淺析機械制圖教學(xué)中空間想象與思維能力的培養(yǎng)

趙淑萍

摘 要：本文針對中職學(xué)生學(xué)習(xí)《機械制圖》課程面臨的學(xué)習(xí)困難，提出了要注重投影作圖的基礎(chǔ)知識教學(xué)、直觀教學(xué)和多媒體教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象與思維能力。

關(guān)鍵詞：空間想象 空間思維 空間觀念 想象 直觀 表象

中圖分類號：G4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）03（a）-0064-01

在中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機械類所設(shè)置的課程中，被視為機械類專業(yè)主干課程的《機械制圖》是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程的主要教學(xué)任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象與思維能力，進而培養(yǎng)學(xué)生具有一定的識讀和繪制機械圖樣的能力。根據(jù)制圖課教學(xué)內(nèi)容的特點，筆者認(rèn)為要培養(yǎng)學(xué)生的空間想象與思維能力，理論基礎(chǔ)教學(xué)階段的教學(xué)尤為重要。

1 培養(yǎng)學(xué)生空間想象與思維能力的重要性

中職學(xué)生要學(xué)好《機械制圖》，需要一定的空間想象能力，而大多數(shù)學(xué)生剛?cè)胄r沒有學(xué)過立體幾何。因此，學(xué)生的空間概念及空間想象能力相對較弱。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，必須要經(jīng)歷認(rèn)識上的一個轉(zhuǎn)折：即由立體到平面再由平面到立體的轉(zhuǎn)變；研究對象由虛擬的幾何元素點、線、面到基本體再到組合體；學(xué)習(xí)過程要從看圖到畫圖再從畫圖到讀圖的“讀畫結(jié)合”。由于對轉(zhuǎn)變的不適應(yīng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)就變得舉步維艱。隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，學(xué)生會更加的不適應(yīng)，逐漸地他們會喪失學(xué)習(xí)的自信心。

空間想象能力是指大腦通過觀察、觸摸及實踐經(jīng)驗得到的一種能思考物體形狀、位置的能力。我們知道，實際生活中人們的雙眼效應(yīng)能從各個角度觀察物體產(chǎn)生立體感，而二維平面圖形則不能利用到雙眼效應(yīng)。那么這就需要根據(jù)二維平面圖形去思考物體的具體形狀和位置。這種想象就是空間想象，而想象與真實物體是否一致，就是空間想象能力的體現(xiàn)。想象是指在人腦中對已有的表象進行加工改造而創(chuàng)造新形象的過程，想象在空間想象能力的培養(yǎng)過程中起著相當(dāng)重要的作用?？臻g想象能力的培養(yǎng)，首先要在學(xué)生的認(rèn)知體系中形成一種良好的空間概念，在發(fā)展學(xué)生空間觀念的過程中，使學(xué)生的空間想象能力得到提高?？臻g觀念是在空間知覺的基礎(chǔ)上形成的，是指對物體的方向、距離、大小和形狀的知覺，是客觀世界空間形式在人腦中的表象。學(xué)生從空間知覺到空間想象能力的發(fā)展中，是以空間觀念為表象的。而空間觀念的形成，又是一個長期培養(yǎng)、逐步形成的過程。因此，采用一種有效的途徑幫助學(xué)生建立空間觀念，是發(fā)展學(xué)生空間想象能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

空間思維是指跳出點、線、面的限制，能從上下、左右、前后，去思考問題的思維方式，也就是要“立起來思考”。機械制圖中的空間思維能力是指利用積存的空間表象、投影原理、投影特性及投影規(guī)律進行分析、綜合、抽象概括來解決空間形體的構(gòu)思和表達方法。具體來說就是形體及面形分析法。形象思維是指用表象來進行分析綜合、抽象概括的過程。

2 培養(yǎng)學(xué)生空間想象與思維能力的方法

2.1 加強理論基礎(chǔ)知識的教學(xué)力度

無論怎么想象，都需要一定的投影作圖知識為基礎(chǔ)，學(xué)好基礎(chǔ)知識的過程，也是逐步發(fā)展空間想象與思維能力的過程。機械制圖中的基礎(chǔ)知識包括投影原理、投影規(guī)律及投影特性等。這些知識是否牢固掌握，直接決定了空間想象能力的培養(yǎng)是否順利。例如：（1）教材中正投影法的定義為：投射線與投影面垂直的平行投影法。這是教材的編者利用投影原理抽象概括出的定義。如果教師不將概念形象剖析講解，只要求學(xué)生會背，不求甚解，那么，學(xué)生就會缺乏觀察二維及三維圖形的能力。（2）再講到三視圖的形成時，如果教師不注意加強“過程”的分析講解，不利用三投影面體系直觀模型，不借助多媒體課件反復(fù)演示，增強學(xué)生的直觀感受，那么學(xué)生會對三視圖的三等規(guī)律和六向方位關(guān)系含混不清，造成畫圖與讀圖出現(xiàn)錯誤。（3）再如“正投影法的基本性質(zhì)”的內(nèi)容很重要，在今后畫圖和讀圖的教學(xué)中都要用到這三個基本性質(zhì)，即：真實性、積聚性和類似性。如果學(xué)好了這“三性”，將會為組合體的畫圖和讀圖、補圖、補線打下扎實的基礎(chǔ)。

2.2 注重直觀教具展現(xiàn)，加強畫圖和讀圖的訓(xùn)練

注重對實物與模型的觀察、解剖和分析、開展利用常見的材料自制一些簡單的幾何模型，以便頭腦中多儲存空間形象，是培養(yǎng)空間想象能力的重要途徑。在教學(xué)活動中，教師要充分使用感性材料，讓學(xué)生全方位的感受知識，把抽象內(nèi)容形象化。例如：在講解三視圖的形成過程中，教師首先要使用三投影面體系模型重復(fù)演示形成過程，增強學(xué)生的直觀感受，豐富學(xué)生的表象儲備。在以后的教學(xué)中，教師可將教室當(dāng)作實體，教室的某一墻角、棱線及墻面都可以進行講解。這種方法即形象直觀更便于理解，又使學(xué)生不過分依賴于實物模型。再如，在講解講截交線時，可以用模型、教具示范講解，也可以讓學(xué)生課前準(zhǔn)備一個蘿卜或橡皮泥，教師指導(dǎo)切割，學(xué)生在切割過程中獲得截交線形成的感性認(rèn)識，也對截交線的形成過程有了直觀的認(rèn)識。

教師要合理使用有關(guān)的模型、實物，要求學(xué)生反復(fù)進行由實物到圖形再由圖形到實物的畫圖與讀圖的操作訓(xùn)練。利用正確的思維方法：即形體分析法和面形分析法，進一步培養(yǎng)學(xué)生的空間想象與思維能力。通過各種途徑增加學(xué)生頭腦中的表象儲備，儲備越多，讀圖能力就越強。

2.3 加強多媒體教學(xué)，進一步提高學(xué)生的空間想象與思維能力

現(xiàn)代心理學(xué)研究表明：表象的獲得在于對實物的感知，特別是視覺感知。感知的多樣性直接影響著獲得表象的多樣性。教師應(yīng)充分應(yīng)用直觀、生動、形象并可使靜態(tài)視圖動態(tài)化的多媒體教學(xué)誘發(fā)學(xué)生展開豐富的聯(lián)想，鼓勵學(xué)生進行大膽的想象，讓學(xué)生真實的經(jīng)歷各種問題的產(chǎn)生和解決的全過程，即為思維的展開創(chuàng)造了良好條件，也為空間概念的順利形成打開了大門。教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對教學(xué)重點、難點知識重復(fù)播放，或有意延長、縮短播放時間。這樣既能幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)中的困難，又在一定程度上降低課程的教學(xué)難度。例如：三視圖的形成過程、基本體的疊加及基本體的切割過程等。多媒體教學(xué)可大大縮短感知、認(rèn)知的過程，使學(xué)生在二維平面圖形和三維空間反復(fù)思索加深印象，非常有助于空間想象與思維能力的培養(yǎng)。

參考文獻

[1] 錢可強，王懷德，徐照南.機械制圖教學(xué)與研究[M].昆明：云南科技出版社，1992.

[2] 河南大學(xué)教育系心理學(xué)教研室.心理學(xué)講義[M].開封：河南大學(xué)出版社，1984.