機械制圖—空間想象能力培養(yǎng)的思考

施忠健

【摘要】機械制圖是技工學校機械類專業(yè)學生的必修課程，識圖能力是本課程教學的主要目標。本文通過視圖中 “六向”方位對應關系、基本幾何體投影特征和組合體識圖方法來闡述從制圖基本知識和教學方法兩方面來著手培養(yǎng)學生的空間想象力和識圖能力。

【關鍵詞】機械制圖 空間想象力 培養(yǎng)

【中圖分類號】TP378.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）43-0201-01

技校學生大都是初中畢業(yè)生，加上生源基礎差，學習能力不足的特點，在機械制圖課程識圖能力方面是非常弱的。

識圖，就是根據(jù)平面圖形，在頭腦中轉換成空間立體形狀的過程。提高學生的空間想象力，提高識圖能力是職業(yè)學校制圖教學的主要教學目標，通過教學實踐，個人認為應從制圖基本知識和教學方法兩個方面為抓手。

一、關于制圖基本知識

圖線。任何圖形都離不開圖線，圖線是構成圖形的基礎。教學過程把各種基本圖線的畫法及用途，向學生講清楚，學生在讀圖過程中才明確每條圖線的含義。

例：粗實線—可見輪廓線；虛線—不可見輪廓線；細實線—尺寸線，尺寸界線；點畫線—中心線，等等。

三視圖的形成和展開。在開展此內容教學時，三面投影體系演示是關鍵，強調“六向”在平面視圖中的“方向”、“位置”。此部分內容看似簡單，但從教學實踐體會到，學生存在不同程度弄不清“方向”，也就是上、下、左、右、前、后在不同投影面上的位置分不清。“六向”沒有掌握好，嚴重影響學生的識圖能力。因此在講解這部分內容時，以立體模型和三面投影體系反復講明立體上“六向”在平面圖中的“方位”。

掌握規(guī)定畫法和簡化畫法。在機械制圖中，按正投影的方法作圖，是最基本的作圖方法。此外還是規(guī)定畫法和簡化畫法，要講明各種規(guī)定畫法與簡化畫法的區(qū)別。例如：在規(guī)定畫法中，沿對稱平面剖開的 “肋”與相鄰部分結構，是以粗實線為界的。并且剖開的 “肋”不畫剖面符號；不對稱分布的“肋”在剖視圖上按“對稱”畫出。又如：螺紋的大徑和小徑，齒輪的輪齒部分的頂圓與根圓，它們都沒有按投影的方法把螺紋和各處的 “牙”和齒輪的每個齒形逐個畫出，而是按規(guī)定畫法來畫，否則為錯。但是，簡化畫法則不然，例如：軸或者軸套上的小穿孔、鍵槽，它們可以按投影畫出弧形相貫線或截交線，也可以簡化成直線。可以簡化也可以不簡化畫出。

機械制圖基本知識是識圖的基礎，反復講，反復練，才能引起學生重視。

二、教學方法

制圖課程集原理和操作一體。教學方法應以直接面對面教學為主，輔以立體模型，多媒體手段，有助于提高學生的空間想象力，以快速達到由平面圖形在頭腦中轉換成立體形狀的能力。

1.基本體投影。在講基本幾何體投影時，同時把軸測圖畫法結合在一起進行講解，就是先用立體模型畫三視圖，在鞏固“六向”加深理解的同時，再利用剛畫出三視圖畫軸測圖，再用軸測圖對照模型，這樣做，能使學生加深對三視圖的理解，提高了學生根據(jù)三視圖想象立體形狀的能力。

2.組合體投影。應首先向學生說明：“組合體的投影，實際上是把組成組合體的各個基本幾何體的投影，按照三視圖中的相對位置再組合”。

組合體由兩個以上基本幾何體組合而成。基本幾何體投影特征是組合體識圖的前提。讀圖時，首先把已知視圖通讀一遍，整體上對圖形有個全面了解，確定組合體類型是疊加類、切割類還是綜合類。

對于復雜的組合體視圖，采用形體分析的方法，先在一個視圖中按線框分解為幾個相對的基本部分，運用三個視圖之間的投影關系把其它視圖中線框聯(lián)系起來，逐一考慮各個細節(jié)，分別想象出各部分的形狀和所在的位置，再綜合起來像整體的結構形狀。

例（圖一）：

用形體分析法，按線框，找關系，大致可分為三部分：1.底板、2.前立板、3.后立板——三個長方體。

（圖一）

（圖二）

分析思維過程：

（1）總體觀察（圖三）的三視圖，在主視圖中線框1′，運用主、左視圖之間“高平齊”關系找左視圖中的1〃圖框、又運用主、俯視圖之間 “長對正”關系找到府視圖中的1線框。這樣，三個視圖的對應的線框就找到了，三個線框是長方形（先不考慮主視圖上的缺口），按照基本幾何體的投影特征，可以想象出后立板是個長方體（圖二）中的“后立板”，再觀察主視圖上1′框上方有個長方形缺口，缺口對應左視圖1〃頂端長方形的圖框、還對應俯視圖后部中間長方形圖框，按照基本體的投影特征，這三個圖框不難想象出是一個長方形的空間缺口，見（圖二）中的“后板截去部分”，不難想象出“后立板最后的形狀”。過程：（圖二）中后立板→后產(chǎn)板截去部分→后產(chǎn)板最后開狀。

（圖三） （圖四） （圖五）

（2）再看（圖四），主視圖中梯形圖框2′。主視圖中的梯形的上底線與下底線（虛線）對應左視圖中的前、上部分圖框2〃、對應俯視圖的前部圖框2，可以想象成是一個長方體，截去左右兩個上角所形成的立體形狀。（圖二）：前立板截前→前立板截去部分→前立板截后。

（3）最后觀察（圖五）主視圖中虛線下的長方形圖框3′，對應左視圖中下方長方形圖框3〃，又對應俯視圖中最大的長方形圖框3，可以想象出是個長方體形狀：（圖二）中底板。

形體分析同時還要結合運用線面分析法，要注意點、線、面的投影特性，分析視圖中的每條線及每個線框的含義及空間位置。

視圖上每一條線的可能三種含義：

（1）表面交線的投影；

（2）具有積聚性面的投影；

（3）曲面外形線的投影。

視圖上一個封閉的線框的含義：

（1）可能是平面的投影；

（2）可能是曲面的投影；

（3）平面與曲面相切的投影；

（4）孔的投影。

看圖的步驟總結：

（1）初步了解

根據(jù)形體的一組視圖，初步了解它的大概形狀，并按形體分析法分析它由哪幾個部分組成，它們的組合形式及表面連接處關系。

（2）逐個分析

采用面、線分析法，把線框適當?shù)貏澇蓭讐K，用對線條找關系的方法，想角出各線框的形狀，逐個看懂。在講解時，要輔以立體圖形，使學生能直觀地看到各部分的組成形狀，這樣能加快學生立體感的建立。

（3）綜合想象

根據(jù)初步的概括了解，想出各部分的形狀和它們的相對位置，綜合起來想象出整體的形狀。在講解時隨時用立體圖表達想象的形狀。endprint