淺談在機(jī)械制圖教學(xué)中平面形投影的教與學(xué)

王麗麗　單力巖

《機(jī)械制圖》是機(jī)械類通用工種的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，也是一門工具課。它有自身的科學(xué)體系和基本內(nèi)容，并和其他一些相關(guān)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)課有著緊密的聯(lián)系。而平面形投影作圖是《機(jī)械制圖》教學(xué)中的重要單元，是培養(yǎng)學(xué)生的形體分析能力、想象能力和表達(dá)能力的關(guān)鍵。

一、教材分析

平面投影作圖是以點(diǎn)、線、面的投影作為本章的基礎(chǔ)知識(shí)，是幫助學(xué)生建立空間概念、形成兩種能力的一個(gè)重要突破口，是豐富學(xué)生感性認(rèn)識(shí)的過程，也是形象思維培養(yǎng)的過程。而平面形的投影是點(diǎn)、線投影的發(fā)展，基本幾何體投影的基礎(chǔ)，起著承上啟下、貫徹始終的作用。因此，平面形投影是機(jī)械制圖課教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

（一）教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)大綱的要求，參照學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)水平和理解能力，確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

1、知識(shí)目標(biāo)：

掌握平面形對(duì)一個(gè)投影面的三種位置及投影特征；掌握平面形在三個(gè)投影面體系中投影的三種位置及七種類型的投影特征，并能根據(jù)投影判斷平面形的種類。

2、能力目標(biāo)：

通過直觀演示及講練結(jié)合的方式和啟發(fā)式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力；通過大量的訓(xùn)練使學(xué)生有較豐富的積累和儲(chǔ)存。

3、素質(zhì)目標(biāo)：

學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)學(xué)生樂于動(dòng)腦，勤于思考，能動(dòng)地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，使之成為一名現(xiàn)代的技術(shù)工人。

（二）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

綜合教材及學(xué)生的實(shí)際情況，確定本課的教學(xué)重點(diǎn)是突出對(duì)平面形的空間位置的判斷，講解重點(diǎn)是投影特征和有實(shí)形的投影。因?yàn)閷W(xué)生只要掌握了這七種類型平面形的投影特性，就可以自如地根據(jù)投影判斷出平面形的類型。另外以此為基礎(chǔ)，在后面學(xué)習(xí)幾何體、組合體的投影時(shí)，可以通過求幾何體的各個(gè)表面、各個(gè)表面上的線及線上點(diǎn)的方法，進(jìn)行逐步求解，將問題簡(jiǎn)化。難點(diǎn)是三種位置平面的投影分析。因?yàn)閷?duì)于初學(xué)本課程的技校學(xué)生來講，空間概念非常淡薄，只有熟練地掌握點(diǎn)、線、面的投影特性，才能逐步建立起空間概念，為基本的幾何投影打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、教材處理

教材按照循序漸進(jìn)的原則，從平面形對(duì)一個(gè)投影面特點(diǎn)講到相對(duì)于三個(gè)投影面的投影特征，分析七種類型。聯(lián)系點(diǎn)、線、面三個(gè)內(nèi)容，分別以點(diǎn)與線、線與面、面與面，三個(gè)內(nèi)容相互聯(lián)系。對(duì)三種位置投影面的投影特點(diǎn)分別加以分析。為加深學(xué)生形象記憶，選用一個(gè)平面形的立體模型展示各個(gè)平面對(duì)投影面位置及投影，即可總結(jié)出對(duì)一個(gè)投影面的投影具有三種位置的投影特性，平面形在三個(gè)投影面體系中投影的七種類型投影特征。通過直觀的教學(xué)很自然地把學(xué)生思維導(dǎo)入空間，使學(xué)生在思維中搭起“空間架子”。此外，還應(yīng)將制圖知識(shí)與學(xué)生在初中學(xué)過的數(shù)學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來，如點(diǎn)的坐標(biāo)、兩點(diǎn)連一線、三點(diǎn)(不在同一直線上)連一面等等，使他們有一種熟悉感，不再將機(jī)械制圖看得高深莫測(cè)。又能加強(qiáng)對(duì)空間思維的積累。這樣，學(xué)生學(xué)起來就輕松多了。

三、教學(xué)過程

（一）引言：先回顧已經(jīng)學(xué)習(xí)過的各種位置直線段的投影特性

例如：一直線段朋平行于V面，反映了線段的實(shí)長(zhǎng)，在H、W面投影分別平行于OX、OZ軸，其投影長(zhǎng)度均小于線段的實(shí)長(zhǎng)。由于不在同一直線上的三點(diǎn)可決定一平面，所以可在投影圖上利用一組幾何元素來表示平面。但是，形體上任一平面形都有一定形狀、大小、位置，如將不同的平面形進(jìn)行投影時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)不同形狀。那么，請(qǐng)同學(xué)們思考不同的平面形與投影面又處于什么位置？可以聯(lián)想從前學(xué)過的直線段投影的真實(shí)、積聚、收縮的特性，而面是由線連成的，他們有直接的內(nèi)在聯(lián)系。我們研究了各種位置的平面形的投影特征后，即可判斷出平面形的投影類型了。

通過以上由線到面問題的提出，使學(xué)生的思維很快轉(zhuǎn)移到所講的內(nèi)容上來。學(xué)生學(xué)起來比較輕松，同時(shí)可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。

（二）講授新課

1、用教具演示平面△ABC相對(duì)于一個(gè)投影面的投影

得出三種位置時(shí)的投影特性。即當(dāng)平面△ABC平行于投影面時(shí)，投影反映實(shí)際形狀和大小，具有真實(shí)性。當(dāng)平面△ABC垂直于投影面時(shí)，其投影聚成—直線，投影具有積聚性。當(dāng)平面△ABC傾斜于投影面時(shí)，投影和原平面形類似，但比原形縮小了，具有收縮性。

2、用不同的演示教具，給出空間平面形的種類和概念，以投影面平行面為例，精講水平面的分析過程

根據(jù)點(diǎn)、線投影特性，作具體分析。

3、用教具三棱錐底面△ABC為一水平面

可將該平面單獨(dú)畫出，底面△ABC平行于H面，投影反映實(shí)形，V面投影△abc和W面投影△a''b''c''各自成—條直線，并分別與ox、yw軸平行。根據(jù)上述講解與分析，提出問題，讓學(xué)生思考并討論：第—，假如三棱錐底面△ABC平行于V面時(shí)，在H、W面投影是何形狀？與投影軸是何關(guān)系？第二，如三棱錐底△ABC平行于W面時(shí)，在H、V面的投影是何形狀？與投影軸是何關(guān)系？然后，根據(jù)學(xué)生討論結(jié)果，總結(jié)歸納出投影面平行面的投影特性：一是在所平行的投影面上其投影反映實(shí)形；二是另兩面投影分別積聚成平行于不同投影軸的線段，同理分析其他投影的七種類型。

通過以上深入淺出地分析，加之對(duì)原有知識(shí)的引用，學(xué)生易于理解，很容易突破難點(diǎn)。另外通過練習(xí)——討論——?dú)w納，學(xué)生掌握了重點(diǎn)，同時(shí)也學(xué)到了一種分析問題的方法，增強(qiáng)了空間思維和空間想象能力。

（三）鞏固小結(jié)

根據(jù)本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)，演示簡(jiǎn)單的模型教具，對(duì)立體上的點(diǎn)、線、面進(jìn)行綜合分析練習(xí)，從中可發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解中存在的問題，找出教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)采用相應(yīng)的補(bǔ)救措施，并在綜合分析訓(xùn)練中，用多種形式開拓學(xué)生的思維想象，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于加強(qiáng)空間概念的鞏固。

（四）練習(xí)與反饋

為了使學(xué)生深入鞏固本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識(shí)、同時(shí)也為了掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度，教師可根據(jù)本節(jié)課的重、難點(diǎn)在習(xí)題集中找出幾道具有普遍性和特殊性的習(xí)題，通過練習(xí)可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解方面存在的問題，找出教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。另外，通過學(xué)習(xí)也可以培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生的空間思維能力和空間想象能力，使他們的這兩種能力不斷提高。

四、教法與學(xué)法

這部分內(nèi)容的教學(xué)方法宜精講多練，通過講、想、練、提問、討論、總結(jié)歸納的程序，將問題逐步引向深入。要求學(xué)生具有一定的空間想象能力與空間思維能力。而對(duì)于一些學(xué)生而言，這兩種能力還相當(dāng)缺乏，學(xué)習(xí)難度很大，因此教師在教學(xué)過程中要運(yùn)用直觀模型與磁性掛圖相結(jié)合，使學(xué)生看起來既方便又省事，不感到難以理解。從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，真正使學(xué)生形成一定的能力并在學(xué)習(xí)中得以提高。同時(shí)教學(xué)的整個(gè)過程要讓學(xué)生參與進(jìn)來，在教師的精講過程中讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題與解決問題的方法，在練習(xí)過程中訓(xùn)練其思維方法與能力，并將學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去，從而轉(zhuǎn)化為能力的提高。

總之，將空間機(jī)器零件在平面圖紙上用各種視圖表達(dá)出來是繪圖的過程，屬表達(dá)能力；根據(jù)平面圖想象出機(jī)器零件的立體結(jié)構(gòu)和空間形狀，是空間思維能力。這兩種能力的培養(yǎng)與養(yǎng)成，是機(jī)械制圖學(xué)習(xí)的中心任務(wù)。