《機械制圖》教學(xué)如何提高學(xué)生的空間想象和思維能力

辛月春

《機械制圖》是工科院校一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生初步的識讀機械圖樣能力、空間想象和形象思維能力及繪圖的基本技能。空間想象和思維能力的好壞直接制約《機械制圖》的學(xué)習(xí)效果優(yōu)劣。在教學(xué)中，我們不難發(fā)現(xiàn)，空間想象能力強的學(xué)生，對知識接受快，思維敏捷，能舉一反三，學(xué)習(xí)興趣越來越高；而空間想象能力弱的學(xué)生，對知識接受壓力大，思維靈活性差，缺乏學(xué)習(xí)動力。從二者強烈的反差中可以看到：如何培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力是提高本課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在，也是教師在教學(xué)過程中必須把握的重中之重。《機械制圖》這門課需要學(xué)生通過正投影法，把空間物體畫成平面圖形，然后通過形體分析法和線面分析法，把平面圖形想象成空間物體形狀，那么如何培養(yǎng)和提高學(xué)生的空間想象能力和形象思維能力，是學(xué)好機械制圖的關(guān)鍵。

我所教的學(xué)生是中職生，他們普遍是初中時的下等生，學(xué)習(xí)成績一般，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差，要想讓他們立即進入狀態(tài)學(xué)好《機械制圖》這門課，顯得有些不切實際，那么如何培養(yǎng)學(xué)生的空間想象和空間思維能力，讓他們愛上這門課，是擺在我們面前的一個值得思考的問題。在多年教學(xué)中，我摸索了以下幾個適應(yīng)職校生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗現(xiàn)在與大家分享。

一、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，樹立學(xué)生學(xué)習(xí)《機械制圖》的自信心

雖然學(xué)生基礎(chǔ)很差，底子很薄，但我深知興趣是最好的老師。首先我通過理論講解，利用課堂教學(xué)吸引學(xué)生的注意力，讓他們感受到《機械制圖》的重要性和趣味性，從心里認識到必須學(xué)會它，必須掌握它。此外，我語重心長地對他們說：“《機械制圖》的入門需要三個月時間，在這三個月里，只要你認真做作業(yè)，勤思考，不懈怠，下定決心跟著老師，很快會柳暗花明的，當(dāng)你愛上《制圖》時，每當(dāng)做對一道題就會有很大的成就感。”通過放長線，讓學(xué)生對制圖學(xué)習(xí)有了信心，再遇到困難時也會存有希望，給自己鼓氣“加油，慢慢來”，這對以后的學(xué)習(xí)有直接影響。在講授三投影體系模型的建立時，演示物體的投影過程，認識物體分別在V、H、W面的投影效果和所得的視圖，讓學(xué)生直接感受三維立體向二維平面轉(zhuǎn)化的過程。最直觀的方法是可以利用教科書垂直打開與講臺桌面建立起空間投影體系，粉筆盒、三角板、鉛筆等作為各類幾何元素，教會學(xué)生如何在這樣的空間投影體系中，模擬擺出各種不同幾何元素的位置，再觀察假設(shè)投影后的效果，在頭腦中做默圖訓(xùn)練。還可以鼓勵學(xué)生交流各自默圖結(jié)果，誘導(dǎo)學(xué)生積極思考，最大限度地調(diào)動學(xué)生的思維主動性。這種形象且直觀的教學(xué)方式，可以吸引學(xué)生注意力，培養(yǎng)感知力和空間想象力，增強學(xué)習(xí)效果。另外，在學(xué)習(xí)過程中，我適時通過往屆考生的真實案例激勵他們，抓住學(xué)生的好奇心，增強學(xué)習(xí)《機械制圖》的自信心。由易到難，循序漸進，講練結(jié)合，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的閃亮點，并及時給予肯定和表揚。

我班學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍偏差，有相當(dāng)一部分學(xué)生的認知能力還停留在小學(xué)和初中水平，他們學(xué)習(xí)意志薄弱，不能圍繞一個目標(biāo)做長期不懈的努力，有的淺嘗輒止，有的半途而廢，因此學(xué)習(xí)效率很低。由于初中沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，他們往往會出現(xiàn)“三分鐘”熱度的現(xiàn)象，稍微遇到挫折，就喪失信心。比如開始學(xué)習(xí)制圖時，講幾何作圖他們掌握得還很好，每當(dāng)做完一個圓弧連接的圖紙，那種高興勁、成就感，讓我感到似乎他從沒有享受過。每當(dāng)這時我會及時發(fā)現(xiàn)他們在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的閃光點，并予以肯定和表揚，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)熱度得以延長。但是隨著學(xué)習(xí)的深入，當(dāng)講點的投影時，從空間點到特殊位置的點，學(xué)生就出現(xiàn)了困惑，不知如何畫點的投影，空間想象能力弱的學(xué)生就想放棄了。此時我讓學(xué)生自己做教具，讓他們明白什么是三投影體系，如何利用三投影體系完成點的三面投影。當(dāng)學(xué)生通過自制的三投影體系明白了如何完成點的投影時，都急于讓我看看是否正確，我先從書寫線型加以評論，再看做法，依次加以肯定和鼓勵，最后指出不足和改進方法，這樣在不知不覺中，學(xué)生有了成就感，肯定了自己的學(xué)習(xí)方法，感覺似乎不用三個月也可入門了。

三、利用教具、掛圖和多媒體培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力

機器零件對于從農(nóng)村來的學(xué)生而言很生疏，平時很難見到，很難在腦中形成空間立體結(jié)構(gòu)，因此我利用教具、掛圖，讓學(xué)生多看、多想，產(chǎn)生對零件空間結(jié)構(gòu)的認知。如正投影法和三視圖教學(xué)，采用模型教學(xué)，讓學(xué)生對照圖樣找出模型，由模型畫出三視圖，使用模型提供感性依據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生反復(fù)感知，反復(fù)觀察，總結(jié)出三視圖間的投影關(guān)系規(guī)律為“長對正、寬相等、高平齊”。把由感知所得的表象，在頭腦中進行形體分析、綜合、概括、思維和識記。又如結(jié)合模型講解了水平面的定義，引導(dǎo)學(xué)生擺出正平面、側(cè)平面的位置，并分別表述出它們的定義和作出它們的三視圖。在此基礎(chǔ)上啟發(fā)他們分析、歸納出平行面和垂直面的投影特征分別為“一面兩線”和“一線兩面”。再講組合體視圖畫法時，我利用多媒體通過動畫讓學(xué)生掌握什么是形體分析法，如何利用形體分析法畫圖。進一步掌握了三視圖間的投影規(guī)律“長對正、寬相等、高平齊”。這樣不僅使學(xué)生對抽象理論知識有了深刻理解，把所學(xué)的知識真正弄通弄懂，而且通過動腦、動手等，鍛煉了學(xué)生的思維能力，增強變通能力，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，提高了學(xué)生分析形體的能力，讓學(xué)生的空間想象能力得以延伸。

四、通過記圖、讀圖訓(xùn)練，發(fā)展空間想象和思維能力

對于《機械制圖》而言，一個投影面的投影不能反映零件的真實形狀，《機械制圖》需要通過三視圖讓學(xué)生想象出零件的空間結(jié)構(gòu)，這樣我把一些兩個投影面投影相同的零件放在一起，分析怎樣找出反映零件特征的投影，從而判斷它們的形狀。這些圖像用多媒體手段，進行綜合講解，分析異同及產(chǎn)生差異的原因，然后比較實物、比較視圖，通過視圖想象形狀，完成從平面圖形想出物體的空間立體結(jié)構(gòu)的過程，對于相關(guān)聯(lián)的圖形要求必須記住。讀圖是一種思維訓(xùn)練，把簡單的映像與邏輯思維結(jié)合起來，促使學(xué)生利用分析、綜合等方法推理、判斷，從而想象出形體。形體思維是《機械制圖》教學(xué)必需的基礎(chǔ)思維，它是建立在豐富的感知基礎(chǔ)上和對視圖的科學(xué)分析及對表象的正確綜合。例如講組合體視圖的識讀時，采用形體分析法讀圖，利用多媒體教學(xué)把組合體的視圖按線框劃分成幾個部分，用不同顏色填充各個部分，幫助學(xué)生想象出各部分的形狀，最后綜合起來想象出整體形狀。這就是化繁為簡，把解決復(fù)雜的組合體問題轉(zhuǎn)化為簡單的基本問題，發(fā)展學(xué)生的空間想象和思維能力。

總之，中職生底子薄、基礎(chǔ)差、上課又好動，注意力難以集中，要在有限的時間內(nèi)培養(yǎng)他們的空間想象能力和空間思維能力，確實需要教師花費心思，想方設(shè)法吸引學(xué)生注意力。