制圖：訓(xùn)練創(chuàng)新思維的“體操”

摘要：為實(shí)施素質(zhì)教育，強(qiáng)化制圖學(xué)科素質(zhì)教育的功能，應(yīng)根據(jù)制圖學(xué)科的特點(diǎn)，把制圖作為創(chuàng)新思維訓(xùn)練的體操，在“以訓(xùn)練為主線”的教學(xué)結(jié)構(gòu)中，挖掘制圖學(xué)科中創(chuàng)新思維訓(xùn)練的生發(fā)點(diǎn)、訓(xùn)練點(diǎn)，堅(jiān)持以各種思維訓(xùn)練為核心，靈活運(yùn)用各種教學(xué)策略訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，使其掌握思維方法，形成科學(xué)的思維結(jié)構(gòu)，以提高學(xué)科教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：制圖；創(chuàng)新思維；“體操”

機(jī)械制圖是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要培養(yǎng)學(xué)生的讀圖和畫圖能力。讀圖和畫圖能力的培養(yǎng)離不開思維能力的訓(xùn)練，即形象思維、發(fā)散思維、集中思維、想象思維、動(dòng)態(tài)思維等思維能力的訓(xùn)練。制圖的本質(zhì)是思維的過程，更確切地說是展示和發(fā)展思維的過程。因此，學(xué)好制圖課，不能只靠記憶，關(guān)鍵靠多練，要靠教師指導(dǎo)下的學(xué)生自主練習(xí)和積極思維。教學(xué)實(shí)踐證明，學(xué)生的制圖能力是練會(huì)的。

為提高制圖教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，教學(xué)中必須把學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用有機(jī)地統(tǒng)一在“以訓(xùn)練為主線”的教學(xué)結(jié)構(gòu)中。這里所說的“訓(xùn)練”是指教學(xué)過程中學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、培養(yǎng)能力、發(fā)展?jié)摿Φ母黜?xiàng)學(xué)習(xí)活動(dòng)和內(nèi)容豐富、形式多樣的制圖訓(xùn)練，包括練思維、練方法、練基本功、練能力。其中以各種思維訓(xùn)練為核心。這種訓(xùn)練貫穿于制圖教學(xué)的始終，所以說它是主線。

在“以訓(xùn)練為主線”的教學(xué)結(jié)構(gòu)中，筆者根據(jù)制圖學(xué)科特點(diǎn)，把制圖作為創(chuàng)新思維訓(xùn)練的“體操”，精心挖掘制圖學(xué)科中創(chuàng)新思維訓(xùn)練的生發(fā)點(diǎn)、訓(xùn)練切入點(diǎn)，堅(jiān)持以各種思維訓(xùn)練為核心，取得了良好的效果。以下詳細(xì)闡述具體訓(xùn)練策略。

形象思維訓(xùn)練制圖教學(xué)接觸的圖樣、物體都是形象信息。在三維形體與二維圖形相互轉(zhuǎn)化的過程中，需要空間想象能力、形象思維能力的參與，但這些思維都是以形象為對象和結(jié)果的。所以形象思維起著主導(dǎo)作用。在教學(xué)過程中，可通過引導(dǎo)學(xué)生觀察并收集實(shí)物、制作模型、畫軸測圖等來增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，通過記圖（在理解的基礎(chǔ)上，記住基本體、簡單組合體的圖形特征與它們所反映的空間實(shí)物形狀，記住圖與物之間的特征及其聯(lián)系）積累形體表象信息，根據(jù)實(shí)物、模型和軸測圖畫三視圖訓(xùn)練學(xué)生的形象思維。學(xué)生在想和做的過程中，手腦并用，左右腦積極協(xié)調(diào)活動(dòng)，形象思維能得到有效訓(xùn)練，能激活右腦的潛能，促進(jìn)創(chuàng)新能力的發(fā)展。

發(fā)散思維訓(xùn)練發(fā)散思維指為解決一個(gè)問題從多方面、多角度、多層次去探索多種答案的思維形式。美國心理學(xué)家吉爾福特認(rèn)為創(chuàng)造力以發(fā)散思維為核心，因而發(fā)散思維訓(xùn)練就成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。在制圖教學(xué)中，筆者通過設(shè)計(jì)一些典型作業(yè)作為發(fā)散思維的發(fā)散點(diǎn)，訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維，在探索和推測中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的流暢性、變通性。如運(yùn)用“一題多解”、“一題多變”等題型訓(xùn)練思維的流暢性（在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的設(shè)想，對一個(gè)問題擁有多種多樣的思路）和思維的變通性（改變思維方向，克服定勢影響的能力），培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。例如，已知物體的一個(gè)主視圖（如圖1所示），讓學(xué)生補(bǔ)畫左視圖。

題目布置后，讓學(xué)生獨(dú)自做3分鐘后進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每個(gè)學(xué)生都能夠運(yùn)用發(fā)散思維在短時(shí)間內(nèi)想出多個(gè)答案，例如，有的學(xué)生能想出7個(gè)答案?？墒且?dú)自想出10個(gè)以上答案還是很困難的，因?yàn)槊總€(gè)人的思維都有其局限性。通過組織學(xué)生交流討論，由于學(xué)生之間的思維相互啟發(fā)，思路開闊，學(xué)生的積極性越來越高，答案會(huì)越來越多。此時(shí)，答案會(huì)顯得零亂，教師要及時(shí)幫助學(xué)生分析、歸納、總結(jié)思維的方向和特點(diǎn)，糾正學(xué)生發(fā)散思維的盲目性，提高學(xué)生發(fā)散思維的流暢性和變通性。對此題筆者給學(xué)生的啟發(fā)是：一個(gè)圓的視圖可以想象出圓柱、圓錐、球三個(gè)基本體，兩個(gè)圓的視圖可以是兩個(gè)基本體的疊加（圖2a、b、c），可以是多個(gè)基本體疊加組合（如圖2d），也可以是一個(gè)基本體的切割、挖孔及其組合（圖2e、f、g），還可以是多個(gè)基本體疊加、切割、挖孔的綜合（圖1h、i、g）。這樣每個(gè)學(xué)生都能輕松有序地想出更多的答案，從而有效地訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維能力。學(xué)生也能體會(huì)到發(fā)散思維的樂趣，享受到成功的滿足感。

集中思維訓(xùn)練集中思維指通過抽象、概括、判斷和推理等方法尋求一個(gè)最佳答案的思維形式。研究證明，一個(gè)創(chuàng)造性活動(dòng)的全過程，要經(jīng)過從分散思維到集中思維，再由集中思維到分散思維的多次循環(huán)才能完成。所以培養(yǎng)發(fā)散性思維的同時(shí)也要培養(yǎng)集中思維。制圖練習(xí)題多是尋求一個(gè)答案的，是對集中思維的有效訓(xùn)練。視圖表達(dá)方案的選擇和確定是發(fā)散思維和集中思維共同作用的結(jié)果。給學(xué)生一個(gè)零件，讓學(xué)生選擇和確定視圖表達(dá)方案，結(jié)果學(xué)生的思維充分發(fā)散，其表達(dá)方案多種多樣。筆者將學(xué)生的各種表達(dá)方案張榜公布，讓學(xué)生相互比較，分析優(yōu)缺點(diǎn)，最后讓學(xué)生在眾多的方案中選出最理想的方案，從而在訓(xùn)練發(fā)散思維的同時(shí)，有效地訓(xùn)練了學(xué)生的集中思維。

想象思維訓(xùn)練愛因斯坦說過：“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力則概括著世界的一切，推動(dòng)著世界的進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉?！毕胂罅Σ粌H是創(chuàng)新的動(dòng)力，而且還是學(xué)生理解掌握制圖知識(shí)和理論的得力助手。想象是在人腦中對已有的表象進(jìn)行加工改造而創(chuàng)造新形象的過程，是最富有創(chuàng)造性的思維方式之一。想象包括再造想象和創(chuàng)造想象。再造想象是指根據(jù)語言描述或圖樣示意在頭腦中形成新形象的過程；創(chuàng)造想象是指不依據(jù)現(xiàn)成的語言描述或圖樣示意而獨(dú)立地在頭腦中形成新形象的過程。制圖學(xué)科在訓(xùn)練學(xué)生想象思維方面有著其他學(xué)科不可替代的作用。在制圖教學(xué)中，主要采用以下幾種做法訓(xùn)練學(xué)生的想象思維：通過識(shí)讀三視圖和由已知兩個(gè)視圖補(bǔ)畫第三視圖等訓(xùn)練再造想象思維；根據(jù)給出一個(gè)視圖（給定條件不充分）補(bǔ)畫另外兩個(gè)視圖，通過創(chuàng)造性地想象各種空間立體形狀訓(xùn)練創(chuàng)造想象思維；通過布置設(shè)計(jì)組合體綜合性訓(xùn)練作業(yè)，讓學(xué)生進(jìn)行充分的想象構(gòu)思，從而訓(xùn)練創(chuàng)造想象思維。

動(dòng)態(tài)思維訓(xùn)練教學(xué)使用的模型、掛圖，因其處于靜止?fàn)顟B(tài)，學(xué)生對三維形體——二維圖形轉(zhuǎn)換規(guī)律的理解存在一定困難。為此，可以利用多媒體技術(shù)制作三維動(dòng)畫，形象地再現(xiàn)讀圖、畫圖的動(dòng)態(tài)思維過程，如動(dòng)態(tài)展示三面投影圖的形成與展開、剖視圖的形成等，幫助學(xué)生形成形象的動(dòng)態(tài)物理模型，為激發(fā)學(xué)生的動(dòng)態(tài)思維提供客觀物質(zhì)基礎(chǔ)條件，幫助學(xué)生建立三維空間概念，掌握三維形體——二維圖形的轉(zhuǎn)換規(guī)律。線面投影分析是培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖能力常用的方法。按此方法分析圖形上的每條“線”和每個(gè)“框”時(shí)，常被表述為輪廓、面形投影、積聚。這樣表述的結(jié)果，往往使得本來較抽象的“線”、“面”，仍然停留在線、面的概念上。如果改用動(dòng)態(tài)的表述方法（使用拉伸、切割、抽出、疊加等術(shù)語）描述形體的形成，就容易使學(xué)生很快建立起深刻的空間形象，掌握“一框?yàn)橐惑w”的快速讀圖技巧，養(yǎng)成動(dòng)態(tài)思維的習(xí)慣。例如，讀圓柱三視圖時(shí)，俯視圖為圓，它反映的是物體的前后左右關(guān)系，反映不出高度即物體的上下關(guān)系，此時(shí)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)思維把這個(gè)圓向上拉伸一定的高度，圓柱立體就形成了，這樣運(yùn)用動(dòng)態(tài)思維建立空間的立體模型，更有利于提高學(xué)生的空間想象力。

批判思維訓(xùn)練創(chuàng)新思維的生命力在于質(zhì)疑和批判。批判思維即學(xué)生會(huì)用批判的眼光去質(zhì)疑問難，去追尋未知的知識(shí)領(lǐng)域。在一次習(xí)題課中，筆者布置了以下題目：已知主、俯視圖，補(bǔ)畫左視圖（如圖3所示）。并指出有的題目不一定有解，有意識(shí)地在課堂上說這題是無解的。結(jié)果下課后只有一位學(xué)生敢于質(zhì)疑，對教師說這題有解，并提供了如圖4a1所示的常規(guī)答案。在第二節(jié)課上，筆者對這位學(xué)生敢于質(zhì)疑和批判的精神進(jìn)行了大力表揚(yáng)，指出在學(xué)習(xí)過程中要敢于對教師和教材進(jìn)行質(zhì)疑，并提問大家對這位同學(xué)的答案有沒有異議？經(jīng)過一段時(shí)間的討論，結(jié)果另一位學(xué)生提出了新的答案（如圖4b1所示）。由此可見，學(xué)生的潛力是很大的。

思維綜合訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，既要注重某一思維方式的單項(xiàng)訓(xùn)練，又要注意各種思維相結(jié)合的綜合訓(xùn)練，使其有機(jī)結(jié)合起來，形成科學(xué)的思維結(jié)構(gòu)，掌握創(chuàng)新方法，不斷提高創(chuàng)新能力。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者精心設(shè)計(jì)思維綜合訓(xùn)練題，把強(qiáng)化訓(xùn)練力度當(dāng)作重要舉措來抓。如在組合體一章中，一般要貫徹“以練為主”的教學(xué)原則，通過大量的練習(xí)提高制圖能力，但往往容易陷入“題海戰(zhàn)”，學(xué)生做作業(yè)累，教師批改忙，教學(xué)效果不佳。為此，筆者創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了一堂《設(shè)計(jì)組合體》綜合訓(xùn)練研究課，滲透創(chuàng)新技法，創(chuàng)新教學(xué)方法，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生通過自己的分析、比較、歸納、想象、聯(lián)想、綜合等思維活動(dòng)，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出包含盡可能多的知識(shí)點(diǎn)的組合體，讓學(xué)生進(jìn)行思維綜合訓(xùn)練，有效地促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，取得了良好的教學(xué)效果。

在“以訓(xùn)練為主線”的教學(xué)中，要注意避免把“以訓(xùn)練為主線”當(dāng)作題海戰(zhàn)術(shù)，大量地、重復(fù)地做練習(xí)題；還要避免把過去的教師“滿堂講”變?yōu)閷W(xué)生“滿堂練”。

總之，在“以訓(xùn)練為主線”的教學(xué)實(shí)踐中，只要教師充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，精心創(chuàng)設(shè)思維訓(xùn)練情境，學(xué)生的主體作用就能得到有效發(fā)揮，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就能得到有效激發(fā)，學(xué)生的思維能力就能得到有效訓(xùn)練，制圖課的教學(xué)效率也會(huì)有效提高。同時(shí)，通過“以訓(xùn)練為主線”的教學(xué)實(shí)踐，挖掘制圖學(xué)科中強(qiáng)化素質(zhì)教育的功能，不但要注重某一思維能力的單項(xiàng)訓(xùn)練，而且要注重各種思維能力相結(jié)合的綜合訓(xùn)練，使其有機(jī)結(jié)合起來，能促使學(xué)生形成科學(xué)的思維結(jié)構(gòu)，從而有效地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]林宏，張彤，等.工程圖學(xué)學(xué)科思維訓(xùn)練的研究與實(shí)踐[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2000，（4）.

[2]趙卿敏.創(chuàng)新能力的形成與培養(yǎng)[D].武漢：華中科技大學(xué)，2002.

[3]劉福華.在工程制圖教學(xué)中強(qiáng)化素質(zhì)教育[J].教學(xué)研究，2005，（4）.

作者簡介：

潘美祥（1966—），男，浙江新昌人，浙江新昌職業(yè)技術(shù)學(xué)校高級教師，浙江省特級教師。