淺談立體圖在制圖教學(xué)中的應(yīng)用

祁金華,周立永

摘要:借助立體圖,在制圖課的教學(xué)中可以增強(qiáng)直觀性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間概念,提高學(xué)生的繪圖和讀圖能力。

關(guān)鍵詞:立體圖;三視圖;空間概念;投影規(guī)律

一、 用立體圖樹(shù)立空間概念

三視圖是制圖課程的核心內(nèi)容,能準(zhǔn)確表達(dá)物體的形狀與結(jié)構(gòu),但直觀性較差。立體圖是用一個(gè)圖形表達(dá)一個(gè)物體的前面、上面和左面的大致形狀。雖然它不能表達(dá)一個(gè)物體的準(zhǔn)確形狀,但它直觀性很強(qiáng),可以借助它幫助學(xué)生樹(shù)立空間概念,逐步培養(yǎng)空間想象能力。

畫三視圖是立體向平面轉(zhuǎn)化,看圖是平面向立體的轉(zhuǎn)化。無(wú)論畫圖與看圖都離不開(kāi)立體,這就要求學(xué)習(xí)制圖必須具備空間概念。剛?cè)胄５募夹Ｉ蚱渲R(shí)結(jié)構(gòu)的差距,幾乎沒(méi)有什么空間概念,但是他們能看懂直觀的立體圖。在教學(xué)中教師要充分利用這一優(yōu)勢(shì),教學(xué)生畫基本幾何體的立體圖形。開(kāi)始不需要嚴(yán)格按照軸測(cè)圖的要求畫,應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生興趣為目的。例如畫長(zhǎng)方體、長(zhǎng)方體的切割體、棱柱體、圓柱體、圓錐體等基本幾何體,使他們能通過(guò)線條的變化區(qū)別不同的面并了解是何種性質(zhì)的面,初步樹(shù)立空間概念。通過(guò)對(duì)學(xué)生直觀感覺(jué)的引導(dǎo),可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,避免單純理論知識(shí)的枯燥難懂,消除對(duì)制圖課的畏難情緒。

畫這些圖形,并讓學(xué)生把視圖和立體圖反復(fù)對(duì)照,一方面能找出它們的內(nèi)在關(guān)系,逐步樹(shù)立學(xué)生的空間概念,培養(yǎng)其空間想象能力;另一方面也使學(xué)生懂得復(fù)雜的幾何體是由一些基本幾何體組合或疊加而成,從而為后面分析組合體打下基礎(chǔ)。

二、 用立體圖得出投影規(guī)律

投影規(guī)律是投影作圖的精髓,雖容易記住,但初學(xué)者不能靈活運(yùn)用。這時(shí)可以通過(guò)畫出三視圖形成過(guò)程的立體直觀圖來(lái)說(shuō)明三視圖的形成:把物體放在三面投影體系內(nèi),用正投影方法得出投影圖,然后將水平投影繞X軸向下轉(zhuǎn)90°,將側(cè)面投影繞Z軸向右轉(zhuǎn)90°,就得到了三視圖,這就是投影面的“展開(kāi)推平”。并讓學(xué)生分別在立體圖和三視圖上標(biāo)明上、下、左、右、前、后六個(gè)方位,以及兩種圖形分別表達(dá)三個(gè)面的對(duì)應(yīng)關(guān)系,找出它們的內(nèi)在聯(lián)系。

學(xué)生標(biāo)明六個(gè)方位關(guān)系后就會(huì)發(fā)現(xiàn):主視圖、俯視圖都表示立體圖的左右距離;主視圖、左視圖都表示立體圖的上下距離;俯視圖、左視圖都表示立體圖的前后距離。立體圖一經(jīng)確立,其上下、左右、前后距離就不變。這樣,直觀得出三視圖投影規(guī)律:主俯視圖長(zhǎng)對(duì)正,主左視圖高平齊,俯左視圖寬相等。同時(shí)三視圖表達(dá)物體的前面、上面和左面(準(zhǔn)確形狀),立體圖也表達(dá)物體的前面、上面和左面(大致形狀),學(xué)生就很容易通過(guò)視圖想象出立體形狀。

三、 用立體圖解決幾何元素投影

點(diǎn)、線、面等幾何元素投影理論性強(qiáng),為了便于學(xué)生的理解掌握,教學(xué)實(shí)踐中仍然用立體圖幫助教學(xué)。一方面,因?yàn)橥ㄟ^(guò)前面的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)立體圖已經(jīng)很熟悉;另一方面,這樣可以由感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變,便于學(xué)生理解。

課程進(jìn)行到點(diǎn)、線、面投影時(shí),首先讓學(xué)生畫出物體的立體圖及其三視圖,然后根據(jù)教學(xué)目的在物體的立體圖上給出幾何元素,讓學(xué)生在三視圖中指出其投影,最后在教師的引導(dǎo)下歸納為投影特征理論。這樣的教學(xué)過(guò)程既避免單純講解理論,又可以使學(xué)生領(lǐng)會(huì)學(xué)習(xí)幾何元素的目的,使他們不但理解掌握了理論知識(shí),而且知道學(xué)習(xí)后的作用,避免理論學(xué)習(xí)中無(wú)的放矢的現(xiàn)象,為系統(tǒng)分析立體投影奠定了理論基礎(chǔ)。

四、 用立體圖解決組合體投影難題

課本中讀組合體視圖介紹了兩種方法:一是形體分析法,二是線面分析法。這兩種方法對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)理論性較強(qiáng),對(duì)于分析較復(fù)雜的物體學(xué)生較難掌握。教學(xué)中可以借助立體圖來(lái)分析組合體的方法,解題方法步驟如下:

1. 確定產(chǎn)生圖形的簡(jiǎn)單形體

在看圖時(shí)首先要根據(jù)已給出的視圖弄清該物體是那類形體,由哪些基本幾何體組成。由于學(xué)生對(duì)基本幾何體的投影都已經(jīng)很熟悉,這一步比較簡(jiǎn)單,但非常重要。

2. 確定切割、疊加步驟

分析該物體切割或疊加順序。對(duì)于切割類物體來(lái)說(shuō),要弄清物體用了幾個(gè)平面切割,各個(gè)切平面是什么位置面,以及切割順序;對(duì)于組合類物體來(lái)說(shuō),在弄清有幾個(gè)基本幾何體之后,首先要找出其中哪個(gè)幾何體是主要形體,再確定其他幾何體相對(duì)主要幾何體的位置,弄清疊加順序。

3. 畫立體圖并補(bǔ)視圖或補(bǔ)缺線

根據(jù)上面分析繪制立體圖。繪制立體圖時(shí)要根據(jù)上面分析的切割或疊加順序逐步完成,同時(shí)逐步完成補(bǔ)視圖或補(bǔ)缺線工作,這樣整個(gè)物體的形成過(guò)程比較清晰,使得作圖比較簡(jiǎn)單。立體圖和補(bǔ)圖同時(shí)逐步完成,也解決了不易觀察的立體圖作圖問(wèn)題。

五、 畫立體圖展示剖視圖的剖切過(guò)程

剖視圖就是假想用剖切面剖開(kāi)機(jī)件,將處在觀察者與剖切面之間的部分移去,而將其余部分向投影面投射所得的圖形。在教學(xué)時(shí),將剖切過(guò)程用立體圖繪制出來(lái),就使得這部分內(nèi)容直觀易懂,不再是抽象的假想,講解起來(lái)非常容易,學(xué)生也好接受。

借助立體圖來(lái)進(jìn)行直觀教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力,除了具備其他直觀教學(xué)的特點(diǎn)外,還具有以下特點(diǎn):借助立體圖進(jìn)行直觀教學(xué),能夠使得教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)形象、直觀易懂,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外,它還具有很強(qiáng)的靈活性。教師可以不受教材、掛圖、設(shè)備等的限制,靈活地因材施教,從而較好地完成教學(xué)任務(wù)。

(鹽城技師學(xué)院汽車制造與應(yīng)用系)