首页 -> 2007年第6期

制图教学中如何培养学生的空间想象力

作者：滑嘉林

　　《机械制图》是工程界的共同语言，是技工学校机械类专业必须掌握的一门实践性很强的技术基础课，也是一门工具课，教学大纲中明确要求通过学习培养学生的空间想象力、思维能力和构思能力，以达到熟练看图和绘图的能力。实践证明，机械类专业的学生走上工作岗位，如果没有一定的制图知识，就无法胜任机械加工、制造、装配等工作。而学好制图就是培养学生的空间思维能力，即要求学生熟练掌握图纸与零件形状间的相互转换关系。但事实上这正是大多数学生在学习过程中所碰到的最棘手的问题。我校的招生对象是应届初中毕业生，大多数学习成绩较差、空间想象力较弱，物体与视图的相互转化比较困难。如何尽快提高学生的空间想象能力，成为教学工作的首要任务。多年来，经过不断的探索、研究、讨论、实践，在这方面收到了很好的效果。下面，我想就此谈谈我在教学实践中的一些体会。
　　
　　化难为易、循序渐进
　　
　　循序渐进是一条重要的教学原则。学生对问题的认识都有一个从简单到复杂的过程。研究问题应从简单入手、逐步深入。一方面应从内容整体结构上做到循序渐进，逐步深入地进行施教，另一方面在每一问题的讲解中也应从简单入手、步步深入，以达到培养学生空间想象能力的目的。
　　制图课内容较深、难度较大，近年来由于技校招生的改革，面向社会、公开招生、自愿报名，大多数是基础较差的学生。如果在教学中不先从简单入手，讲解过于复杂，就会使学生对本课程产生畏惧心理，失去兴趣以至厌学。所以在讲授时应注意将教材化难为易。例如从制图的基本知识直接讲授正投影法，要求学生掌握基本几何体三视图的画法，对于学过制图的人来说非常容易，但对于初接触这门课的学生来说，大部分学生很难接受。为此，我就从空间点的投影讲起，通过反复举例、练习，让学生先建立起空间点的概念，再逐步讲空间直线及平面的投影，并让学生判别物体的六个方位：上、下、左、右、前、后。为了让学生做出正确判断，在理解的基础上把判定六个方位编出容易记忆的顺口溜，如视图中“远离主视是前方”，主、左视图都可以反映物体的上下，“上是上方、下是下”等等。每节课都将物体的方位贯穿其中，这样从点、线、面过渡到基本体的三视图非常自然，最后标注基本体的尺寸以及在基本体表面取特殊点、一般点，循序渐进，使学生初步建立空间的概念。
　　从简单入手，还需分清主次，即抓住主要因素，暂时舍去次要因素。如在讲叠加类组合体三视图的识读时，若要求学生由三视图完整构思会感到茫然，需利用形体分析法按以下步骤进行：（1）画线框、分形体；（2）对投影、想形状；（3）合起来、想整体。先构思出画的每个线框部分形状和位置，进而构思出整体形状，最后再分析细节作出全面分析。这样就通过简单入手、循序渐进的方法，培养起学生较强的空间想象能力和科学的看图方法。
　　
　　充分运用直观教学培养学生的空间想象力
　　
　　采用直观的教学方式，使学生从简单的观察中去认识深刻的原理。初次接触制图课的学生往往有一种生涩难懂的感觉，其次是好奇，这么复杂的视图是怎么画出来的呢？这就需要我们在授课时努力改进、完善教学方法，将知识性和趣味性结合起来。为此，应充分地运用电影、录像、多媒体等现代化手段，配合丰富的教具、模型、挂图从多个方位让学生感受三视图的形成原理。学生既能在一种轻松、活跃的气氛中建立较强的空间概念，又提高了学习制图的兴趣。
　　感性认识是空间想象力形成和发展的基础。在教学中我经常要求学生尽可能自己动手制作模型，比如我在讲三视图的形成时，首先要求学生建立起三投影面体系，上课前就布置作业：用一张硬纸自己折出展开的及空间的三个投影面，上课时选几个代表上讲台演示平面与空间三投影面的转换，把简单的长方体放在三投影面体系中讲述三视图的形成过程，让学生边动手边演示总结出三视图的投影规律。课堂中通过对模型、实物的观察、分析，使学生在头脑中建立起空间的感性认识、形成空间的整体形象，树立空间骨架，进而抽象为空间形体的平面图形。在看图时，由图想面、由面想体，反复进行图体的相互转换，学生在思维中储存的立体信息越多，空间思维能力就越强。
　　
　　练习画立体图有助于空间想象力的培养
　　
　　立体图是发展空间想象力的关键，是由感性认识向理性认识转化的桥梁。而立体图最大的优点是直观，能在二维平面中反映三维物体，可以帮助学生增强思维能力。对初学者来说，因其知识结构的差距，几乎没有什么空间概念，但他们能凭借自己的直觉识别一些简单的立体图，如长方体、正方体、圆柱体等。针对这一特点，带领学生画基本体的立体图，进而画出棱柱体、圆锥体等基本体。教学中我发现，尤其是初中学习特别差的学生看着自己画的立体图会欣喜若狂，这时我会及时鼓励他们“一切都是有可能的”，“别人能学会的，你们也能学会”，“告别多年的好学生的桂冠会重新戴在你们的头上”等，他们会重新找回学习的自信，这样通过线条的变化，对各种基本几何体的轮廓有所了解，初步树立空间概念，在此基础上可逐步深入，引导学生画一些复杂的图形，通过对学生直观感觉的引导，大大激发了学生的学习兴趣，避免了单纯理论知识的晦涩难懂，消除了对制图的畏难情绪。
　　
　　举一反三、触类旁通
　　
　　为使学生建立起较强的空间概念，我在平时教学中注意一例多讲、举一反三。例如在讲组合视图时，根据具体情况，在不违背主视图选择原则的前提下，从几个方面选择主视方向，画出同一物体的三视图，使学生从表面看起来不同的三视图却表达同一物体中得到启示、思考，培养空间想象能力。或是从相同的主俯视图想象出多个物体的形状，或根据一三视图想象出物体后，对三视图做出适当的图线变化，让学生根据图线的变化想象出相应变化的物体。这样通过不同的例子举一反三，使学生得到充分的空间想象的训练，深刻地理解图示原理，达到触类旁通的目的。
　　
　　强化训练
　　
　　看图是教学大纲对学生的基本要求，而要看懂图形，不仅需要扎实的基础知识，而且需要良好的空间想象力。而空间想象能力的提高并没有捷径可走，只有在平时的学习中多想、多练、多做才能得到提高。因此，教师应该适当加大学生的习题量。我的教学证明，只要习题的难度是循序渐进的，学生是能够按质按量完成的。为达到更好的效果，我对每次作业都进行评议，对规范、清晰、准确等方面进行分类评比，将画得好的张贴在板报“学习园地”一栏，激发学生的竞争意识，对画得不好的学生，激励他们自觉努力，不断帮助他们，及时鼓励他们，使学生间形成互帮互学的风气，发扬不让一个人掉队的团结精神，使每一个学生都有收获。
　　总之，空间想象力的培养不是一朝一夕的事，在教学过程中需不断调整教学方式，使学生一直保持学习的热情、坚持不懈、循序渐进，让每一个学生头脑中树立起一座“空间骨架”，逐步增强学生的空间想象力。