高職制圖教學(xué)如何提高學(xué)生空間想象力

摘要：學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)是高職院校制圖教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，文章剖析了高職學(xué)生缺乏空間想象力的原因，提出了培養(yǎng)其空間想象力的過程、途徑及方法。

關(guān)鍵詞：高職；機(jī)械制圖；空間想象力

《機(jī)械制圖》作為表達(dá)設(shè)計思想、工作原理、裝配關(guān)系、技術(shù)要求、指導(dǎo)零部件的加工和裝配的一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生具備對機(jī)械產(chǎn)品圖樣的讀圖和繪圖能力，而這些能力的培養(yǎng)都離不開空間想象力?？臻g想象能力的欠缺使很大一部分學(xué)生覺得制圖課程難學(xué)，從而失去學(xué)習(xí)興趣與信心。因此，培養(yǎng)高職學(xué)生的空間想象能力，是學(xué)好制圖課程必須解決的一個關(guān)鍵問題。

培養(yǎng)學(xué)生空間想象力的過程

就制圖課程而言，空間想象力就是在原有感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，形成幾何元素、它們的相對位置以及機(jī)件構(gòu)形的整體形象的過程。想象來源于感性認(rèn)識，其發(fā)展依賴于足夠的形象儲備。因此，要想培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，就必須豐富學(xué)生頭腦中的形體表象儲備，并深化其綜合分析能力。其培養(yǎng)過程必須經(jīng)歷兩個跨度：一是空間物體在某投影面上的投影化為點(diǎn)、線、面在某投影面的投影，完成由物向圖的轉(zhuǎn)換，這種由空間向平面的轉(zhuǎn)換就是繪圖；二是將視圖中各種圖線及其組成圖形化為空間物體的各元素在某投影面上的投影，完成由圖向物轉(zhuǎn)換，這種由平面向空間的轉(zhuǎn)換就是讀圖。兩個跨度在本質(zhì)上是一致的，但第一跨度更具直觀性，是感性認(rèn)識；第二跨度則比較抽象，需通過理性分析、形象思維才能完成，是理性認(rèn)識。一般情況下，第一跨度是培養(yǎng)空間想象的基礎(chǔ)，應(yīng)在教學(xué)中首先培養(yǎng)；第二跨度是在第一跨度基礎(chǔ)上，空間想象力的進(jìn)一步升化。

培養(yǎng)高職學(xué)生空間想象力的方法

學(xué)習(xí)制圖是邏輯思維與形象思維的雙重活動，探討有效的教學(xué)方式，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，是制圖教學(xué)成敗的關(guān)鍵，筆者從自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出以下幾點(diǎn)心得。

形象化教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣感性認(rèn)識是空間想象力形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，通過感性素材吸引學(xué)生注意力，豐富學(xué)生的表象儲備，是培養(yǎng)空間想象力的關(guān)鍵一步。

1.運(yùn)用多媒體技術(shù)和制圖軟件進(jìn)行教學(xué)。高職學(xué)生大多對計算機(jī)有較為強(qiáng)烈的興趣，從電腦入手，利用多媒體教學(xué)課件吸引學(xué)生的注意力，給學(xué)生全新的視覺感受，能很好地提高教學(xué)效率。例如，以前的傳統(tǒng)教學(xué)手段是粉筆、黑板加模型掛圖，由于畫圖費(fèi)時多，有些復(fù)雜的零件圖畫十多分鐘只講三到五分鐘就不用了，課堂知識容量少，而掛圖和模型由于是事先制作的，靈活性差，使用有很大的局限性。采用教學(xué)軟件后，課堂講解的內(nèi)容大大增加，利用solidworks等三維實(shí)體造型軟件還可對零件產(chǎn)品進(jìn)行三維動畫演示，直觀清晰地表達(dá)出每個形體的形成過程及其形狀和投影的關(guān)系。筆者在實(shí)際教學(xué)中，經(jīng)常將此應(yīng)用于習(xí)題課或評講學(xué)生作業(yè)，在學(xué)生通過作業(yè)或練習(xí)對二維圖例有了一定想象的基礎(chǔ)上，再輔以軟件三維動態(tài)演示其正確的實(shí)體模型，從而有效地幫助學(xué)生構(gòu)建良好的空間模型，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓展了知識的深度和廣度，使其在二維和三維空間的反復(fù)思索中加深印象。此外，利用AutoCAD圖進(jìn)行圖例講解，計算機(jī)制圖的美觀性、整潔性能給學(xué)生以良好的啟示，有助于其養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣(如圖1)。需要指出的是，計算機(jī)軟件教學(xué)只是制圖課程的教學(xué)形式之一，這并不表示在教學(xué)過程中，對黑板和粉筆可以全盤否定，對于重要的步驟、規(guī)律還是有必要在黑板上做出說明。此外，教師也應(yīng)精選某些典型例題，在黑板上進(jìn)行手工繪圖的正確演示，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的作圖規(guī)范，養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣。

2.鼓勵引導(dǎo)學(xué)生主動參與教學(xué)環(huán)節(jié)。亞里士多德說過：“告訴我的我會忘記，給我看的我會記住，讓我參與的我會理解?！边@也充分反映了大多高職學(xué)生的特點(diǎn)。作為教師，應(yīng)該充分考慮學(xué)生的心智特點(diǎn)，在教學(xué)過程中，可通過觀察機(jī)器部件或某些常用零件的加工過程、切制泥模型、拆裝模具或?qū)嶋H零部件等方式，使學(xué)生在看實(shí)體零件的過程中，由對物、圖的感知獲得更多的物—圖的記憶表象庫，將其存在大腦之中，逐步明確物—圖之間的內(nèi)在聯(lián)系，并且豐富空間想象力，活躍空間思維，從而使學(xué)生逐步掌握繪圖與看圖的方法。另外，在課堂教學(xué)中，也應(yīng)創(chuàng)造各種條件，鼓勵學(xué)生主動參與教學(xué)環(huán)節(jié)。例如，在講重影點(diǎn)的問題時，如果僅在黑板上或用課件演示，難免顯得無趣，若請學(xué)生上臺，以教室的四面墻為投影面，如圖2中，學(xué)生甲和乙假設(shè)為點(diǎn)，對齊站立后，對于A投影面，學(xué)生乙即為學(xué)生甲的重影點(diǎn)。另外，還可將甲乙學(xué)生假設(shè)為直線，分別比較對A、B、C面的投影關(guān)系，相信學(xué)生在親歷過后的效果將遠(yuǎn)比演示的好。

引導(dǎo)建立正確的思維方式，做到舉一反三空間想象力的培養(yǎng)非一朝一夕之事，無捷徑可言，更不能通過大量盲目的題海戰(zhàn)來建立，其關(guān)鍵在于培養(yǎng)思維的創(chuàng)新性和廣闊性，使學(xué)生在解題時善于思考。這就要求教師在精選題目的同時，要善于一題多變、一題多解，使學(xué)生能舉一反三，以不變應(yīng)萬變，從而收到事半功倍的效果。

1.對比法。如圖3所示，兩個物體都具有相同的主視和左視圖，可以讓學(xué)生先對比想象一下實(shí)體形狀，就會發(fā)現(xiàn)實(shí)物存在多種可能性，只有看到俯視圖后，實(shí)體形狀才能完全確定。通過這些對比練習(xí)，教師可以對相似形體比較難想象的點(diǎn)、線、面進(jìn)行細(xì)節(jié)分析，幫助學(xué)生加以區(qū)別，加深印象。

2.總結(jié)法。如圖4所示，兩幅圖都可歸納為用正垂面截平面立體，求三面投影的類型。因此，同類題目，要善于總結(jié)規(guī)律，使學(xué)生真正掌握解題技巧和步驟，做到舉一反三。

3.逆向思維法。例如，“知二求三”(即已知兩個視圖，求第三個視圖投影)的習(xí)題許多都是已知主視和俯視圖，補(bǔ)畫左視圖，容易形成定向思維，所以，有時不妨嘗試逆向思維，對可進(jìn)行變更的題目做些改變，如給學(xué)生俯視和左視圖，補(bǔ)畫主視圖。如圖5所示的機(jī)件，由于側(cè)面比較能夠反映此機(jī)件主要形狀特征和位置特征，通常在教學(xué)時我們會選擇此面作為主視方向，但由于此機(jī)件比較簡單，我們完全可以在講解分析后，讓學(xué)生自主練習(xí)以S方向?yàn)橹饕暦较?，畫出三視圖。再如圖6，一個簡單的正六棱柱，放置方式不同，形成的三視圖也大不一樣。這些類型的一題多變、一題多解的訓(xùn)練，可以擴(kuò)大學(xué)生的思維領(lǐng)域，使學(xué)生不滿足原有的方法而求新、求異、求多，充分發(fā)揮和鍛煉學(xué)生的空間想象力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有利于對知識的全面掌握。

總之，在《機(jī)械制圖》教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和讀圖能力具有承上啟下的關(guān)鍵作用。它既是前面所學(xué)點(diǎn)線面基本體投影知識的綜合運(yùn)用，又是從投影法原理過渡到零件圖部分的橋梁，高職學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)要充分根據(jù)其性格特點(diǎn)，因材施教，以求獲得最佳教學(xué)效果。

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作者簡介：

胡星曄(1981—)，女，福建福州人，碩士，福建交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車系助教，研究方向?yàn)闄C(jī)械制圖、計算機(jī)繪圖、CAD/CAM。