淺談《機(jī)械制圖》教學(xué)中學(xué)生空間思維想象能力的培養(yǎng)策略

徐曉燕

【摘 要】《機(jī)械制圖》的基本要求是對表示機(jī)械結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、工作原理的圖樣有全面深刻的掌握，達(dá)到這一目的的最佳途徑是在教學(xué)中積極培養(yǎng)學(xué)生的空間思維想象能力。本文在大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上研究了學(xué)生空間想象能力的形成特征，并對《機(jī)械制圖》教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生空間思維想象力的培養(yǎng)提出了相關(guān)的建議。

【關(guān)鍵詞】空間思維想象能力;機(jī)械制圖;形式轉(zhuǎn)換

一、空間思維想象能力概述

空間思維想象能力是人們對于客觀事物的空間形態(tài)進(jìn)行觀察、認(rèn)知、分析的抽象思維能力，它是人們生來具有但是必須經(jīng)過一定的訓(xùn)練才能發(fā)揮巨大作用的能力。從辨證唯物主義的觀點(diǎn)出發(fā)，世界存在著普遍的聯(lián)系，任何事物的發(fā)生發(fā)展都有潛在的規(guī)律對其進(jìn)行支配，空間思維想象能力的提高也具有明顯的遞進(jìn)規(guī)律，在教學(xué)活動(dòng)中教師應(yīng)該充分把握這一規(guī)律，運(yùn)用科學(xué)的方法激發(fā)學(xué)生對于空間的思考以及事物形式轉(zhuǎn)換能力的鍛煉，有意識、有針對性地將相關(guān)理論注入到教學(xué)活動(dòng)中，從而為學(xué)生學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

對空間思維想象力關(guān)注的對象進(jìn)行分析，可以將其分成三方面的內(nèi)容：第一是根據(jù)空間幾何形體相關(guān)的符號、語言，能夠在大腦中形成與表述相對應(yīng)的空間圖形，并且能夠想象出直觀圖;第二是在第一方面內(nèi)容的基礎(chǔ)上，也即是通過在大腦中想象空間直觀圖，可以對幾何形體的組成部分、結(jié)構(gòu)、空間相對位置、數(shù)量關(guān)系有較為明確的理解;第三是空間思維能力的最高階段，它要求能夠在已有空間幾何形體的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，通過對幾何形體進(jìn)行分解、組合、轉(zhuǎn)換進(jìn)而產(chǎn)生新的幾何形體，并掌握相同模塊不通過程的作用機(jī)理以及不同模塊之間的有機(jī)聯(lián)系。

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二、《機(jī)械制圖》教學(xué)中學(xué)生空間思維能力培養(yǎng)存在的問題

空間思維想象能力的培養(yǎng)是《機(jī)械制圖》教學(xué)中的重點(diǎn)，同時(shí)也是難點(diǎn)?！稒C(jī)械制圖》利用圖樣表示機(jī)械的結(jié)構(gòu)、大小、技術(shù)要求以及工作原理，圖樣通常是由幾何圖形、符號、文字以及數(shù)字等要素構(gòu)成，是表達(dá)和理解機(jī)械設(shè)計(jì)理念的關(guān)鍵技術(shù)文件，科學(xué)有效地解讀這些圖樣是掌握機(jī)械工程理論以及在實(shí)踐中提高技能的基礎(chǔ)。

實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中往往會(huì)出現(xiàn)很多的問題，這些問題有的是傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響，有的是現(xiàn)代教育改革不成熟的表現(xiàn)?？傮w來講，目前《機(jī)械制圖》教學(xué)活動(dòng)中對于學(xué)生空間思維想象能力的培養(yǎng)存在的問題主要有以下幾個(gè)方面：首先是教學(xué)活動(dòng)很大程度上停留在理解空間思維想象力概念的層面上，而對其理性分析相對不足。這種狀況造成的直接后果是少數(shù)有悟性的學(xué)生能夠建立起比較完備的空間思維想象體系，但是多數(shù)學(xué)生則收益甚少，嚴(yán)重影響整體教學(xué)質(zhì)量的提升;其次是教學(xué)方式不合理，空間思維想象能力的培養(yǎng)需要調(diào)動(dòng)多方面的因素共同參與，但是很多教師往往只是抓住某一點(diǎn)進(jìn)行集中突破，很難實(shí)現(xiàn)全局性的進(jìn)展。這就要求教師對學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，平時(shí)作圖、畫圖、讀圖以及實(shí)際操作等各個(gè)方面綜合考慮，協(xié)調(diào)發(fā)展;最后是評價(jià)機(jī)制的不科學(xué)，這是由空間想象能力本身屬性所決定的，但同時(shí)也是相關(guān)領(lǐng)域研究力度不足的外在表現(xiàn)。這一狀況的出現(xiàn)使教師難以切實(shí)了解學(xué)生對于空間思維、平面空間轉(zhuǎn)換等能力的掌握程度，進(jìn)而不能制定出有針對性的改進(jìn)措施。

三、加強(qiáng)《機(jī)械制圖》教學(xué)中學(xué)生空間思維想象能力培養(yǎng)的有效途徑

（一）注重基礎(chǔ)知識的教學(xué)

任何一種能力的獲得都要經(jīng)過知識的逐漸積累和循序漸進(jìn)的訓(xùn)練，只有將量變轉(zhuǎn)化為質(zhì)變才能取得實(shí)質(zhì)性的突破。《機(jī)械制圖》教學(xué)活動(dòng)要求的空間思維想象能力屬于一種高層次的思維能力，堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)是學(xué)生建立良好空間思維想象體系的前提條件?！稒C(jī)械制圖》課程的開設(shè)在中等職業(yè)學(xué)校中相對較早，多數(shù)學(xué)校在第一學(xué)期就開設(shè)了這門課程，由于學(xué)生在初中階段很少接觸立體幾何知識，對于空間思維能力的鍛煉更為短缺，因此在初始教學(xué)階段要抓住兩個(gè)方面的內(nèi)容，從起始階段就打好牢固的基礎(chǔ)。這兩方面包括基礎(chǔ)幾何形體知識的教學(xué)和幫助學(xué)生克服恐懼心理。教師在最初教學(xué)階段要讓學(xué)生多觀察簡單的幾何體，如球體、長方體、圓錐體、圓柱體、圓錐臺(tái)、棱錐臺(tái)等，并通過模型的分解組合讓學(xué)生了解空間思維的基本原理。在進(jìn)行教學(xué)時(shí)注重學(xué)習(xí)氛圍的營造，多引進(jìn)生活中的實(shí)例可使學(xué)生對《機(jī)械制圖》產(chǎn)生親切感，打消學(xué)生對于陌生知識的恐懼心理，從而為后期的學(xué)習(xí)奠定知識基礎(chǔ)和心理基礎(chǔ)。

（二）建立系統(tǒng)的思維轉(zhuǎn)換體系

《機(jī)械制圖》教學(xué)活動(dòng)中空間思維想象能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是形式的正確轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換不是死板地套用教材中的理論進(jìn)行單一化地轉(zhuǎn)換，而是要求學(xué)生建立起系統(tǒng)性的轉(zhuǎn)換體系，不但對于接觸過的圖形能夠快速準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換，同時(shí)在面對陌生的圖形時(shí)能夠發(fā)揮將頭腦中的程序性知識充分調(diào)取出來，達(dá)到迅速準(zhǔn)確解決問題的效果。轉(zhuǎn)換體系的建立是學(xué)生空間思維想象能力達(dá)到高層次的表現(xiàn)，但是在建立這種體系的過程中必須以平常的訓(xùn)練和課程教學(xué)為依托。《機(jī)械制圖》教學(xué)最先是從投影作圖開始的，這一部分的內(nèi)容是使學(xué)生在空間與平面相互轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，也是教學(xué)能夠最大程度發(fā)揮現(xiàn)有資源進(jìn)行教學(xué)的階段。教師可以通過對教室中出現(xiàn)的各種物體進(jìn)行分析來引導(dǎo)學(xué)生建立直觀的空間印象，通過對物體構(gòu)成比例、相對位置的講解使學(xué)生認(rèn)識到三投影體系的內(nèi)在聯(lián)系。在整個(gè)《機(jī)械制圖》教學(xué)中，三視圖的投影關(guān)系是貫穿始終的重要內(nèi)容，其“三等關(guān)系”在讀三視圖、畫三視圖、理解三視圖的局部與整體都具有非常有效的適用性。教師在教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)有意識地增加學(xué)生對于三視圖知識的練習(xí)，逐步實(shí)現(xiàn)平面和空間、空間和空間轉(zhuǎn)換體系的構(gòu)建和完善。

（三）加強(qiáng)畫圖和讀圖的聯(lián)系

空間思維想象能力雖然是一種相對抽象的思維能力，需要不斷的領(lǐng)悟才能獲得能力的提升，但是這種能力的培養(yǎng)必須要經(jīng)過不斷的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的積累才能有量變走向質(zhì)變。在《機(jī)械制圖》教學(xué)過程中，畫圖和讀圖本事既是一種能力，同時(shí)也是培養(yǎng)空間平面轉(zhuǎn)換的重要方法。在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，可以加強(qiáng)學(xué)生對于軸測圖和三視圖的畫與讀，軸測圖在工程領(lǐng)域具有很大的實(shí)用價(jià)值，同時(shí)它也是溝通空間和平面的主要橋梁。通過讀軸測圖可以為學(xué)生畫出客觀的三視圖打好基礎(chǔ)，畫好軸測圖可以是學(xué)生更好地理解物體的結(jié)構(gòu)特征和形態(tài)。在讀好與畫好軸測圖的同時(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生講軸測圖與三視圖進(jìn)行有機(jī)地聯(lián)系，在教學(xué)活動(dòng)中交叉訓(xùn)練，綜合提升學(xué)生的畫圖能力。畫好軸測圖和三視圖是學(xué)生應(yīng)該掌握的基本技能，對于學(xué)生空間思維想象能力培養(yǎng)具有重要的意義。從認(rèn)知規(guī)律的角度分析，讀圖是畫圖的基礎(chǔ)，畫圖是讀圖的再現(xiàn)和提升，這兩種能力的綜合提升可以為學(xué)生建立完整的空間思維體系提供幫助，并且能夠使學(xué)生掌握更為復(fù)雜的視圖和形體。

（四）開展多樣化的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

總體來講《機(jī)械制圖》課程教學(xué)同其他任何學(xué)科的教學(xué)具有共通的性質(zhì)，也即是為了提升教學(xué)質(zhì)量必須運(yùn)用多元化的教學(xué)方式，在激發(fā)學(xué)生興趣的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的空間思維想象體系。隨著現(xiàn)代教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變以及教學(xué)資源的優(yōu)化，中職學(xué)校教學(xué)活動(dòng)也要順應(yīng)教學(xué)改革的總體趨勢，積極創(chuàng)新，發(fā)展和引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)方式全面提升教學(xué)質(zhì)量?！稒C(jī)械制圖》課程需要運(yùn)用大量的圖形、符號、模型，多媒體教學(xué)方式的引進(jìn)為其提供了極大的便利，特別是講解投影作圖、平面空間轉(zhuǎn)換、物體結(jié)構(gòu)分析以及工作原理時(shí)，其動(dòng)態(tài)化的演示效果具有傳統(tǒng)教學(xué)方式所不可比擬的優(yōu)勢。

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（作者單位：江蘇省海安雙樓中等專業(yè)學(xué)校）