立足專業(yè)教學深化空間思維能力培養(yǎng)

摘要：《工程制圖》教學與空間思維能力的培養(yǎng)是相輔相成，不可偏頗的，學好《工程制圖》課程需要一定的空間思維能力，而通過學習《工程制圖》又可以大大提高空間思維能力，如何立足專業(yè)教學，深化空間思維能力培養(yǎng)，又是本課程教學的難點和重點之一。

關(guān)鍵詞：工程制圖空間思維能力培養(yǎng)

《工程制圖》是工科院校必修的專業(yè)基礎課，重點培養(yǎng)學生空間思維能力、空間想象能力、空間概念等。這是《工程制圖》課程的主要任務之一，也是工程制圖教學中的一個重點和難點。

學生的空間思維能力是學好工程制圖必需達到的一項基本素質(zhì)，是繪圖、識圖最重要、最直接的一種能力，是一個復雜、綜合的心理過程。結(jié)合專業(yè)教學來說，這種邏輯思維能力是在三維空間中，由空間到平面再由平面到空間、由實物到投影圖再由投影圖到立體的反復、雙向的過程中循序漸進、螺旋上升達到的。所以無論是專業(yè)學習還是未來的社會實踐，對學生來講空間思維能力都具有重要的作用。

一、空間思維能力的重要作用

首先，空間思維能力是學生識圖、制圖的基礎。機械圖樣是機械工程的通用語言，它分為零件圖和裝配圖。工程制圖就是學習識圖和繪圖原理及方法的一門主干技術(shù)基礎課。學生要想在機械行業(yè)立足，需要看懂圖樣，想象零件的空間結(jié)構(gòu)、零件的裝配關(guān)系、相對運動關(guān)系等等，這些都離不開空間思維能力。其次，空間思維能力也是學習其他專業(yè)課程的重要的基礎要求。

機械基礎中螺紋的大徑、小徑；極限配合與技術(shù)測量中形位公差項目直線度、平面度、圓度、圓柱度等術(shù)語的理解；車工工藝學中車刀基面、切削平面、主截面三個輔助平面的建立等內(nèi)容，都涉及到空間思維能力的運用。因此，在工程制圖教學中培養(yǎng)學生的空間思維能力，可以使學生在學習其他專業(yè)課程時有更多的用武之地。

二、培養(yǎng)空間思維能力存在的問題

由于工科學生相應學識水平有限，又缺乏實踐經(jīng)驗，因此學習時存在不少問題，主要表現(xiàn)在：

1.缺乏自信心。由于這部分內(nèi)容理解較難，學生在學習時存在畏難情緒。

2.空間思維能力不夠。由于學科本身實踐性較強，學生認知能力有限且沒有接觸實際生產(chǎn)，必須具備的空間思維能力普遍不夠。

3.思維方法單一。學生只會順向解決問題，缺乏捕捉重點、突破難點的能力。

三、如何培養(yǎng)學生的空間思維能力

1.直觀教學是培養(yǎng)學生空間思維能力的基本手段

工程制圖是以三視圖來表達形體的，也就是以二維平面圖形來表達三維空間物體。由于學生開始學習時有一定困難，因此要借助模型、捏橡皮泥、畫軸測圖、現(xiàn)場參觀等直觀手段來輔助教學，啟發(fā)學生思維，完成由物到圖的過程。如講圓柱體的三視圖，對照實物講解，引導學生觀察樹木等圓柱形物體的影子，學生就很容易理解圓柱體的三視圖是一個圓和兩個矩形。再如講組合體時，如果手邊沒有合適的模型，可以引導學生采用畫軸測圖的方法增加直觀性，啟發(fā)學生的空間思維。有條件的話，還可以經(jīng)常帶領(lǐng)學生進入實習車間對照零件圖和零件成品，從感性認識過渡到理性認識，培養(yǎng)空間思維能力。

2.計算機輔助教學是提高空間思維能力的重要手段

多媒體計算機輔助教學技術(shù)憑著它強大的信息處理能力，相關(guān)的二維、三維繪圖技術(shù)也日趨完善和智能化。比如講圓柱體、圓錐體的形成時，可利用多媒體演示，先畫一矩形旋轉(zhuǎn)360度得到圓柱體，再把矩形旋轉(zhuǎn)360度得到圓錐體。通過多媒體就可以把這種抽象的描述轉(zhuǎn)化成一個簡單而有趣的動態(tài)演變過程。學生不但在輕松愉悅中接受了新知識，拓展了抽象思維能力，而且激發(fā)了學生的學習興趣。如講組合體的識讀時，教師可利用計算機獨特的切割和疊加功能，一邊分析，一邊展示，得出實體。學生通過多方位的觀察和動態(tài)的演示很容易形成對空間形體的分析和推理，進而提高了學生的空間思維能力。

3.強化訓練是發(fā)展學生空間思維能力的關(guān)鍵手段

工程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(nèi)容，培養(yǎng)較強的空間思維能力，則需要在教學活動中針對各教學難點進行以下訓練：

①類比訓練

所謂類比訓練，是指給出幾組較為雷同的三視圖，使每組三視圖中有一個或兩個視圖相同，然后由學生分析總結(jié)視圖所表示的兩個不同形體各自的投影特點。

②構(gòu)形設計訓練

構(gòu)形設計訓練是指根據(jù)給定的一個（或兩個）視圖設計出各種形體，并補畫出它的另兩個（或一個）視圖。通過這種訓練，可以豐富想象，培養(yǎng)學生靈活多變的思維方式。例如可以給定兩個視圖，補畫出多種可能的第三視圖（即一題多解），也可以進行趣味投影構(gòu)形。

③結(jié)點法補圖訓練

補圖補線問題以往大多是根據(jù)已知視圖苦思冥想出形體的大致形狀，再來逐步補出未知視圖或缺線?，F(xiàn)在，我們可以將視圖視作求點的過程，也就是說第三視圖的形狀是由這些結(jié)點中的某種連線方式所決定的，這就是結(jié)點法的主要解題思路，這就要求學生對點、線、面的空間關(guān)系必須掌握得非常透徹。

綜上所述，要通過《工程制圖》課程教學有效地培養(yǎng)學生的空間思維能力，必須堅持“以學生為本”的教學理念，運用直觀形象和多媒體教學方法，并通過手腦并用的多種訓練促進學生空間思維能力的發(fā)展，全面提高學生讀圖、繪圖的技能和綜合素質(zhì)的提高。

參考文獻

[1]韓滿林《工程制圖》.東南大學出版社.

[2]王幼龍《機械制圖》.高等教育出版社.

作者簡介

呂德芳（1964.07-），女，湖北荊州人，武昌理工學院信息工程學院副教授，研究方向：機械設計與制造