利用模型制作突破画法几何学习难点的教学设计

摘 要：针对画法几何教学过程中存在的难点,提出将教学与模型制作结合起来,使学生更直观的去感受三维模型到二维图形的转变,通过制作过程可以提高学生的空间思维能力、识图能力和动手制作能力.

关 键 词：模型制作；画法几何；教学改革

【中图分类号】G642

画法几何及机械制图是一门既有理论又有实践的工程类专业必修的专业基础课.它研究如何绘制和阅读工程图样,研究在平面上解决空间组合问题的理论和方法,培养学生的制图技能和空间想象能力,为绘制和阅读工程图样以及图解三维空间几何问题提供理论基础,也为学生学习后续课程和完成课程设计、毕业设计打下必要的基础.在如今的课堂教学里,由于教学手段的提高,教学方法也有了很多的改进.比如,利用多媒体授课,其信息量大,内容丰富；将AutoCAD、三维软件和教学相结合,图形生动,提高了学生的兴趣.然而,空间想象是初学者的难点,如何在二维平面上图示三维的空间形体,也是学生最难以掌握的知识.如果仅仅是利用多媒体和三维软件并不能很快的提高学生的识图和画图能力,而是经常感觉课堂上讲述的内容太多,讲课的速度太快、太抽象,还没有等学生把一个空间问题想清楚,又开始另一个更难的,导致很多学生越来越听不懂,越学越灰心.利用好的教学方法去提高教学效果,培养学生的创新能力,始终是每一个教师追求的目标.模型制作可以提高学生学习的主动性,上课时能更直观的,更立体的感受到三维形体的形状和位置,对课后的复习和习题解答也有着较大的帮助.本文提出如何利用模型制作来帮助初学的学生突破点、线、面、和立体学习中的难点,提高学生的学习兴趣.

下面举例在教学中是怎样将模型制作与制图教学结合起来的.

1.讲解点的三投影面体系的建立

点的投影是画法几何知识的最基础最重要的内容之一,弄清楚点的投影才能更好的学习线、面以及立体的投影.在讲解点的投影之前,要求学生通过预习,制作出由H、V、W组成的三投影面体系模型,并要求三个面可以灵活展开,在课堂上让学生可以直观的看到的点的投影是如何形成的,空间两点的在图中的相对位置,以及突破重影点可见性的难点.

2、体会不同种类的线、面的投影特性

线面都是立体的一部分,在学习过程中,学生觉得这些知识比较简单,投影特性不是特别重要,经常不会过多的思考.但其实后续的知识都是连贯的,要让学生懂得学习线面的目的其实是为了更好的认识立体.也就是要学生在立体的投影图上很快的分辨出每一条直线和每一个平面的位置,才能将整个立体想像清楚.例如由学生制作一个正六棱柱立体模型,将正六棱柱放入之前制作好的三投影面体系中,讲解立体表面的点的投影对应投影图的位置,以巩固点的投影特性,引出线和面的投影特性,在上面分别找到投影面的平行线（面）和投影面的垂直（面）,对应多媒体上的投影图上讲解其基本概念和投影特性.提出思考题,将正六棱柱换一个方向或旋转一个角度,立体表面的线、面的特性有什么变化,并让学生画出变化后的线（面）的投影图.

3.用模型解决线面的习题

许多线面的习题,学生听课的时候觉得懂了,课后自己解题时却束手无策.其实解题思路往往是先要将空间的位置关系理解清楚,逆向的去思考解题思路.例如利用换面法解题,就必须先要寻找到线或面在哪些空间位置才能更容易解题,思考时,学生用一只铅笔当作直线,用一张卡纸当作平面,可以先将便于解题的特殊位置在制作好的三投影体系模型中找到,再利用换面法去解题.

4、立体的三视图寻找立体表面的点和线

了解立体表面的点和线,是绘制截交线和相贯线的基础,点和线的形状、空间位置以及可见性的判断都是课程的难点.为了学生更直观的看到这些立体表面的点和线,学生分组制作棱柱、棱锥、圆柱、圆柱、圆锥模型、球型气球模型,课堂上利用模型讲解这些基本立体三视图的画法.让学生在模型表面描上不同位置的点和线,讲解求立体表面点和线的方法,并在课堂上将这些点和线绘制到投影图中.引出截交线是截平面和立体表面交线的概念,并要求学生制作一些简单的截切体.

5、自己动手进行立体的截切和相贯.

画立体的截交和相贯一直以来都是画法几何课程中的难点,如何求截交线和相贯线一直是画法几何课程的难点和重点,也是学生由点线面到立体很关键的思维转变,对后续的组合体等课程的教学也起到的关键性的作用.课堂上老师画出立体的两个投影图,学生根据已知投影图想像空间结构并课后制作模型,并绘制其第三个视图,通过做模型的过程,学生加深了对截交线和相贯线上的点和线的理解.

6.实践教学环节的模型制作.

图学绘图实践大部分都是抄画图形或根据木模进行测绘去绘制图形,由于模型的单一性,所有的学生都只画同一个形状的模型,实验比较呆板、枯燥.由学生自己制作模型,并交换模型绘制三视图,既让学生自主创新设计立体,又锻炼了学生动手能力.不但可以让学生看到更多更丰富的立体模型,而且还提高了他们的学习兴趣和积极性.

7.几点体会

（1）多媒体教学上面的三维图形虽然非常生动,但毕竟还是通过平面呈现的,和实体模型相比,模型的直观性好,灵活性好,能帮助初学者进行空间想象.

（2）实验室的木模教具,体型较大,课堂上给学生展示后,课后学生不能随时观察,不够方便.

（3）学生自己制作模型时,可以让学生自主预习、自由观察、提高学习的主动性、创新性,制作小组可以边制作边思考,边思考边讨论,能迅速提高他们的空间想象能力和绘图能力.

（4）通过模型的制作和对模型的观察,不断的让学生由图想物,由物想图,不断的提高了识图能力.

目前,课程改革正成为新一轮改革的重点,作为一个图学教师,我们不但要掌握新的教学工具,还要勇于创造新的教学方法.精心对待每一个教学环节,提高学生的学习兴趣,培养学生的创新思维,为后续的专业学习奠定坚实的基础.