打開想象思維，破解識圖難題

段德鈞

在《機(jī)械制圖》課程中,組合體是教學(xué)中一個(gè)重要內(nèi)容,也是后續(xù)識讀和繪制零件圖的重要基礎(chǔ)。但是學(xué)生普遍反應(yīng)這部分內(nèi)容比較抽象,學(xué)習(xí)上有困難。為了讓學(xué)生學(xué)會識讀組合體,掌握基本的作圖方法,筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),利用形體分析法和面形分析法,培養(yǎng)學(xué)生的看圖能力和畫圖能力,把培養(yǎng)學(xué)生空間想象思維能力作為教學(xué)的重點(diǎn),從而去破解識圖和繪圖之難題。

一、分析了解組合體,識讀繪圖直觀化

組合體是在基本體(如柱體、錐體、球體等)的基礎(chǔ)上組合起來的復(fù)合體。它分為疊加式組合體、切割式組合體,以及同時(shí)具有疊加和切割的綜合式組合體。根據(jù)相對位置的不同,疊加式組合體分為共面、不共面、相交、相切、相貫幾種連接形式,構(gòu)成一個(gè)個(gè)變化多樣的組合體。在畫圖和讀圖的過程中,常把復(fù)雜的組合體視為若干個(gè)基本體的組合,對其形狀和相對位置進(jìn)行分析,想象它們的空間形狀,畫出三視圖,這種方法稱為形體分析法。而面形分析法,是以四棱柱為原形,進(jìn)行各個(gè)方位的切割,分析切割后形狀和圖形的變化,畫出三視圖,這種方法稱為面形分析法。兩個(gè)方法各具特色,互相聯(lián)系,互相對應(yīng),是組合體教學(xué)中不可缺少的兩把鑰匙。

二、形體分析抓特征,想象立體畫投影

在教學(xué)中,如果運(yùn)用形體分析法,把組合體的特點(diǎn)特征、連接形式、圖形構(gòu)思、立體想象,進(jìn)行分析講解,就能達(dá)到事半功倍的效果。首先按照讀圖的基本方法訓(xùn)練學(xué)生的思維能力,即:劃線框,分形體;對投影,想形狀;合起來,想整體。在課堂教學(xué)上,充分運(yùn)用語言表達(dá)、圖文板書、電腦繪圖、教具演示、動畫模擬等多種教學(xué)手段,幫助學(xué)生打開思路,激活思維,引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)雜的組合體,看成單個(gè)基本體的組合,深入分析其形狀特征,再根據(jù)投影原理,繪出三視圖,這就是形體分析法的思維過程。例如支座組合體,學(xué)生初看比較復(fù)雜,不知如何分解和繪圖。運(yùn)用形體分析法,現(xiàn)場拆解模型,邊分析邊講解,將支座分解空心圓柱體、底板、肋板、凸臺、耳板五個(gè)部分,分解成比較簡單的基本體。在教學(xué)上,這個(gè)變復(fù)雜為簡單的分解過程,對轉(zhuǎn)變引導(dǎo)學(xué)生的思維很重要。這一步引導(dǎo)成功后,再進(jìn)行第二步的教學(xué)工作。即將分解的基本體合成整體。經(jīng)過由表及里、深入淺出、引人入勝的分析,在思維中形成整體形狀。然后按照連接關(guān)系和投影關(guān)系,畫出每部分的投影,再結(jié)合教學(xué)模型的展示,電化教學(xué)逼真的演繹,使學(xué)生加深了對組合體的認(rèn)識。從而形成了獨(dú)特的整體分解、想象思維、合成投影、繪制圖形的教學(xué)模式。

三、面形分析想形體,切割變化繪圖形

對于切割式組合體,一般以四棱柱為原形,進(jìn)行各個(gè)方位的切割。通過運(yùn)用面形分析法,分析切割變化后的圖形,想象切割后的立體形狀。為改變學(xué)生對切割式組合體作圖感到困難的狀況,針對學(xué)生喜歡動手的特點(diǎn),可讓學(xué)生備一塊膠泥,揉成四棱柱形狀,用小刀邊切割、邊觀察、邊想象形狀的變化。學(xué)生的動手切割,得到眼睛觀察、頭腦想象、練習(xí)畫圖,訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力,有了初步空間想象概念。此時(shí),作為教師,抓住時(shí)機(jī),因勢利導(dǎo)進(jìn)行講解,融會貫通地邊切割邊作圖,運(yùn)用點(diǎn)線面的投影特性,分析切割后四棱柱的面形變化和投影變化。對于切割面(包括各種平行面、垂直面、傾斜面)或切割幾何形狀(包括凹槽、凸槽、梯形槽、燕尾槽、半圓槽),采取邊切割邊補(bǔ)投影線的方法,找出切割后面形的變化規(guī)律和投影規(guī)律,準(zhǔn)確畫出組合體三視圖。

總之,在運(yùn)用面形分析法講解切割式組合體時(shí),不管是模型切割還是繪圖切割,在教學(xué)上要掌握兩點(diǎn):一是結(jié)合點(diǎn)線面的投影特性進(jìn)行講解,二是嚴(yán)格按照“長對正、高平齊、寬相等”的投影規(guī)律作圖。熟練運(yùn)用面形分析法教學(xué),再靈活采用討論式、啟發(fā)式、講練結(jié)合式等教學(xué)方法,不僅提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,重要的是使學(xué)生加深對物與圖轉(zhuǎn)化的理解,訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力,從而提高教學(xué)效果。

綜上所述,對于組合體的識讀,就是深入了解其相對位置、連接關(guān)系、投影變化。作圖,就是運(yùn)用投影規(guī)律,將空間立體轉(zhuǎn)化為平面圖形,將空間想象力轉(zhuǎn)化為活生生的可視投影,上升為理性認(rèn)識。總之,對組合體的教學(xué),應(yīng)自始至終把物體的投影與物體的形狀緊密結(jié)合,既要想象物體形狀,又要思考作圖的投影規(guī)律。在教學(xué)中,應(yīng)貫徹以識圖為主,以繪圖促進(jìn)識圖,遵循因材施教、循序漸進(jìn)的原則,不斷提高學(xué)生的識讀和繪制機(jī)械圖樣的能力,大力培養(yǎng)空間想象能力和空間思維能力,讓學(xué)生真正學(xué)到機(jī)械制圖知識。

(作者單位:廣西輕工高級技校)