探析工程制圖課程對學生能力及素質的培養

摘要：《工程制圖》是一門研究圖示法和圖解法的學科，也是一門既有理論性又有很強實踐性的課程。開設這門課既是為了培養學生的繪圖和讀圖能力，同時又是為了培養學生的空間想象思維能力、分析推理能力、圖解空間幾何問題的能力和計算機繪圖能力等。在提倡素質教育的今天，它是所有工科學生的必修課。

關鍵詞:素質 觀察能力 形象思維能力 創造性思維能力

對學生空間想象力的培養屬制圖課的一項任務，但制圖課上，對物體的空間形象缺乏具體的概念是學生普遍認為較困難的。例如，在點、線和面的投影中，腦海中無法形成點、線和面的空間方位。若缺少基本體的投影的模型，學生對其空間形狀的形成就缺乏想象，一部分學生在組合體讀圖階段，對于組成空間形態的形體及其相方位就更加無法分辨。學生的形象思維及觀察力不夠是以上問題出現的緣由，所以，教學實踐的重點就是解決此種問題。筆者在教學實踐中針對下列幾點進行了分析和研究：

1 學生觀察能力的培養

進行教學實踐時，若要培養學生的觀察力，需為學生的觀察實踐創造條件，引導學生認真對形象進行觀察，且對其規律理解并掌握。制圖課要求學生一定要認真仔細地進行多方位、立體的觀察。在制圖課堂上，引導學生觀察圖樣和實物時，首先使其對觀察的任務及目的有明確的認知。相同事物的觀察任務可以是不同的，所以允許出現不同的觀察結果。觀察某一物體時，須堅持一個認識規律，及整體到部件，再到整體。先總整體上觀察物體，建立一個大致的印象，再逐步細致的觀察每個組成部分，對各部的關聯進行整體的把握，然后將各個部分再組合起來，全面、確切且細致地認識觀察對象。進行觀察的過程中，一部分學生孤立地看待機件，只看到局部而忽視整體，若考慮了全局卻把細節忽略了。一部分學生對整體觀察不到位而畫錯視圖。所以，教學實踐要常畫些實物及圖形，且形狀要相似，學生觀察完畢就讓其將觀察到的實物的視圖和圖形畫到黑板上，并現場講評，讓學生明白錯誤點及緣由，培養其認真觀察的習慣。

運用直觀教學，對學生觀察能力進行培養的重要手段就是教具。對形狀相似和形狀差別較大的圖形及立體模型進行分析、演示和比較，多次播放立體投影，由立體畫視圖，由視圖對立體，對學生空間知覺進行培養，使其對二維空間、三維空間的方位及形狀和上下、左右、前后有清楚的概念，使學生在對機件、立體模型進行觀察的過程中，能夠抓住其形狀特點，從而具備敏銳的觀察力。

2 學生形象思維能力的培養

形象思維的思維材料是形象信息，運用表象運動，如想象和聯想，達到創造形象或提示事物本質和存在狀態的思維活動。在形象思維能力的培養上，工程制圖的功能較特殊。在一定程度上，工程制圖的教學實踐體現了形象思維具備的可感性、形象性、運動性、整體性及跳躍性。如抽象思維和形象思維的一個最大的區別就是形象思維的跳躍性。所以，制圖課中一定要把形象思維作為中心點，結合邏輯、形象思維來進行教學，活躍學生的思維，培養其豐富的空間想象力，鑒于此，需采取以下措施：

2.1 科學地組織教材。編排的教材內容直接關系到學生思維的活動及發展。筆者重新組合了制圖基本理論，內容包括組合、基本幾何體、點線面、軸測圖及體投影原理等，繪制方法是先將相貫線看作相貫結合體視圖，求截交線看作截切幾何體投影，再將邏輯思維為中心進行推理、判斷為以形象思維為主的基本圖示問題，將抽象轉變為具體，在實際解決問題的過程中發展學生的思維能力。結合視圖和軸測圖，由點著手，輔以軸測投影，學正投影的同時完成軸測圖的繪制。教師最后在黑板上繪制出以上軸測圖，進行演示，培養學生進行準確的空間形象定位。

2.2 改進教學方法。通過啟發式教學，增強學生解決問題的興趣，將課堂上被動思維轉變為主動思考。如關于“截交線”的教學中，其方法往往是根據教材順序將概念提出來，然后對曲面立體和平面立體截交線的形狀及解題方法逐個講解，再進行練習。學生在整個教學中只是被動的學習。為使這種狀況得到轉變，可采取以下步驟：以對各類基本形體的投影特點的復習為前提，進行實例分析，截切幾何體的投影如何？引導學生試著繪制和思考。然后教師將截交線的概念提出來，并說明求截交線是截切幾何體投影的重點。以典型實例為輔助對截交線的作圖及其形狀做具體分析。待學生完成幾個題目后，引導其自行概括總結，最后教師做指導。對解題方法做總結時，先要通過已知投影對其基本形體進行想象，并對截交線的基本形狀做出判定，解題時選用適宜的方法來作圖。進行讀圖訓練時，多運用一題多解的練習，如“一補二”、“二補三”等，以此調動學生積極性，活躍其思維的同時，培養其主動進行分析、概括、抽象和綜合。

2.3 注重培養學生的思維品質。注重對學生思維特性及品質的培養。如相貫線的作圖方式及形成分析法有多種，所以思維方式也有很多種。可將其看作兩面共點的軌跡或兩面交線。可選用積聚性求點或輔助平面法求點的方式來作圖。通過形象思維和邏輯思維，全方位、多角度的發展學生的思維，使其空間想象力得以提升。

2.4 強化讀圖訓練。對學生空間想象力進行培養的有效途徑就是讀圖訓練，可由基本體著手，學生需對基本體投影圖熟練掌握，然后看組合體視圖，對組合體的類型、組成部分及切割方法作出分析。可先切削紅苕和蘿卜，然后分析講解，再開展課堂練習，讀圖和切割同步進行，完成切削后將視圖、模型做對比；可由簡到難，先培養學生的學習興趣，然后將難度逐步加深。學生經過一定程度的練習，提升了空間想象力，可以將模型逐步拿掉，分析視圖時可以憑借個人空間想象力來完成。能否理解圖的檢驗方法就是補畫三視圖。可利用幾個特殊的例子來講解此類問題，最后補出視圖。如對于一個兩視圖，首先將視圖分散成若干部分，運用“對線條，量距離，找投影”的方式，根據基本體投影特點對基本體的形狀做出判定；然后對組合方式做出分析，如綜合、疊加及切割等。通過線面分析法解決較復雜的形體，對視圖中的點、線及線框的空間含義進行研究。再對結果進行整體的研究，通過手勢和語言對形體的空間布置及形狀進行描述，引導學生對圖示形體做出構想，并逐面、逐線補畫第三視圖。教師需全批全改、評講學生的讀圖作業，且運用一定的方法加強輔導完成作業較困難的部分學生。輔導是引導學生對相關知識進行回憶，點明存在于其思維活動中的錯誤點，對問題進行分析時，引導其根據正確的思想方式進行。

3 學生創造性思維能力的培養

創造性思維是指發明或發現一種方式用以處理某件事物或某種事物的思維過程。一定程度的知識積累是創造性活動的基礎和前提，思維者通過主觀努力和對實踐的研究、探索來實現。進行教學實踐時教師需有目的、有意識和有計劃的進行啟發及引導，這有助于學生創造性過程的培養。

在進行教學實踐時，提倡同學們開動腦筋，克服固有的思維方式；鼓勵并引導學生尋找新問題的方法及思路，尤其是在學習組合體的投影時，啟發他們用自己的雙手設計和制作幾何模型，有意識地培養他們的創新能力，這樣可有效地培養他們的創造性思維，充分調動其思維的積極性和主動性。