淺談立體圖在制圖教學中的應用

摘要:借助立體圖，在制圖課的教學中可以增強直觀性，有利于培養學生的空間概念，提高學生的繪圖和讀圖能力。

關鍵詞:立體圖;三視圖;空間概念;投影規律

一、 用立體圖樹立空間概念

三視圖是制圖課程的核心內容，能準確表達物體的形狀與結構，但直觀性較差。立體圖是用一個圖形表達一個物體的前面、上面和左面的大致形狀。雖然它不能表達一個物體的準確形狀，但它直觀性很強，可以借助它幫助學生樹立空間概念，逐步培養空間想象能力。

畫三視圖是立體向平面轉化，看圖是平面向立體的轉化。無論畫圖與看圖都離不開立體，這就要求學習制圖必須具備空間概念。剛入校的技校生因其知識結構的差距，幾乎沒有什么空間概念，但是他們能看懂直觀的立體圖。在教學中教師要充分利用這一優勢，教學生畫基本幾何體的立體圖形。開始不需要嚴格按照軸測圖的要求畫，應以培養學生興趣為目的。例如畫長方體、長方體的切割體、棱柱體、圓柱體、圓錐體等基本幾何體，使他們能通過線條的變化區別不同的面并了解是何種性質的面，初步樹立空間概念。通過對學生直觀感覺的引導，可以激發學生的學習興趣，避免單純理論知識的枯燥難懂，消除對制圖課的畏難情緒。

畫這些圖形，并讓學生把視圖和立體圖反復對照，一方面能找出它們的內在關系，逐步樹立學生的空間概念，培養其空間想象能力;另一方面也使學生懂得復雜的幾何體是由一些基本幾何體組合或疊加而成，從而為后面分析組合體打下基礎。

二、 用立體圖得出投影規律

投影規律是投影作圖的精髓，雖容易記住，但初學者不能靈活運用。這時可以通過畫出三視圖形成過程的立體直觀圖來說明三視圖的形成:把物體放在三面投影體系內，用正投影方法得出投影圖，然后將水平投影繞X軸向下轉90°，將側面投影繞Z軸向右轉90°，就得到了三視圖，這就是投影面的“展開推平”。并讓學生分別在立體圖和三視圖上標明上、下、左、右、前、后六個方位，以及兩種圖形分別表達三個面的對應關系，找出它們的內在聯系。

學生標明六個方位關系后就會發現:主視圖、俯視圖都表示立體圖的左右距離;主視圖、左視圖都表示立體圖的上下距離;俯視圖、左視圖都表示立體圖的前后距離。立體圖一經確立，其上下、左右、前后距離就不變。這樣，直觀得出三視圖投影規律:主俯視圖長對正，主左視圖高平齊，俯左視圖寬相等。同時三視圖表達物體的前面、上面和左面(準確形狀)，立體圖也表達物體的前面、上面和左面(大致形狀)，學生就很容易通過視圖想象出立體形狀。

三、 用立體圖解決幾何元素投影

點、線、面等幾何元素投影理論性強，為了便于學生的理解掌握，教學實踐中仍然用立體圖幫助教學。一方面，因為通過前面的學習，學生對立體圖已經很熟悉;另一方面，這樣可以由感性認識向理性認識轉變，便于學生理解。

課程進行到點、線、面投影時，首先讓學生畫出物體的立體圖及其三視圖，然后根據教學目的在物體的立體圖上給出幾何元素，讓學生在三視圖中指出其投影，最后在教師的引導下歸納為投影特征理論。這樣的教學過程既避免單純講解理論，又可以使學生領會學習幾何元素的目的，使他們不但理解掌握了理論知識，而且知道學習后的作用，避免理論學習中無的放矢的現象，為系統分析立體投影奠定了理論基礎。

四、 用立體圖解決組合體投影難題

課本中讀組合體視圖介紹了兩種方法:一是形體分析法，二是線面分析法。這兩種方法對于學生來說理論性較強，對于分析較復雜的物體學生較難掌握。教學中可以借助立體圖來分析組合體的方法，解題方法步驟如下:

1. 確定產生圖形的簡單形體

在看圖時首先要根據已給出的視圖弄清該物體是那類形體，由哪些基本幾何體組成。由于學生對基本幾何體的投影都已經很熟悉，這一步比較簡單，但非常重要。

2. 確定切割、疊加步驟

分析該物體切割或疊加順序。對于切割類物體來說，要弄清物體用了幾個平面切割，各個切平面是什么位置面，以及切割順序;對于組合類物體來說，在弄清有幾個基本幾何體之后，首先要找出其中哪個幾何體是主要形體，再確定其他幾何體相對主要幾何體的位置，弄清疊加順序。

3. 畫立體圖并補視圖或補缺線

根據上面分析繪制立體圖。繪制立體圖時要根據上面分析的切割或疊加順序逐步完成，同時逐步完成補視圖或補缺線工作，這樣整個物體的形成過程比較清晰，使得作圖比較簡單。立體圖和補圖同時逐步完成，也解決了不易觀察的立體圖作圖問題。

五、 畫立體圖展示剖視圖的剖切過程

剖視圖就是假想用剖切面剖開機件，將處在觀察者與剖切面之間的部分移去，而將其余部分向投影面投射所得的圖形。在教學時，將剖切過程用立體圖繪制出來，就使得這部分內容直觀易懂，不再是抽象的假想，講解起來非常容易，學生也好接受。

借助立體圖來進行直觀教學，培養學生空間想象能力，除了具備其他直觀教學的特點外，還具有以下特點:借助立體圖進行直觀教學，能夠使得教學內容生動形象、直觀易懂，更能激發學生的學習興趣。另外，它還具有很強的靈活性。教師可以不受教材、掛圖、設備等的限制，靈活地因材施教，從而較好地完成教學任務。

(鹽城技師學院汽車制造與應用系)