淺談機(jī)械制圖教學(xué)學(xué)生空間想象和空間思維能力的培養(yǎng)

摘要:機(jī)械制圖課是一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)學(xué)生的空間想像能力和空間思維能力是本課程的重要內(nèi)容，本文從五方面講述了教師在教學(xué)過程中如何培養(yǎng)學(xué)生的空間想像能力和思維能力。

關(guān)鍵詞:機(jī)械制圖 空間想像能力 空間思維能力

0 引言

機(jī)械制圖課是一門既有系統(tǒng)理論性又有較強(qiáng)實(shí)踐性的技術(shù)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生繪圖和讀圖的能力，使學(xué)生具有一定的空間想象力，為以后的專業(yè)課打下良好的基礎(chǔ)。而具有良好的空間想象力，又是學(xué)好本課程的重要手段，因此教學(xué)中教師要不斷引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生的空間想象情況，進(jìn)行空間分析，有目的的提高學(xué)生的空間想象和空間思維能力。

空間想象力是人類特有的一種思維能力，它是指人能夠根據(jù)已給出的片面抽象的概念或圖形在頭腦中建立起它們所反映出的空間實(shí)體的能力。對于機(jī)械制圖課程中的空間想象和空間思維能力來說，就是根據(jù)物體的三視圖在頭腦中正確的完整的建立起它的立體模型，并將二者相互轉(zhuǎn)化。這是一個復(fù)雜的思維過程，需要融匯多方面的知識及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，它們不是與生俱來的，而是在實(shí)踐中逐漸培養(yǎng)起來的。

1 運(yùn)用投影理論培養(yǎng)學(xué)生想象和空間思維能力

空間形體用平面圖形來表示;反過來，根據(jù)平面圖形想象空間形體的立體形狀，初次接觸這一問題的學(xué)生，由于空間概念還沒有建立起來，一般感到比較困難。而投影理論是空間形體與平面圖形相互轉(zhuǎn)換的紐帶。在教學(xué)中教師要有目的地訓(xùn)練善于運(yùn)用形體分析、線面分析和方位分析的方法，將空間形體分解為各個基本幾何體，再進(jìn)一步分解為面、線、點(diǎn)，然后按照投影規(guī)律轉(zhuǎn)換為平面圖形。反過來，要使學(xué)生也能理解平面圖形的點(diǎn)、線、面等幾何元素，在空間形體上的具體位置和投影體系中的相對位置，并根據(jù)“長對正，高平齊，寬相等”等的三對應(yīng)關(guān)系，找出各視圖中和內(nèi)在聯(lián)系，從而想象出空間形體形狀，如形體分析是識圖常用基本方法，它是對圖形進(jìn)行“化整為零”，想象出物體形狀的方法，其要點(diǎn)是運(yùn)用類比法，抓特征視圖并從它入手，盡快把物體各組成部分一一分解出來，然后想象出整個物體形狀;面形分析主要用于復(fù)雜的切割體視圖，其要點(diǎn)是要抓住切口位置特征，分清面及形狀，再將各面組裝起來，想象出物體被切割而成的形狀。這樣，通過運(yùn)用正確的投影規(guī)律及思維方式，激發(fā)學(xué)生的空間思維，實(shí)現(xiàn)立體與平面的轉(zhuǎn)換，培養(yǎng)空間想象力。總之，教學(xué)中要通過投影理論的反復(fù)應(yīng)用，訓(xùn)練學(xué)生的空間想象和空間思維能力。

2 充分利用直觀的實(shí)物教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生想象和空間思維能力。

理解知識的最初階段是獲得感性知識，它是理性知識的基礎(chǔ)，是必不可少的。感性知識越豐富、越完善，對知識的理解也就越順利，學(xué)生的感性認(rèn)識是在直觀的基礎(chǔ)上，主要通過感知現(xiàn)象等心理活動形成，而充分利用直觀的實(shí)物教學(xué)，應(yīng)用盡可能多的實(shí)物直觀教學(xué)，讓學(xué)生直接感知各種對象和現(xiàn)象，獲得真實(shí)而親切的知識，既提高了學(xué)生積極性和興趣，也培養(yǎng)了想象力。例如，在講線、面的投影分析時，黑板、地面和右邊的墻壁恰好組成三面投影體系，把圓規(guī)當(dāng)作直線，三角板當(dāng)作平面，自然而然地總結(jié)出線面的投影特性，由于具有形象具體的三面投影體系直線、平面，學(xué)生理解起來很容易，獲得了真實(shí)而親切的知識，提高了學(xué)習(xí)的積極性和興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象力。

3 充分運(yùn)用軸測圖教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象和空間思維能力

對于學(xué)生來說，剛接觸制圖，對機(jī)件沒有感性認(rèn)識，學(xué)習(xí)起來感到吃力，而軸測圖既成三維形態(tài)，又是平面成像，具有輪廓鮮明之效，與日常觀察到的實(shí)物很相似，容易學(xué)生理解和接受，如果教師在講課過程中充分運(yùn)用軸測圖，邊分析邊畫出軸測圖，會對學(xué)生空間想像能力和思維能力的培養(yǎng)做到事半功倍的效果。例如，在講讀比較復(fù)雜的組合體視圖時，學(xué)生很難一步想到組合體的空間形狀，教師可以用富有立體感的軸測圖，把組合體的每一部分形狀及相對位置記錄下來，便于理解，同時也極大的培養(yǎng)了學(xué)生的空間想像能力和空間思維能力。

4 運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)空間想象和空間思維能力

啟發(fā)式教學(xué)，是指讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人，或?yàn)榻虒W(xué)的主體，充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，引導(dǎo)他們獨(dú)立思考，積極探索，樹立好的空間想象力，如分析某一組合體三視圖的開頭特征時，進(jìn)行形體分析首先提出問題，該組合體是疊加式還是切割式組合體，讓學(xué)生思考分析得出答案;如果看成是疊加式組合體，接著提出問題，組合體由幾個基本幾何疊加而成?基本幾何體之間相互位置如何，同時，加以引導(dǎo)，基本幾何體是相接還是相貫，通過啟發(fā)，引導(dǎo)分析，學(xué)生對組合體的開頭特征有了初步認(rèn)識，想象出組合體空間形狀，培養(yǎng)了空間想象力。

5 運(yùn)用多媒體教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象空間思維能力

多媒體在展示二維向三維和平面向?qū)嵨锏霓D(zhuǎn)換中有其獨(dú)特的優(yōu)勢，需要的時候，可以用三維實(shí)體的形式展示，也可以用投射線的方式把物體的投影圖展示出來，同時輔以空間坐標(biāo)平面的旋轉(zhuǎn)，很容易表現(xiàn)三維實(shí)體同三視圖之間轉(zhuǎn)換過程，這樣，化抽象為真實(shí)，化枯燥為生動，化繁瑣為簡便，既擴(kuò)大了學(xué)生的視野，極大地吸引了學(xué)生的注意力，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如在看組合體視圖時，多媒體可以通過顏色的閃爍，來表達(dá)具有對應(yīng)關(guān)系的點(diǎn)、線、面，還可以表達(dá)它們所在立體表面的相對位置，一目了然，較好地培養(yǎng)學(xué)生空間想象力。

總之，培養(yǎng)空間想象力要本著以實(shí)際出發(fā)，循序漸進(jìn)，并且貫穿于整個教學(xué)過程，我們要多渠道的培養(yǎng)學(xué)生的空間想象和空間思維能力。