《机械制图》教学中空间想象能力的培养

【摘 要】当前,国内外教育科学的研究已经发展到了一个新的阶段,即高度重视能力培养.为了适应科学的高度发展,在教育教学环节中除了要让学生掌握其基本知识和基本技能外,还应该注重学生的能力培养.对于制图课来说,空间思维能力和空间想象能力是学好该课程的先决条件,也是在制图教学和学习中可以培养的两种基本素质,在实际的工作中,对提高创造能力将起决定性的作用,因此,在制图教学中应由浅入深,由简到繁循序渐进地培养学生的观察力,让学生善于抓住物体的特征,使学生在思维中逐渐搭起“空间架子”.要实现对学生空间想象能力的培养,关键是要坚持以学生为本的教学理念,运用直观形象的教学方法培养学生对空间物体的感觉能力,并通过强化训练来发展学生的立体思维能力,从而全面提高学生学习《机械制图》课的学习质量.

【关 键 词】机械制图,空间想象能力,教学方法,培养

《机械制图》课是当前中等职业学校机电类专业的一门公共基础课,绘图与读图一直是机械制图教学的两大任务,而它们都离不开空间想象,都离不开对空间形体的分析和表达,因此培养绘图能力实质上就是要培养学生对空间形体的想象能力、分析能力、表达能力,这三种能力是彼此关联、相互促进的,并以空间想象能力为核心.那么,在教学中应该重点解决好哪些关键因素才能有效地培养学生的空间想象能力呢?

1.直观教学是培养学生空间想象力的有效措施

直观教学主要包括实物教学和多媒体教学等方法,把学生不容易理解的抽象理论和复杂空间视图变成形象、具体、易掌握的内容,使学生看得见、摸得着、记得牢,这是培养学生空间想象能力和立体感受能力的有效方法.

实物教学是在制图教学中学会运用模型、实物、挂图等直观形象的教学手段,引导学生运用投影规律认识实物与图形之间的关系,使投影要素在学生头脑中得到清晰的印象,这样可以有效地培养学生的空间想象能力,收到事半功倍的教学效果.在教学中,可先让学生多看一些简单的基本几何体的视图,如长方体、三棱柱、圆柱体、圆锥体的视图,通过对图形的认识,熟悉这些视图所对应的空间形体,实现从平面到空间的思维转换；也可以帮助学生学会将复杂视图分解成简单图形,便于提高空间想象能力.在制图中,有很多形体表面有孔、键槽,同时内部还有其它各式各样的结构,初学时单凭想象绘制视图的确有一定难度,此时模型便是一个较好的手段.有了直观的模型作教具,再加以适当讲解,绘图便变得简单了许多.

而运用多媒体的教学手段,可以使那些用传统的教学手段无法讲清或难于讲清的教学内容化难为易、化繁为简,使抽象的视图变得直观,使课堂教学获得最大的效率.多媒体的形象教学还可以激发学生对《机械制图》课程的学习兴趣,有利于发挥学生的主体作用,比较快地培养学生的看图能力和绘图能力,突破教学中的重点和难点.首先,运用多媒体教学可以让学生的空间概念更快地形成.《机械制图》课的核心章节是通过“投影理论”的教学和训练,来培养学生的空间想象能力以及看图与绘图的实际应用能力.初次接触这一学科的学生,由于空间概念还没有建立起来,都会感觉到很困难.例如：讲“三视图的形成及投影规律”,用常规的教学方法很难让学生接受,而运用多媒体生动形象、具体直观的画面,能将“正投影”的投影原理和三视图的“看图方法”有机地结合并清楚地展现出来,同时,将三视图的“形成”及“展开”过程也生动直观地展示出来,使学生一目了然.在此投影图演示的基础上,教师只需因势利导地讲解和板书本节的“学习要点”,就可取得事半功倍的教学效果,普遍提高学生的学习效率.其次,运用多媒体教学可以减小教学难度,提高教学效率.运用多媒体技术辅助教学,可将传统教学方法中无法突破的教学重点和难点内容通过多媒体画面完整清晰直观地展现出来.

2.强化训练是发展学生立体思维能力的关键

《机械制图》是一门实践性较强的课程,学生在课堂上听懂教师的讲课并不难,但要较好地理解和掌握本课程的内容,培养较强的空间想象能力与一定的表达能力,则需要严格学生的基本作图技能,并从学生的身心发展规律和学生实际出发.在教学活动中针对各教学难点可以进行以下训练：

2.1切割模型训练.

要培养学生空间与平面的转换能力,必须从具体形象思维入手,利用橡皮泥进行模型制作实际训练,切制空间与平面相互转换的形体,是从形象思维过渡到抽象思维的一个重要途径.在制图教学中,让学生根据三视图用橡皮泥进行基本体和各种模型的制作,并且借助模型制作进行正确补图补线,用橡皮泥切制出模型,再补画就容易多了.通过以上训练,学生的空间想象能力得到迅速提高,这种特殊训练是实物模型或挂图等无法比拟的.

2.2类比训练.

所谓类比训练,是指给出几组较为雷同的三视图,使每组三视图中有一个或两个视图相同,然后由学生分析总结视图所表示的两个不同形体各自的投影特点.

2.3构形设计训练.

构形设计训练是指根据给定的一个（或两个）视图设计出各种形体,并补画出它的另两个（或一个）视图.通过这种训练,可以丰富想象,培养学生灵活多变的思维方式.例如可以给定两个视图,补画出多种可能的第三视图（即一题多解）,也可以进行趣味投影构形.

2.4同一形体的变位训练.

同一形体,如果变换它的空间位置,则其投影后的三面视图也将随之发生很大变化,有时一个十分简单的变化,就会引出难度较高的视图,经常进行此类训练,无疑对提高学生识图中的应变能力和想象力十分有益.

2.5分步切割训练.

所谓分步切割就是从基本体开始切,一步一步切成所要的立体.这就要求教师必须具有较强的徒手绘制轴测图的能力.这种方法在讲切割类组合体时特别实用,例如,在做补视图题时,教师可先引导学生想象出没切之前的原始形状,在黑板上画出轴测图,然后切割,第一步切割后变成什么样,补出视图,第二步切割,再补出视图等最后完成.补漏线也一样,每切割一步补一步,一步一步完成.这样,学生就会清楚的看到每一步切割的立体形状,在脑海中建立空间立体的概念,增强立体感.

综上所述,要通过《机械制图》课程教学有效地培养学生的空间想象力,必须坚持“以学生为本”的教学理念,运用直观形象的教学方法,并通过手脑并用的多种训练促进学生立体思维能力的发展,全面提高学生读图、绘图的技能.激发学生的学习兴趣和主动性,围绕学生空间想象能力、看图能力、绘图能力的培养与提高来组织教学,这样才能取得良好的教学效果,真正达到提高教学质量的目的.