對工程圖學形象思維培養的研究與探索

摘要 以工程圖學的形象思維培養為核心，分析工程圖學教學中形象思維培養的重要性，提出形象思維培養的具體做法。

關鍵詞 形象思維；圖形教學；思維培養

中圖分類號：G642.41 文獻標識碼：A 文章編號：1671-489X（2008）24-0073-02

1 形象思維的概念

形象思維是把感知過的形象存儲在頭腦中，并以存儲的形象為基礎進行分析、推理、綜合聯想，從而產生新感知的思維過程。它的思維方式是立體的，發散的。形象思維是以經驗為基礎的感性發揮，其思維狀態完全取決于人腦信息量的大小，是一種高層次的思維過程。

2 工程圖學教學中形象思維的重要性

首先，工程圖學是以三維實體為研究對象，用正投影的理論來解決高維空間的低維表達問題，也就是把三維立體問題轉化為二維平面幾何問題，且這種轉化過程是完全可逆的。在這個轉化過程中，人思維的基本模式為：從空間立體到平面圖形，從平面圖形到空間立體。前者是畫圖過程，后者是讀圖過程。在這可逆的過程中，運用“形象、聯想、想象”的單一思維形式與“概念、判斷、推理”相互交替往復的思維形式來分析問題和解決問題。這種獨特的思維方式不僅需要邏輯思維，而且要用形象思維來解決問題。學生在所學理論方法的指導下發揮聯想，結合理論，再想象，直到最后得到既符合理論，又符合實際的空間實體。在這一復雜的思維過程中，形象思維貫穿始終。

其次，工程圖學所面對的教學對象是只具有一般層次形象思維能力的學生。接觸的圖樣對于他們是新鮮的、陌生的，也缺乏工程設計、制造方面的實踐經驗，因而在聯想、想象方面難度較大，很難把平面圖形與對應的空間實體聯系起來。正常的人自出生就具有一定的思維能力[1]，包括形象思維能力。這種能力隨著人的成長而不斷增長，關鍵在于如何發掘這種潛在的能力，并使它上升到一個更高的層次。要搞好工程圖學的教學工作，形象思維的培養尤為重要。

3 形象思維的培養方法

3.1 利用課堂教學環節，加強空間分析在授課時，從開始的點、線、面起畫立體圖形的投影圖，思維往往是從空間模型到平面圖形。在這個思維過程中，要求學生的思維隨著老師思維不斷地由空間到平面、平面到空間，由空間位置能畫出幾何元素的投影圖，由投影圖能判斷出幾何元素的空間位置。這種教學方式持續下去，將自然而然地挖掘學生們的形象思維，進而激發和培養學生們的形象思維能力，為后面讀較復雜的工程圖樣打下良好的基礎。

3.2 充分利用邏輯思維[2]邏輯思維是以概念、判斷、推理的形式來反映客觀事物的。上課所學習的理論和作圖方法為邏輯思維打下了良好的基礎。對于一些比較復雜的截交、相貫問題，在解題之前，僅憑形象思維難以聯想到它的具體空間形狀，但只要利用邏輯思維，用所學的理論和方法去正確地求解，得到的結果再加上形象思維去想象，這類問題最終就能迎刃而解。邏輯思維可以培養、強化形象思維，所以在圖學教學中利用理論知識進行邏輯思維就顯得特別重要。

3.3 模型的直觀展示由于學生們沒有工程設計、制造的經驗，對認知對象缺乏直觀經驗積累，對所要想象的實體只有一個模糊的概念，因此模型的直觀展示尤為重要。模型的直觀展示可以幫助學生們聯想空間立體的結構形狀。例如在講到相貫線時，相貫線是封閉的空間曲線，這一點對許多學生來說難以想象，這個時候教師可以拿直觀教具模型來展示，使學生們一目了然，這樣對相貫線的形狀就有了一個基本的印象。這個印象存儲在大腦中，以后可以幫助學生們聯想和想象，有利于形象思維能力的提高。

3.4 利用CAD教學環節目前制圖教學離不開CAD教學環節，三維繪圖軟件如Pro/E、UG、Soildwork等被廣泛地應用到圖學教學中，常用教學模型數量是有限的，但可以通過現場的三維建模操作，讓學生感知實體模型的生成過程，并帶上一定色彩、動畫，這樣不但提高了學生的學習興趣，而且加大了空間形體信息量的存儲，為形象思維培養打下一定的基礎。

3.5 其他方面要善于觀察，熟悉常用結構。形象思維還必須建立在直覺思維基礎之上[3]。這就要求學生們平常多觀察、多留意、熟悉機件的常用結構，比如零件上的倒角、倒圓、沉孔等，從而在想象立體時，可以是多面的、發散的、合理的。同時，還必須加強讀圖和繪圖實踐。要學好工程制圖，必須做大量的讀圖和繪圖實踐。在這些實踐過程中，思維不斷地進行著從空間到平面，平面到空間的轉化，長此以往，形象思維能力就會隨之得到進一步的提高。

4 總結

工程圖學的思維主要是形象思維，在教學中注重形象思維的培養，那么教學工作就如順水行舟。實際上不同的學科有不同的思維特點。研究該課程科學的思維方法，是教學工作者的重要研究任務之一。教師只有針對該課程的特點，抓住該課程的主要思維方式，那么教學工作就會得心應手，事半功倍。

參考文獻

[1]李惠文.談提高成人高校學生的思維素質[C].陜西工程圖學第六次學術會議論文集，1996

[2]劉有斌.邏輯思維與形象思維結合運用例談[J].考試:教研版，2007(1)

[3]楊海林，姚海明.論形象思維的培養[J].唐山學院學報，2006(1)