空間思維訓練在機械制圖高校課堂教學中的探索

周麗芳 鄭斌

摘 ?要：在高校課堂教學中，機械制圖算是一個教學的難點，需要的知識理論體系比較雜亂，而且知識點比較生硬，不是特別容易理解，傳統教學方式往往無法幫助學生有效攻克難題，所以利用空間思維與傳統教學方式相結合的方式可以取得更大的成效。比如“心理旋轉”和“搭積木”等比較有效的空間思維訓練，就可以提升學生的理解能力，以便于后來的學習、分析和研究，最終達到提高學生讀懂圖并且認識圖、理解圖的能力。

關鍵詞：空間思維訓練;機械制圖;高校課堂教學

機械制圖需要的技術性非常強，課程中所包含的內容也極為龐大，不但要理解點、面、線之間的立體關系，還要理解它們的空間結構，需要很強的邏輯思維能力，這樣一門課程，在傳統教育模式下會讓學生覺得特別晦澀難懂，更遑論進一步的分析和研究，容易打擊學生的自信心，讓他們產生厭惡心里，所以選擇合適的教學方法十分重要，而空間思維能力顯然對機械制圖教學中學習興趣的建立有重要意義，讓學生對龐大的信息量有簡單的梳理，進而提高學習效率。

一、空間思維訓練在機械制圖教學中的現狀

（一）空間思維能力概述

空間思維的定義很難界定，一般有廣義和狹義之分，狹義的空間思維是指從不同的方位去思考問題，突破對于點、線、面的限制，透過平面看到物體的立體形象，而廣義的空間思維大多是通過虛擬的東西，比如聯想、歸納等等方式來實現的，將呈現在眼前的東西深入的進行了解，不斷的進行對比，做出自己的判斷，最終在大腦中形成對一個事物的認知。在機械制圖的學習過程中，通常需要學生將眼睛看到的二維圖像通過思維轉化為三維的立體圖，所以空間思維能力可以起到很好的作用。

（二）學生的現狀

機械類課程的學習過程中，機械制圖是基礎，也是關鍵，在學習初期，學生往往不能主動的學習和接受，因為這些內容對他們而言非常陌生，對于不熟悉的東西，是很難理解且消化的，這種情況下，一旦遇到困難，就會造成學習的困惑越來越嚴重，導致對學習失去興趣。所以教師在授課過程中一定要講究方式方法，可以先利用投影將局限性打開，然后不斷的將想象范圍擴大，最終讓學生逐漸掌握空間思維的能力。

（三）造成這種現狀的原因

新生入學時，由于長期受應試教育影響，對理論知識的理解還停留在記憶和簡單的推理層面，想象能力偏弱，這也導致了在立體圖形的分析過程中受到很大局限，而工程圖樣是需要實踐與想象能力相結合的[1]，如果只根據書中的定義和推理，很難真正的理解和分析面臨的問題，所以空間思維能力對機械制圖的重要性不言而喻。

二、空間思維訓練和機械制圖在高校課堂教學中的方法

（一）加強空間認知訓練，為空間思維打下基礎

簡而言之，空間思維之于機械制圖也就是將二維圖形進行三維立體圖的想象，由于每個學生的能力不同，對于這一過程的接受能力也存在很大差距，甚至于很多思維能力較差的學生根本就看不同軸測圖，這種情況下就需要教師合理的進行引導，運用空間思維能力提高對立體空間的認知程度，除了判斷立體空間的前后、高低和方位等這些基本要素之外，結合投影來進一步了解物體存在的相對位置，精準的判斷物體在空間中的位置[2]，最終建立起空間立體的概念。在這個過程中，學生可以對空間思維有一個大概的認知，邁出空間思維訓練的第一步，即突破二維思維對思想的限制，為適應空間思維方式奠定基礎。

（二）加強立體認知訓練，培養空間思維能力

立體是一個很廣泛的概念，涵蓋的內容較多，包括圓柱、棱錐以及球體等等，這些都屬于基本立體，想要理解并不難，所以教師可以先從這些基本立體入手，通過這些立體幫助形成學生空間思維模式。上課過程中，教師可以準備一些基本立體的模型讓學生進行觀察，除了立體前后、高低、左右等一些基本要素之外，讓學生進行進一步的分析，根據物體表面的相對位置分析本體表面點，逐漸提高空間思維能力，最終實現空間思維能力的鍛煉，讓學生形成思維習慣，看到一個立體，就會不由自主的發揮空間思維能力，啟發想象能力的同時為機械制圖教學提供便利。

（三）選擇適合的教育方式進行空間思維能力訓練

對于空間思維能力的訓練，選擇合適的方式十分重要，目前比較常見的是“搭積木”式訓練方法，搭積木這種方式不但在兒童教育階段有著無可替代的作用，更可以很好的訓練空間思維能力，將平面看到的圖形進行立體化。比如正等軸測圖理論的學習過程中，就可以用搭積木這一教學方式，在平面上利用三角網格將二維平面圖進行三維立體圖的轉化[3]，如下圖所示。

如上圖所見，第一張是平面圖形，在看到這種平面圖形后，用數字來代表積木進行解析，最終將得出的數字進行轉化，形成圖二的立體圖形，然后引導學生畫出積木堆積在一起的圖形，最終得出圖三的立體草圖。從這個過程可以看出，搭積木式教學需要大腦快速的反應并相互協作，最紅才能得出結論，而這種方式是空間思維能力培養的重要方式。

三、結束語

機械制圖教學非一日之功，需要教師不斷的摸索，對教材進行不斷的鉆研，用靈活的教學方式達到課堂的最大優化，而空間思維顯然是一種非常有效的方式。空間思維能力并不復雜，只要教師在教學過程中指定合適的教學策略，將空間思維能力進行不斷的整合，就可以讓這種能力有效的被運用到機械制圖教學中。

參考文獻

[1]黃軍波，劉富凱，王睿.空間思維訓練在機械制圖本科教學中的探索[J].天津職業技術師范大學學報，2020，30（02）：51-54.

[2]謝青萍.機械制圖學習中學生空間思維能力的培養[J].新課程研究，2019（17）：101-102.