，进行形象直观的教学。由于多媒体课件内容经过教师详细编排，精心设计，画面连贯，整体流畅，是连续思考整体思维的学习过程，向学生提供了内容丰富，形象生动的感性材料。如三个投影面的展开，是理解物体空间位置与平面图形表达的关键，教师即将这部分做成课件，在多媒体教室上课，文、声、形、图、色结合或借助实物模型等，吸引学生对所学课程的兴趣和注意力，使学生置身图文并茂的画面中，感官刺激丰富生动，易引起共鸣，易达到培养空间想象的效果，活跃学习氛围，增加教育魅力。

6、采用多种形式的作业训练，。

　要求学生进行多种形式的作业训练，是学好机械制图课程，提高学生的空间想象能力的极其的重要途径。①加强组合体的读图与画图训练，根据三视图想出物体的形状和空间位置，或根据给定的立体图式模型画出三视图，要让学生多看、多想、多练。②采用"设计制图"的训练，"设计制图"是要求学生在没有实物或完整视图的情况下，根据所给条件完成视图绘制，如给出两个视图要求学生补画另一个视图，或给出缺线的视图，让学生展开自己的想象力去补缺少的图线。③进行"多解题"的训练，看图多解就是根据已知视图想象的立体形状不限于一种，而是多种。例如已知主视图，想象出二、三种形体，并画全其三视图。在求解多种答案的过程中，学生为扩大想象的思路，必须把已知视图中的线、线框所表示的多种空间含义进行分析、归纳，探讨已知视图多解的原因，判断确定物体各部分形状，最后综合想象出各种不同的整体，从而奠定空间的思维基础和思维方法。④进行"形体变位"的训练，同一物体，从不同角度想象出物体的新位置，并画出其三视图。⑤进行"默思画图"训练，让学生在规定时间内观察好给定的立体图或模型的形状，拿走模型和立体图，要求学生根据记忆画图。通过这样多种形式的作业训练，学生综合应用已知知识，可以提高学生看图和画图的基本技能，促进学生形象思维活动，提高了其空间想象能力。

　　总之，在制图教学中培养学生空间想象力的教学模式很多，教师在教学中要注意突出制图教学中形象化特点，促使学生多练、多想、多看、多记、多训练，学生的空　间想象力会得到很大提高。

　参考文献：

[1]赵跃平主编.中等职业学校专业基础通用教材《机械制图》.国防科技大学出版社出版

[2]彭志强.论机械制图的学法指导.职业技术教育

[3]吴庆元编著.《学会创新-中学生创新思维与训练》.海天出版社出版

本文引用地址：http://www.myckjx.com/article/2007/0602/article_412.html