淺談機械制圖教學中空間思維能力的培養

蘇平

摘要：機械制圖是機械類專業的一門重要的專業技術基礎課，主要任務是培養學生讀圖和繪圖的能力。根據中職學校機械制圖教學的主要內容和學生實際，分析了空間思維能力在機械制圖學習中的重要性，本文從豐富學生表象儲備、直觀教學、多種訓練方面著手，培養學生的空間思維能力，有效提高學生的讀圖繪圖能力。

關鍵詞：機械制圖；空間思維能力；表象儲備；直觀教學；訓練

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）05-0094-02

機械制圖是中職學校機械類專業的一門重要的專業技術基礎課，主要任務是培養學生讀圖和繪圖的能力。機械制圖教學的主要內容就是利用投影理論培養學生實現平面與空間的轉換，即三視圖與立體圖的轉換、“形”與“體”的轉換。這就需要學生具有一定的空間想象和形象思維能力，而目前，從初中畢業進入中職學校學習的學生，沒有學過立體幾何，空間概念和想象力較薄弱，也未接觸過機械生產，缺少對機械零件、部件的感性認識，在制圖學習中會感到想象形體很困難。因此，培養和提高學生的空間思維能力對學好機械制圖至關重要。那么怎樣通過制圖課培養學生空間思維能力呢？我認為主要從以下幾方面培養。

一、豐富的表象儲備是培養學生空間思維能力的基礎

所謂表象是人們對感知過的客觀事物的形象在頭腦中的再現。無論讀圖和繪圖都離不開立體，學生頭腦中儲存原有表象的多少，決定著空間思維能力是否豐富、發達，是否能夠進行形體的聯想。豐富的表象必須有充足的感知，這就要求學生要有更多的形體感知機會，如讓學生觀察模型、實物、切制泥型、組織到工廠實地參觀，有機會了解機械加工過程，觀察機器零、部件等，增加學生表象的貯存量，提高學生已有的表象質量，為培養學生空間思維能力奠定良好的感性認識基礎。

二、直觀教學是培養學生空間思維能力的有效方法

直觀教學主要包括實物教學和多媒體教學等方法，把學生不容易理解的抽象理論和復雜空間視圖變成形象、具體、易掌握的內容，使學生看得見、摸得著、記得牢，這是培養學生空間思維能力的有效方法。

實物教學是在制圖教學中運用模型、實物、掛圖等直觀形象的教學手段，引導學生運用投影規律認識實物與圖形之間的關系，使投影要素在學生頭腦中得到清晰的印象，這樣可以有效地培養學生的空間思維能力，收到事半功倍的教學效果。如在講述三視圖投影規律時，利用教室為三投影面體系，把黑板作為V面，地面作為H面，學生方位的右墻作為W面。用粉筆盒做空間物體，引導、啟發學生思考，綜合分析粉筆盒相對于三個投影面的位置關系、大小關系、方位關系等，然后利用膠合板與活頁制作的三投影面體系模型，將三視圖的“形成”及“展開”過程，生動直觀地展示出來，使學生一目了然，進一步研究其投影特性；此時為了使學生更直觀地掌握從空間到平面，再由平面到空間的演變過程，要求學生每人手上拿一個簡易的模型，如筆（作線）、三角板（作面）、橡皮擦（作體）、書（作三投影面體系），觀察比較，進行主視圖、俯視圖、左視圖分析，學生很快可以理解，并由物體、視圖總結出“長對正、高平齊、寬相等”的投影規律。這種由感性到理性的教學方法，能使學生知識掌握牢、印象深，而且學生的主體作用也能得到充分發揮。

運用多媒體技術優化機械制圖課堂教學，可以使傳統的教學手段無法講清或難于講清的教學內容化難為易、化繁為簡，使抽象的視圖變得直觀，有利于突破教學中的重點和難點，使課堂教學獲得最高的效率。如：將剖視圖的剖切過程用動畫表達出來，使學生更清楚地看到機件的內外結構，很容易就掌握了剖視圖的畫法。而對于裝配圖，動畫的優勢更為突出。許多學生對零件的繪圖和讀圖都能掌握，可對多個零件裝配起來的部件感到很難，而動畫用簡單的畫面動態表現，使學生很容易理解和掌握，增強了學生學習的趣味性和多樣性，增強了學生的空間思維能力。

三、多種訓練是發展學生空間思維能力的重要途徑

《機械制圖》是一門實踐性較強的課程，學生在課堂上聽懂教師的講課并不難，但要較好地理解和掌握本課程的內容，培養較強的空間思維能力，則需要從學生實際出發，始終貫徹“以讀圖為主，讀圖與畫圖相結合，以讀引畫，以畫助讀”的原則，培養學生的讀圖和繪圖技能，在教學活動中針對各教學難點進行以下訓練。

1.讀圖造型訓練。讀圖造型就是對照三視圖加工物體模型的過程。在制圖教學中，讓學生根據三視圖用橡皮泥進行基本體和各種模型的制作，或根據已給視圖特征，借助模型制作，對學生進行正確的補視圖補缺線訓練，使學生的空間思維活動往返于圖物之間，并反復檢查直到圖物吻合為止，以培養和提高學生的空間思維能力。

2.構形設計訓練。構形設計訓練就是根據給定的一個（或兩個）視圖設計出各種形體，并補畫它的另兩個（或一個）視圖，比如一題多解：給定兩視圖，補畫出多種可能的第三視圖。通過這種訓練，可以豐富想象，培養學生靈活多變的思維方式。

3.分步切割訓練。分步切割就是從基本體開始切，一步一步切成所要的立體。這就要求教師必須具有較強的徒手繪制軸測圖的能力。這種方法在講切割類組合體時特別實用，例如，在做補視圖練習時，教師先引導學生想象沒切之前的原始形狀，在黑板上畫出軸測圖，然后切割，第一步切割后變成什么樣，補出視圖，第二步切割，再補出視圖……最后完成。補漏線也一樣，每切割一步補一步，一步一步完成。這樣，學生就會清楚地看到每一步切割的立體形狀，在腦海中建立空間立體的概念，增強立體感，促進學生空間思維的發展。

4.同一形體的變位訓練。同一形體，如果變換它的空間位置，則其投影后的三面視圖也將隨之發生很大變化，有時一個十分簡單的變化，就會引出難度較高的視圖。比如作組合體視圖練習時，在不違背主視圖選擇原則的前題下，從幾個不同方向選擇主視圖的方向，畫出同一物體的三視圖，使學生從表面看起來相差甚遠的三視圖表達的卻是同一物體的過程中得到啟示、思考，無疑可以開闊學生的思維，對提高學生識圖的應變能力和空間思維能力十分有益。

5.邏輯讀圖訓練。讀剖視圖的過程是空間思維能力提高的思維過程，假想用剖切面，通過物體孔或槽的中心線或軸線剖開物體，將處在觀察者和剖切面之間的部分移去，而將其余部分向投影面投影所得的圖形，構成了剖視圖。所以物體、內部結構就較清楚地展現眼前。在讀剖視圖時，如剖視圖在左視圖上，剖切部位在孔或槽的中心線或軸線上，則剖切平面為側平面。

6.實物觀察訓練。對于零件表達方法和裝配圖的特殊表達方法，尤其是軸套類、支架類、撥叉類和箱體類四大類典型零件的識讀，在強調泛讀的基礎上，如結合工廠實際的部件或直接到工廠參觀、觀察實際零件加工過程，再對照加工圖紙，使學生在思想上對零件產生感性認識，見多識廣，舉一反三，利于相似聯想，使學生的空間思維能力得到升華。

綜上所述，要通過《機械制圖》課程教學有效地培養學生的空間思維能力，必須堅持“以學生為本”的教學理念，圍繞學生空間思維能力、看圖能力、繪圖能力的培養與提高組織教學，創造形體感知機會，幫助學生豐富表象儲備，運用直觀形象的教學方法，并通過手腦并用的多種訓練促進學生空間思維能力的發展，全面提高學生讀圖、繪圖的技能，這樣才能取得良好的教學效果，真正達到提高教學質量的目的。

參考文獻：

[1]錢可強.機械制圖[M].北京：中國勞動出版社，2007.

[2]王幼龍.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007.endprint