首页 -> 2007年第8期
机械制图课教学中如何教学生读组合体视图
作者：文向前
关键词：机械制图课；组合体视图；形体分析法；原型法
机械制图课主要研究立体与平面之间相互转化的问题,讲授正投影作图、零件图及装配图的基本知识，教学重点是培养学生读图和制图能力。而在读图的过程中如何通过投影分析，想象出空间物体的形状则是解决问题的关键。因此，正确、有效的读图方法尤为重要。
读组合体视图的方法和画组合体视图的方法的异同
长期以来，形体分析法被认为是画组合体视图和读组合体视图的基本方法，在机械类专业各种版本的教材中经常有这样的叙述：组合体视图和制图一样，经常采用的方法仍然是形体分析法。在教学中，笔者发现该方法存在以下问题：
在逻辑上前后矛盾读图的目的是把投影图上表现为线框和线条的二维图形还原为三维空间形体。从阅读线框、线条入手，依据基本投影特点，通过分析、思维、判断等过程，将形体还原，由此可见这些线框和线条所代表的空间形体是什么，要经过读图这一环节，弄清楚投影特性之后才能确定。所以，空间形体的确定是读图之后的结果，而不是读图前就知道的，把读图方法称为形体分析法是不妥的。
不符合认识的客观规律画组合体视图是把复杂的组合体视为若干简单的基本体，并将其按照基本的要求组合起来，先逐个把基本体的投影图画出来，再完成组合体的视图，这个过程是由空间到平面的转化过程，转化的依据是投影规律和基本投影的特性。读组合体视图的过程是上述过程的逆过程，即由平面图形转化为空间形体，这个转化过程的依据虽然也是投影规律及其基本体的投影特性，但思维方法不同，前者是由空间到平面的转化，后者是由平面到空间的转化，是根据已完成的投影图，经过深入的分析以后，依据投影特性最后确定空间形体的。由此可见，画图和读图在认识上是互逆的过程，思维的方法和目的不同，若用同一种方法解决不同的问题，不符合认识的客观规律。
符合认识客观规律的读图方法——原型法
读组合体视图的基本方法是什么呢？笔者根据形象思维理论提出一种新的方法——原型法。
根据图学思维特点可知，形象思维是图形思维的主要形式，在图学思维过程中，由视觉接受的信息均为物体或图形的轮廓特征，而要获得完整的信息，深刻认识它们，则必须对整体进行分析、归纳、综合，这是形象思维的典型过程，是从整体到部分，由表及里，由浅及深，去粗取精，去伪存真的思维过程。这个思维过程虽然也有抽象思维，但思维过程中经分解、综合，创造的是形象，最后被认为的仍旧是形象。据此可知，读组合体视图时，二维图形输入人脑后，图形信息被分类并与某一原型的相应成分进行搜索匹配。当输入的图形信息不足或人脑没有完全接收输入的信息时，常常是近似匹配。再造想象是根据图形或词汇的描述，在人脑中产生新表象的过程，这种表象可以是没有直接感知的表象，根据原型匹配得到的是三维图像以及二维图像信息表达三维形体之间的关系，人脑进行再造想象形成对输入的二维信息所表达的三维物体的综合形象。得到三维形象后还需回溯到思维活动的原点，把所得的三维形象与输入的二维信息进行对照检验，以便证实思维结果的正确性，如果二者不符合还需要再重复这一过程，直到二者完全符合为止。
笔者认为，使用原型法读图可从以下几方面入手：
看视图，分线框从二维图形看，组成线框的投影在空间总是代表着一个面，至于是平面还是曲面，从其他与其对应的投影中可以得出结论，而且从投影特性中可以分析这个面是平面立体上的表面投影还是曲面立体上的投影，即把每个线框和线条的含义区分开来。
对投影，想原型按照投影规律寻找相应线框的其他投影，根据投影分析，把点、线、面等基本元素，按照原型匹配的法则，想象出物体的原型。
画原型，定形体把想象出的原型，用轴测图表示出来。这时得到的原型还是原始的，要把原型与三视图进行对照检验，不断修改所得到的原型，即不断重复以上步骤，直到原型与三视图完全符合为止。
从认识的角度看，原型法更多地体现了从特殊到一般的认识规律，因而更容易为人们所普遍掌握和接受，这主要是由于人们认识事物不可能一次完成，认识的过程是循序渐进的。而且人们对于事物的描述往往受多种因素的启发而不断完善。原型法将模拟的手段引入读图的过程，这有助于解决以往读图中难以解决的问题。
在教学中如何运用原型法
原型法属于记忆表象是一类客观物体的基本成分的抽象形式，原型具有直观性，是在感知的基础上形成的，反映一类事物共有的、表面的一般形象特征。在制图学中原型是指点、线、面、体及其综合形式。原型是形象思维的基础，掌握了一定数量的原型，才能进行有关图学的形象思维活动，即通过分析、比较、综合、概括得到新的思维结果。其过程是匹配某一原型，和利用已知原型想象出其他新物体形体，即原型再造的过程。因此，我们在教学中首先要向学生头脑中输入大量的原型。
在学生根据二维图样建立三维形象时，为加强空间想象的形象化描述，可以利用轴测图作为辅助工具，帮助学生建立空间概念，把读图想象过程用立体感较强的轴测图分步显示出来，既形象又具体，再检验所画轴测图与图样是否相符，并不断修改轴测图，直至完善。我们在教学中试用了这种方法，使平面图形和空间物体的对应关系紧密建立起来，在教学中发现学生很容易理解、掌握并应用这种读图方法。
笔者在教学中是这样安排课程的：先讲简单的组合体，再讲点、线、面，然后再讲复杂组合体，再讲轴测投影。在讲轴测投影图时，把重点放在徒手绘图训练上，有了这些基础之后，再进行读图的训练，这样做有明显的效果。笔者认为，机械制图主要是培养学生的制图和读图能力，在教材的编排上应该依次为中心以符合认识的发展规律，合理地组织教材内容。应将画法几何的内容穿插于制图的内容之中，学以致用，便于学生理解和掌握，即先从体入手，再进入到画法几何体系，然后再过渡到机械制图的内容，这样比较理想。原型法作为读图的一种方法，符合思维的规律，在推进制图教学的科学化方面必将起到积极的作用。不过，这种读图方法还很粗浅，有待进一步完善和深化。