淺談組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)法在制圖教學(xué)中運(yùn)用

摘 要：制圖課是工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生讀圖和繪圖的能力。本文結(jié)合多年制圖教學(xué)體會(huì)，分析了組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)在制圖學(xué)習(xí)中的重要性，以及如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的構(gòu)型能力，從構(gòu)型方的原則、方法、教學(xué)體會(huì)進(jìn)行探討，為學(xué)生的職業(yè)技能培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：制圖學(xué)習(xí)；組合體；構(gòu)型設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；空間思維

中圖分類號(hào)：TH126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

作者簡(jiǎn)介：趙麗萍（1971年—），女，漢族，天津，廈門工商旅游學(xué)校，副校長(zhǎng)，管理學(xué)碩士，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)，機(jī)械專業(yè)高級(jí)講師。

機(jī)械制圖是工科一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，制圖是為了后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)中看圖理解圖樣的含義打下基礎(chǔ)，在教學(xué)中，組合體的學(xué)習(xí)非常重要，學(xué)生由組合體到零件的學(xué)習(xí)要求構(gòu)建起空間思維、想像、創(chuàng)新的能力，這也是教學(xué)的難點(diǎn)所在。如何幫助學(xué)生建構(gòu)起這種能力，組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)法在教學(xué)中的運(yùn)用可以有效地解決學(xué)習(xí)的困難。

一、組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)法的學(xué)習(xí)重要性

所謂組合體的構(gòu)型設(shè)計(jì)，是指以基本體、基本形體為主，利用各種創(chuàng)造性思維方式構(gòu)型設(shè)計(jì)組合體的形狀、大小表面連接形式等，并且表達(dá)成圖樣的過程。構(gòu)型設(shè)計(jì)的過程是形象思維的過程，通過構(gòu)型設(shè)計(jì)可以把學(xué)生的空間想像、形體構(gòu)思和形體表達(dá)三者有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)。既提高畫圖、讀圖能力，又能發(fā)展空間想象能力，還有利于發(fā)揮構(gòu)思者的創(chuàng)造性。

二、組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)法的教學(xué)實(shí)踐

（一）構(gòu)型設(shè)計(jì)法的教學(xué)內(nèi)容

1.組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)的原則

（1）以基本體為主進(jìn)行分析。主要培養(yǎng)利用基本幾何體構(gòu)造組合體的能力及掌握組合體投影圖的畫法，以培養(yǎng)觀察、分析、綜合能力、創(chuàng)造力和想象力。

（2）構(gòu)成組合體應(yīng)便于成型。封閉的內(nèi)腔不便于成型，一般不要采用。

（3）應(yīng)多樣性（發(fā)散度）、變異性（變通度）、新穎性（新穎度）。

（4）體現(xiàn)穩(wěn)定、平衡、動(dòng)靜等造型藝術(shù)法則。對(duì)稱的結(jié)構(gòu)能使形體具有平衡、穩(wěn)定的效果，而對(duì)于非對(duì)稱的組合體，采用適當(dāng)?shù)男误w分布，可獲得力學(xué)與視覺上的平衡感與穩(wěn)定感。

（5）構(gòu)成的形體應(yīng)符合零件生產(chǎn)的實(shí)際。兩個(gè)形體組合時(shí)，點(diǎn)、線與線接觸、面與面的連接應(yīng)符合生產(chǎn)實(shí)際。

（二）構(gòu)型設(shè)計(jì)的基本方法

1.組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)的基本方法

（1）挖切。一個(gè)基本體經(jīng)不同的挖切可構(gòu)成不同的組合體。如下圖1：基本體為四棱柱，通過挖切產(chǎn)生六個(gè)形體，這六個(gè)形體的三投影圖分別進(jìn)行如下表達(dá)。

（2）疊加。若干個(gè)基本體變換其相對(duì)位置可疊加出各種組合體。

（3）挖切疊加綜合，同時(shí)運(yùn)用挖切和疊加構(gòu)成組合體。

三、組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)法的思維拓展延伸

1. 根據(jù)給定的形體的正面投影圖構(gòu)型設(shè)計(jì)形體。如圖2

2. 根據(jù)給定的條件構(gòu)型設(shè)計(jì)。如圖3

如：構(gòu)造一個(gè)組合體，要求包含三個(gè)基本幾何體，并含有正垂面、圓柱面和通槽，用三面投影圖表達(dá)出來(lái)。

3.根據(jù)給定的若干基本體構(gòu)型設(shè)計(jì) 。

給定若干個(gè)基本立體，通過改變基本體間的組合方式、相對(duì)位置和相鄰表面間的連接關(guān)系來(lái)構(gòu)造組合體。如圖4

4.仿形構(gòu)型設(shè)計(jì)

根據(jù)給定的一個(gè)組合體，仿照該組合體的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)類似的組合體。如下圖5，形體1變形到形體2，頂部前后切成圓柱面，底部切成方形槽。

5. 互補(bǔ)體構(gòu)型設(shè)計(jì)方法。

如果把一個(gè)幾何體挖去一部分，則挖去的部分稱為虛體或負(fù)幾何體，而留下的部分稱為實(shí)體或正幾何體。給出虛體（或?qū)嶓w）的投影圖，要求作出實(shí)體（或虛體）的投影圖，并同時(shí)構(gòu)畫出兩者的立體圖。如圖6

四、組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)的教學(xué)體會(huì)

（一）構(gòu)型設(shè)計(jì)發(fā)展了學(xué)生的發(fā)散思維和收斂思維能力

發(fā)散思維屬于從多方面尋求多樣性答案的一種展開思維方式，而收斂思維是在眾多的思路、信息中尋求獲得一個(gè)正確答案的思維形式，發(fā)散思維和收斂思維是創(chuàng)造性思維的重要組成部分。

在組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)教學(xué)中，根據(jù)給定一個(gè)投影圖，構(gòu)思組合體的形狀，并畫出其他投影圖；在限定的條件下，構(gòu)造組合體；仿形設(shè)計(jì)組合體，讓學(xué)生通過發(fā)散思維，作出多個(gè)答案，引導(dǎo)學(xué)生的空間思維活動(dòng)由單一化向多元化方向發(fā)展，在構(gòu)型設(shè)計(jì)時(shí)舉一反三開拓思路，培養(yǎng)創(chuàng)造力和想象力。例如：根據(jù)正面投影圖，構(gòu)思該組合體的形狀（3種以上），并且畫出側(cè)面和水平面投影。如圖7

在組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)教學(xué)中，分向穿孔構(gòu)型設(shè)計(jì)、互補(bǔ)體構(gòu)型設(shè)計(jì)，在培養(yǎng)發(fā)散思維的同時(shí)也培養(yǎng)了收斂思維，引導(dǎo)學(xué)生將眾多的思路和信息進(jìn)行分析、綜合、抽象和概括，得到特定條件下正確的答案。

（二）構(gòu)型設(shè)計(jì)有助于激發(fā)學(xué)習(xí)機(jī)械圖學(xué)的興趣。

研究這些圖形的多解關(guān)系，由此引發(fā)的思考、探索、討論過程，對(duì)于識(shí)圖能力和圖形表達(dá)能力的提高會(huì)產(chǎn)生一定的作用，而且能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)思維的靈活性及發(fā)散思維能力。

（三）構(gòu)型設(shè)計(jì)在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)訓(xùn)練

工程圖學(xué)在學(xué)時(shí)數(shù)不斷減少、教學(xué)內(nèi)容不斷增加的情況下，組合體構(gòu)型設(shè)計(jì)的教學(xué)時(shí)數(shù)也是有限的，所以在合理安排課堂教學(xué)的基礎(chǔ)，應(yīng)該設(shè)計(jì)一定數(shù)量的作業(yè)加以訓(xùn)練，可以在組合體看圖作業(yè)中不好理解的或有代表性的題目來(lái)設(shè)計(jì)構(gòu)型設(shè)計(jì)作業(yè)，在訓(xùn)練中提高構(gòu)思形體和表達(dá)形體的能力，有助于發(fā)展創(chuàng)造性思維。

總之，我認(rèn)為組合體構(gòu)型的方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力，要求教師在教學(xué)中抓住一切有利機(jī)會(huì)，因勢(shì)利導(dǎo)，發(fā)展和豐富他們觀察、想象、思維判斷能力，善待學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出來(lái)的“離奇”和“古怪”的思維，教師在注重創(chuàng)造性思維方式訓(xùn)練的同時(shí)，又要注重專業(yè)知識(shí)的科學(xué)合理結(jié)構(gòu)，通過思維方式的訓(xùn)練有效地提高學(xué)生的制圖綜合能力，使原本抽象、復(fù)雜的制圖課得以簡(jiǎn)化，易學(xué)，使學(xué)生具備一定的讀圖能力和繪圖的能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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