《工程制圖》教學(xué)中空間構(gòu)思能力的培養(yǎng)方法

高 潔

（無(wú)錫市廣播電視大學(xué)高職部，江蘇無(wú)錫 214011）

《工程制圖》教學(xué)中空間構(gòu)思能力的培養(yǎng)方法

高 潔

（無(wú)錫市廣播電視大學(xué)高職部，江蘇無(wú)錫 214011）

《工程制圖》是一門空間概念和實(shí)踐性都極強(qiáng)的課程，具有培養(yǎng)學(xué)生空間想象力的教學(xué)任務(wù)。文中從直觀性教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)踐、多媒體軟件、課外練習(xí)幾個(gè)方面探討了培養(yǎng)學(xué)生空間構(gòu)思能力的方法。

《工程制圖》；空間構(gòu)思能力；培養(yǎng)方法

《工程制圖》是工科類專業(yè)的一門實(shí)用性極強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門教師比較難教、學(xué)生比較難學(xué)的課程，其難點(diǎn)就在于這門課程的空間概念極強(qiáng)。作為剛從初中畢業(yè)的高職學(xué)生，還沒(méi)有學(xué)過(guò)立體幾何，要使學(xué)生盡快建立起空間概念，也就是使學(xué)生能夠?qū)⒖臻g物體轉(zhuǎn)化為圖樣，由圖樣想象出物體的形狀，掌握畫、讀工程圖樣，就必須從學(xué)生實(shí)際出發(fā)創(chuàng)造一套科學(xué)的、行之有效的教學(xué)方法。培養(yǎng)空間想象能力是《工程制圖》課程重要的教學(xué)目的之一，“想象”不是簡(jiǎn)單地再現(xiàn)以往已經(jīng)感知過(guò)的形象，而是在人腦中對(duì)已有表象進(jìn)行加工改造而創(chuàng)造新形象的過(guò)程。這里所說(shuō)的“空間想象”是指工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)臻g形體或幾何元素的形狀、大小、方位、深度（立體和距離）、運(yùn)動(dòng)軌跡等的想象。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，要求經(jīng)常注意空間幾何關(guān)系的分析和空間問(wèn)題與平面圖樣間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是“從空間到平面，再由平面回到空間”的反復(fù)研究和思維的過(guò)程。

在當(dāng)前緊縮課程學(xué)時(shí)的情況下，既要提高空間想象力的訓(xùn)練強(qiáng)度，縮短訓(xùn)練周期，又要不脫離學(xué)生空間想象力的基礎(chǔ)和實(shí)際，提高訓(xùn)練實(shí)效，就必須采用有效的培養(yǎng)方法。筆者從以下四個(gè)方面探討培養(yǎng)學(xué)生空間構(gòu)思能力的方法。

1.利用直觀性教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的空間構(gòu)思能力

直觀性教學(xué)就是利用實(shí)物、模型、掛圖和現(xiàn)代教學(xué)手段等較直觀的方法進(jìn)行教學(xué)。直觀性教學(xué)，不僅能給學(xué)生以啟示，激發(fā)他們的興趣，調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性，而且還可使抽象要領(lǐng)具體化、加深對(duì)概念的理解和記憶。

1.1 充分利用學(xué)校里現(xiàn)有的模型教具、掛圖

在傳統(tǒng)教學(xué)中，授課以教師課堂教學(xué)為主，借助于掛圖、教學(xué)模型等輔助工具，邊講解，邊畫圖，以尺規(guī)手繪形式進(jìn)行演示性教學(xué)，示范性好，給學(xué)生留下的印象深，同時(shí)可以隨時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，與學(xué)生進(jìn)行有效溝通，有利于知識(shí)和方法的教與學(xué)。

傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，模型教具是工程制圖課程中不可或缺的工具，模型可以引出一些教學(xué)問(wèn)題，也可以解決一些教學(xué)疑難，如在講解輔助平面法“三面共點(diǎn)”的原理時(shí)，運(yùn)用模型可達(dá)到事半功倍的效果。教學(xué)模型運(yùn)用還可以檢驗(yàn)圖畫效果，采用掛圖可以實(shí)現(xiàn)表達(dá)方案的對(duì)比講解等。

1.2 借助于生活中的實(shí)物

為了加強(qiáng)直觀教學(xué)，筆者購(gòu)買了一套繪圖工具、繪圖板、丁字尺、繪圖紙和橡皮泥等，用課余時(shí)間繪制了很多彩色圖樣，用厚紙板制作了一部分可展開的基本體和三維投影體系，用橡膠泥反復(fù)做了多個(gè)基本體、切割體和組合體，彌補(bǔ)了模具和掛圖的不足，豐富了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，幫助同學(xué)加深印象，理解概念，提高了學(xué)生的空間想象能力，提高了課堂教學(xué)效果，學(xué)生學(xué)起來(lái)也很輕松。

針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)差、空間想象能力有限，在教學(xué)過(guò)程中，可以盡量拿現(xiàn)成的實(shí)物作為教具使用，幫助學(xué)生理解教學(xué)的內(nèi)容，使抽象的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。在課堂上，粉筆盒、粉筆、茶杯、墻壁、黑板、鋼筆、三角板、課本等等都可以拿來(lái)作實(shí)物模型，當(dāng)然也可以用紙折成需要的模型，找來(lái)一些包裝用的泡沫，在課堂上，根據(jù)需要用裁紙刀很隨意地進(jìn)行切割和疊加等。

有些學(xué)生難以想象出空間形狀，教師就鼓勵(lì)學(xué)生用一些易于切割的材料（如橡皮泥、泥土、蘿卜等）自己動(dòng)手，逐步將物體形狀切割出來(lái)，使學(xué)生很快掌握這部分知識(shí)。建議每個(gè)學(xué)生家里備一大盒橡皮泥或者買幾塊豆腐，根據(jù)學(xué)校里學(xué)習(xí)的內(nèi)容制作圖樣，便于加深記憶。

2.理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的空間構(gòu)思能力

學(xué)校在《工程制圖》教學(xué)計(jì)劃中應(yīng)考慮安排幾次讓學(xué)生到實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地參觀和現(xiàn)場(chǎng)講學(xué)，拿生產(chǎn)工藝圖和機(jī)械設(shè)備的裝配圖給學(xué)生看，讓學(xué)生對(duì)照教材和練習(xí)題中的三視圖、軸測(cè)圖和立體圖到機(jī)械設(shè)備的外表和內(nèi)部找實(shí)體，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)認(rèn)識(shí)教育，讓學(xué)生了解一些實(shí)際生產(chǎn)的知識(shí)，明確“學(xué)了制圖是用來(lái)干什么的”，在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中就具有針對(duì)性了，使理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

3.運(yùn)用多媒體技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的空間構(gòu)思能力

應(yīng)用多媒體技術(shù)，可以把上課時(shí)所要用到的物體的模型全部做到課件中去，配上文字和聲音，上課時(shí)利用課件在屏幕上先多方位、多視點(diǎn)的觀察物體，演示組合、切割、相貫的動(dòng)畫過(guò)程，最后采用動(dòng)畫的形式，分步畫出物體的三視圖。另外，在作圖過(guò)程中，充分利用閃爍、圖線顏色的變化等方式醒目表達(dá)物體的各部分圖形。這樣，學(xué)生視覺被充分吸引，學(xué)習(xí)積極性被調(diào)動(dòng)起來(lái)。整個(gè)教學(xué)活動(dòng)圖文并茂，聲像兼?zhèn)?，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣明顯提高。應(yīng)用多媒體技術(shù)，更易突破教學(xué)難點(diǎn)，突出重點(diǎn)，加大了課堂信息量，拓寬了知識(shí)。

3.1 運(yùn)用多媒體CAI課件進(jìn)行輔助教學(xué)

制作《工程制圖》的教學(xué)課件，能充分創(chuàng)造出一個(gè)圖文并茂、有聲有色、生動(dòng)逼真的教學(xué)環(huán)境，能有效地減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生更直觀、更形象、更有條理地了解其演繹過(guò)程，引發(fā)學(xué)生的想象力、觀察力和創(chuàng)造力等。多媒體技術(shù)的出現(xiàn)為我們教學(xué)手段改進(jìn)提供了新的機(jī)會(huì)，積極利用好多媒體技術(shù)手段，必將起到事半功倍的教學(xué)效果。利用多媒體CAI課件進(jìn)行教學(xué)，多媒體課件能模擬教師教學(xué)活動(dòng)，動(dòng)態(tài)顯示模型和繪圖步驟，把整個(gè)教學(xué)過(guò)程動(dòng)態(tài)展現(xiàn)在學(xué)生面前，可以設(shè)計(jì)出直觀性強(qiáng)、過(guò)程化的動(dòng)態(tài)模型，形象地展示形體的構(gòu)造過(guò)程，使制圖課形象逼真、生動(dòng)有趣，學(xué)生可以在三維空間和兩維平面之間自由來(lái)往，對(duì)空間想象和空間分析能力及工程意識(shí)的培養(yǎng)大有幫助，可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足。例如在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師對(duì)有些內(nèi)容如組合體的動(dòng)態(tài)疊加挖切、相貫線形狀的動(dòng)態(tài)變化等不易講清楚，學(xué)生也不易理解，影響了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。且教師需要手工完成大量的板書，工作強(qiáng)度大，課堂教學(xué)信息量少，教學(xué)效率低。而利用多媒體技術(shù)加大信息量，結(jié)合實(shí)物模型在大屏幕上播放模型三維動(dòng)畫，把虛擬的實(shí)體和真實(shí)的模型結(jié)合起來(lái)，可使學(xué)生盡快建立起空間概念，增強(qiáng)空間想象力。

3.2 運(yùn)用AutoCAD、Pro/E、3Dmax等軟件輔助教學(xué)

運(yùn)用AutoCAD、Pro/E、3Dmax軟件既可繪制平面圖形，還能繪制三維立體圖形，且能進(jìn)行立體感、真實(shí)感的光影色調(diào)處理、動(dòng)畫及仿真圖象處理等，這樣在課堂上使學(xué)生置身于集圖形、圖像、動(dòng)畫、文字、聲音等多媒體信息于一體的環(huán)境中，看到形象逼真、色彩豐富且加上三維動(dòng)畫效果的立體化模型，使課堂教學(xué)變得生動(dòng)、豐富、有質(zhì)感，學(xué)生的空間想像和思維能力得到很大的提高。

3.3 建立工程制圖的電子模型庫(kù)、試題庫(kù)、資料庫(kù)

在充分利用現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以建立工程制圖電子模型庫(kù)、試題庫(kù)、資料庫(kù)等，既可以充實(shí)傳統(tǒng)制圖教學(xué)的實(shí)物模型，又可以解決傳統(tǒng)模型損壞嚴(yán)重等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，也有利于擴(kuò)大學(xué)生的學(xué)習(xí)信息量。

4.通過(guò)多讀多練培養(yǎng)學(xué)生的空間構(gòu)思能力

要提高學(xué)生的空間思維能力，就需要學(xué)生由物到圖、由圖到物反復(fù)地練習(xí)。從學(xué)生的掌握情況來(lái)看，因?yàn)榭臻g構(gòu)思能力不夠造成讀圖方面的題目得分率比較低。因此，要加大讀圖方面的訓(xùn)練，從學(xué)習(xí)工程制圖的一開始就對(duì)學(xué)生進(jìn)行讀圖能力的培養(yǎng)。

在課堂上，可以適當(dāng)布置一些練習(xí)，采用分步訓(xùn)練的方法，引導(dǎo)學(xué)生先進(jìn)行獨(dú)立思考，然后在黑板上做題，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行講評(píng)，這樣的教學(xué)方法可以收到事半功倍的效果。

總之，經(jīng)過(guò)實(shí)踐教學(xué)，通過(guò)以上幾種方法的綜合運(yùn)用，學(xué)生的空間構(gòu)思能力已經(jīng)得到很大的提高。在今后的教學(xué)中，筆者還將繼續(xù)研究《工程制圖》的教學(xué)方法,努力探索適合學(xué)生特點(diǎn)同時(shí)又能達(dá)到本課程教學(xué)目的的方法,使《工程制圖》課程的教學(xué)步入一個(gè)新的階段。

［1］楊勝?gòu)?qiáng),馬麟,王明.工程制圖課程體系和教學(xué)方法改革的思路與實(shí)踐［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）,2002,20（4）.

［2］袁書杰.談工程圖學(xué)課對(duì)學(xué)生空間想象和空間思維能力的培養(yǎng)［J］.價(jià)值工程,2001,（2）:38.

［3］歐陽(yáng)艷，丁廣煒.工程制圖教學(xué)中如何建立空間思維模式［J］.時(shí)代教育，2008，（3）：85.

［4］吳鋼，李光華，陳金增等.多媒體技術(shù)在機(jī)械類課程教學(xué)中的運(yùn)用［J］.海軍院校教育，2003，（3）：69-70.

G712 < class="emphasis_bold">［文章標(biāo)識(shí)碼］ A

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1671-5136（2011） 03-0095-02

2011-09-06

高潔（1975-），女，無(wú)錫市廣播電視大學(xué)高職部中學(xué)中級(jí)教師、高校講師、蘇州大學(xué)教育碩士。