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浅谈制图课教学中学生空间想象力的培养
作者：罗金华
关键词：机械制图；空间想象力；培养
《机械制图》课是机械类通用工种的一门重要技术基础课，既有抽象的投影理论又有很强的实践性。该课程的学习，直接影响到后续专业课程的学习以及学生将来能否胜任本专业的工作。因此，探讨行之有效的教学方法，培养学生的空间想象能力，进而提高学生的专业素质是值得研究的一大课题。
培养空间想象力的重要性
《机械制图》课程的基础是正投影原理和投影制图，主要是研究空间到平面（绘图）和平面到空间（读图）相互转化的关系、规律和方法。而读图和绘图都离不开空间想象，都离不开对空间物体的分析与表达。只有不断地通过由物到图、由图到物的反复实践，逐步提高空间想象力和空间分析能力，才能掌握投影理论及其应用。学习该课程的主要目的就是培养学生较强的空间想象能力、空间分析能力和熟练的绘图、读图技能。
读图和绘图想象的特点
“想象”不是简单地再现以往已经感知过的形象，而是在人脑中对已有表象进行加工改造而创造新形象的过程。这里所说的“空间想象”是指工程技术领域对空间形体或几何元素的形状、大小、方位及深度等的想象。
在读图和绘图的过程中，人们进行着复杂的心理活动。读图时，人们根据图中视图、尺寸和其他符号、文字对物体形状、大小的描述和示意，想象物体的空间形象，这是再造想象。设计绘制产品图纸时，人们对已有的表象进行选择、加工、改造，独立地创造出新的形象，这是创造想象。在绘图和读图过程中，需要边画边想，边想边画，或者边看边想，边想边看，使想象的形体逐步具体、完善、清晰起来，在这当中需要运用形象思维和抽象思维。
培养空间想象力的方法
培养学生空间想象能力的方法很多，但无论用何种方法，都要注意夯实制图知识基础，熟练掌握基本技能，养成细致认真的工作作风和态度，并结合学生实际情况选择适用的培养方法。
（一）明确基本概念，打好理论基础
任何一门学科都有其基本理论和基本思想。《机械制图》这门课程的精髓就是正投影理论。空间几何形体是由点、线、面等几何元素构成，因此空间几何形体的投影可转化为点、线、面的投影。在明了正投影的基本概念的基础上，通过对基本体、组合体及零件的大量观察与绘图练习，实施由浅入深、由简到繁地多看、多画、多想的教学策略，便能使学生对空间与平面的转换有更加深入的认识，从而逐步提高学生的空间想象能力。
（二）采用直观教学，提高感性认识
直观教学就是利用一些实物、模型来启发学生思维的一种方法。感性认识是空间想象力形成和发展的基础，课堂中通过对模型、实物的观察、分析，学生在头脑中建立起空间的感性认识，形成空间骨架，进而再抽象为空间形体的平面图形。在看图时，由“图”想到“面”，由“面”想到“体”，从而形成“一图为一体”的概念，这样学生在思维中存储的立体信息多了，空间思维能力也随之增强了。
（三）精选作业题目，训练创新思维
培养思维的创新性和广阔性是培养学生空间想象力的重要环节。要培养这种思维品质，就是要使学生在解题时会思考，善于思考，而不陷入茫茫题海中。教师在精选题目的同时，要善于一题多变、一题多解，使学生能举一反三，以不变应万变，起到事半功倍的效果。
如图1、图2所示，求作两图的第三投影。初看这两图，觉得两体相差很远，难易不一，其实它们所表达的是同一物体。图1是一正四棱柱按特殊位置放置，即四棱面都为投影面的平行面。截平面为正垂面，截交线为一平面四边形。图2也是该正四棱柱的截割体，只是放置的位置水平转动了45°。再如，按图3所给视图想象其形体。学生可以想象出图4、图5、图6等多个形体。经过这样一题多变、一题多解的训练，扩大了学生的思维领域，使学生不满足原有的方法而求新、求异、求多，充分发挥和锻炼了学生的空间想象力。
（四）加强实践环节，提高动手能力
机械制图是一门实践性很强的课程，在教学中重视实践环节，不但能激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，而且可以提高学生的动手能力，培养空间想象力。如让学生亲自做一些模型并按要求绘制各种视图；或者带领学生到实习点，对机器进行拆装并对零件进行测绘，然后再画出图纸。这样，极富情趣的实践过程充分调动了学生探求知识的积极性和创造性，在做中学，在乐中学，空间想象能力和空间分析能力必会得到较大提高。
（五）运用多媒体技术及制图软件教学，拓展知识层面
多媒体教学课件的三维动画可以清晰、直观地表达出每个形体的形成过程及其形状和投影的关系。而AutoCAD等制图软件在制图过程中更能给学生带来空间感受，二维图形与三维立体间的转化关系更为直观、生动。这些技术的应用，可大大激发学生追求高新知识的兴趣，拓展知识的深度和广度，使学生在二维和三维空间反复思索加深印象，非常有助于培养空间想象力。
空间想象能力不可能在短时间内迅速提高,这就要求教师在精心准备教学内容的同时要恰当选择能提高学生空间想象力的教学方法和手段，而学生应在认真学习正投影的基础知识和基本理论的基础上多看、多画、多想、多练。
参考文献：
[1]潘菽.教育心理学[M].北京:人民教育出版社，1983.
[2]梁东晓.机械制图[M].北京：中国劳动和社会保障出版社，2006.
作者简介：
罗金华（1969—），女，河北省遵化市职业技术教育中心教师，从事《机械制图》教学与研究。