主頁 > 技術文章 > 談（tán）《機械製圖》教學中對學生空間想象能力的培養 2024-10-13

談《機械製（zhì）圖》教學中對學生（shēng）空（kōng）間想象能力的培（péi）養（yǎng）

摘要：《機械製圖》課（kè）程的難點是教會學（xué）生如何識圖、如何繪圖。在（zài）複雜的立體轉化為平麵和平麵（miàn）轉化為立體的空（kōng）間認識、立體思維活動中，大多數學生都存在難以適應的情況。要實現對學生空間想象能力的培養，關鍵是要堅持以學生為本的教學理念，運用直觀形象的教學方法培養（yǎng）學生對空間物體的（de）感覺（jiào）能（néng）力，並通過（guò）強化訓練來（lái）發展學生的立體思維能力，從而全麵提高學生學習《機械製圖》課（kè）的學習質量。
        《機械製圖》課是當前中等職業學校機電類專（zhuān）業的一門公共基礎課，課程的難（nán）點是學（xué）生識圖、繪（huì）圖技能的培養（yǎng）。製圖與讀圖一直是機械製圖教學的兩大任務，而它們都離不開空間想象（xiàng），都離不開對空間形體的分析和表達，因此培養製圖能力實質上就是要培養學生對空（kōng）間形體的想象能力、分析能力、表達能（néng）力，這三種能力是彼此關聯、相（xiàng）互促（cù）進的，並（bìng）以空間想象能力為核心。那麽，在教學（xué）中應該重（chóng）點解決好哪些關鍵因素才能有（yǒu）效（xiào）地培養學生的空間想象能力呢？
一、直觀（guān）教學是培養學生空間（jiān）想象力的有效（xiào）措施：
        直觀教學主要包括實物教學和多媒體教學等方法，把學生不（bú）容易理解的抽象（xiàng）理論和複雜空間視圖變成（chéng）形象（xiàng）、具體、易掌握的內容，使（shǐ）學生看得見（jiàn）、摸（mō）得（dé）著、記得牢，這是培養（yǎng）學生空間想象能力和立體感受能力的有效方法。
        實物（wù）教學是在製圖教學中學會運用機械，機械（xiè）陳（chén）列櫃，機械基礎陳列櫃，機械（xiè）製圖陳列（liè）櫃，機械零件陳列櫃模型、實物、掛圖等直觀形象的教學手段，引導學生運用（yòng）投影規律認識實物與圖形之間（jiān）的關係，使投影要（yào）素在學生頭（tóu）腦（nǎo）中得到清晰的印象，這樣（yàng）可以有效地培養學（xué）生的（de）空間想象能力，收到事半功倍的教學效果。在教（jiāo）學中，可先讓學生多看一些簡單的基本幾何體的視圖，如長方體、三棱（léng）柱、圓柱體、圓錐體的（de）視圖，通過對圖形的認識，熟悉這些視圖所對應的空間形（xíng）體，實現從平麵到空（kōng）間的思維轉換；也可以幫助學（xué）生學會將複雜視圖分解（jiě）成簡單圖形，便於（yú）提高空間想象能力（lì）。在製圖中，有很多形體表麵有孔、鍵（jiàn）槽，同時內部還有其（qí）它各式各樣的結構，初學時單憑想象繪製視圖的確有一定難度，此時模型便是一（yī）個較好的手段。有了直觀的模型作教具，再加以適當講解，繪圖便變得簡單（dān）了許多。例如，在講授剖麵圖（斷麵（miàn）圖）這（zhè）一節（jiē）內容時，針對學生經常容易將剖麵圖與剖（pōu）視圖混淆起來這一情況，利用（yòng）模（mó）型在斷開部位畫上剖麵線，剖麵圖與剖視圖的區別就一目了然（rán），降低了學生在學習（xí）時的難度。
        而運用多媒體的教學手段（duàn），可以使那些用傳統的教學手段無法講（jiǎng）清或難於講清的教學內（nèi）容化難為（wéi）易、化繁為簡，使抽象的視圖變得直觀（guān），使課堂教（jiāo）學獲得最大的效（xiào）率（lǜ）。多媒體的形象教學（xué）還可（kě）以激發學生對《機械製圖（tú）》課程（chéng）的學習興趣，有（yǒu）利於發揮學生的主體作用，比較快地培養學生的看圖能力和繪圖能力（lì），突破教學（xué）中的重點（diǎn）和難點。首（shǒu）先，運用多媒（méi）體教學可（kě）以讓學生的（de）空間（jiān）概念更（gèng）快地形成。《機械製圖》課的核心章節是通過“投影理論”的教（jiāo）學和訓練，來培（péi）養學生（shēng）的空間想象能力以及看（kàn）圖與繪圖的實際應用能力。初次接觸這一（yī）學（xué）科的學生，由於空間概念還沒（méi）有建立起來，都（dōu）會（huì）感覺到很困難。例如：講“三視圖的形成及（jí）投影規律”，用常規的教學方法很難讓（ràng）學生接受，而運用多媒體生動形象、具體直觀（guān）的畫麵，能將“正（zhèng）投影”的投影原理和三視圖的（de）“看圖（tú）方法”有機地結合並清楚地展現出來，同時，將三視圖的“形成”及“展開”過程也生動直觀地展示出來，使學生一目了然。在（zài）此投（tóu）影圖演示的基（jī）礎上，教師隻（zhī）需因勢利導地講解和板書本節的“學習要點”，就可取得事半功倍的教學效果，普遍提高學生的學（xué）習效率。其次，運用多媒體教學可以減小教學難（nán）度，提高教學效率。運用多媒體技術輔助（zhù）教學，可將傳統（tǒng）教學方法中無法突破的教學重點和難點內容（róng）通過多媒體畫麵完整清晰直觀地展（zhǎn）現（xiàn）出來。如：《機械（xiè）製圖》教材“基本（běn）幾何體的投影”章節中球體的投影及其表（biǎo）麵取點也是教（jiāo）材中的一個重點（diǎn）和難點內容。由於球體的立體圖形和模型在空間“形”、“位”的準確表達上有局（jú）限性，在“球體表麵上點的可見性判別”的教學上往往有一定難（nán）度。而運用（yòng）多媒體技（jì）術輔助教（jiāo）學，可將重點和難點內容通過多（duō）媒體畫（huà）麵完整清晰地表現出來，學生通過對剖析後的畫（huà）麵的觀察分析（xī），對球體所特有的“輪廓線”互為“中心線”又互為“分界線”的空間方位關係有了清楚的認識和理（lǐ）解，對“六向”方（fāng）位的分辨能力也（yě）有（yǒu）了進一步的提高（gāo）。
二、強化訓練是發展學生立體思維（wéi）能力的（de）關鍵（jiàn）：
        《機械製圖》是一門實踐性較強的課程，學生在課堂上聽懂教師的講課（kè）並不（bú）難，但要較好地理解（jiě）和掌握本課程（chéng）的內容，培養較強的空間想象能力與一定的表達（dá）能力，則需要嚴格學生的基本作圖技能（néng），並從學生的身心發展規律和學生實（shí）際出發。在教學活動（dòng）中針對（duì）各教學（xué）難點可以進行以下訓練：
1、記圖訓練：
        傳統的《機械製圖》教學思路將重點放在讀（dú）圖（tú）和製（zhì）圖兩個方麵，這是很不全麵的，筆者認為還應包括（kuò）記圖，這同樣是（shì）製圖教學的基礎環節之一。既然機械圖（tú）樣（yàng）被喻（yù）為“工程語言”，就應該具有自己的“詞匯”和“詞組”，如果能在理解的基（jī）礎上，通過反複識記在腦海中儲存入大（dà）量基本體和一些簡單組合（hé）體的圖形特征以及它們所反映的空間實物形狀，能弄清圖與物之間的特征（zhēng）及其聯係，你就已經具有初步的空間想象能力了。這一點對於初學者來（lái）說非常重要。
        2、類比訓練：
        所（suǒ）謂類比訓練，是指給出幾組較（jiào）為雷（léi）同的三視圖，使（shǐ）每組三視圖中有一個或兩個視圖相同，然後由學生（shēng）分析總結視圖所表示的兩個不同形體各自的投影特（tè）點。
        3、構形設計訓練：
        構形設計訓練是（shì）指根據給定的一個（或兩個）視圖設計出各種形體，並補畫出（chū）它的另（lìng）兩個（或一（yī）個）視圖。通過這種訓練，可以豐富想象，培養學生靈活多（duō）變的思維（wéi）方式。例如可以給定兩個視（shì）圖，補畫出多種可能的第三視圖（即一題多解），也可以進行趣味（wèi）投影（yǐng）構形。
        4、同一形體的變位訓練：
        同（tóng）一形體，如果變換（huàn）它的空間位置，則其投影後的三麵視圖也將隨之發生很大變化，有時一個十分簡單的變化，就會（huì）引出難度較高的視圖，經常進行此類訓練，無疑對提高學生識（shí）圖中的應（yīng）變（biàn）能力和想象力十分有益。
        5、結點法（fǎ）補圖訓練：
        補圖（tú）補線問（wèn）題以往大多是根據已（yǐ）知視圖（tú）苦思冥想出形體的大致形狀，再來逐步補出未知視圖或缺線（xiàn），這（zhè）其中所花費的時間和精力（lì）非常（cháng）之多。其實（shí）就平麵幾何的（de）觀點來看，補出（chū）的第三視圖（tú）與已知（zhī）的兩麵視（shì）圖無論表達了什麽形體，就圖形（xíng）本身來說都是平麵圖形，即由平麵圖形的結構要素點、線所組成；而從投影理論（lùn）來看，給定兩麵視圖，相當於（yú）確定了形體在所求投影麵上的投影是該形體上點的投影。因此（cǐ），我們可以將視圖視作求點的過程，通過投影規律將已知視圖（tú）上一切可能在（zài）所求投影麵上的投（tóu）影點都連接起來，這些點組成了一個點陣，再對該（gāi）點陣中結點的連接規律進行分析判斷。事實上這些（xiē）結點不但決定了第三視圖的投影範圍，也（yě）確定了所有可能的連線的數量（liàng）、位置、方向，也就是（shì）說（shuō）第三視圖的形狀是（shì）由這（zhè）些結點中的某種連線方式所決定的，這就是結點（diǎn）法的主要解題思路。當然，要熟練地應用結點法完成補圖補線題，要求學生（shēng）對點、線、麵的投影規律必須掌握得非常透徹。
        綜上所（suǒ）述（shù），要通（tōng）過《機械製圖》課（kè）程教學有效地培養學生的（de）空間想（xiǎng）象力，必須堅持“以學生（shēng）為本”的教（jiāo）學理念，運（yùn）用直觀形象的教學方法，並通過手腦並用的多種訓練促進學生立體思維能力的發（fā）展，全麵提高學生讀圖、繪圖的技能。

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