運(yùn)動(dòng)的形體視覺刺激在工程制圖課程教學(xué)中的作用

劉慧娟++羅慧中

摘要：工程制圖是通過平面圖形表達(dá)三維物體的形狀，其難點(diǎn)在于其空間概念的建立。但是人的認(rèn)知是有規(guī)律的，運(yùn)動(dòng)的形體視覺刺激會(huì)加強(qiáng)人的認(rèn)知能力，以Solidworks為載體，以運(yùn)動(dòng)的形體為手段，利用人的視覺認(rèn)知規(guī)律，建立人的空間想象力從理論上是可行的，且該方法已經(jīng)在教學(xué)中應(yīng)用，具有有效性。

關(guān)鍵詞：工程制圖 運(yùn)動(dòng)視覺刺激 認(rèn)知規(guī)律 空間想象力 組合形體

中圖分類號：TB23文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-5349（2017）11-0190-02

工程制圖是土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課，通過平面圖形表達(dá)三維物體形狀，培養(yǎng)學(xué)生讀圖和繪圖的能力，實(shí)用性強(qiáng)，其難點(diǎn)在于其空間概念的建立。[1]教學(xué)過程中利用學(xué)生立體幾何知識，將空間物體轉(zhuǎn)化為平面圖形，反過來，也能夠從平面圖樣想象出物體的空間形狀。[2]該課程學(xué)習(xí)的過程，就是分析空間幾何關(guān)系和空間問題與平面圖形之間對應(yīng)的關(guān)系，對學(xué)生能力的培養(yǎng)、培養(yǎng)空間想象力是該課程重要的教學(xué)目的之一。

一、形體視覺刺激對空間想象力的影響

而空間想象力是需要?jiǎng)佑萌说恼J(rèn)知能力才能達(dá)到的。[3]心理學(xué)認(rèn)為，人的認(rèn)知過程是個(gè)體獲取知識和運(yùn)用知識的過程，包括感覺、知覺、記憶和思維等。[4]人對客觀事物的認(rèn)識開始于感覺與知覺。感覺反映事物的個(gè)別屬性和特性。而知覺反映事物的鏈體及其聯(lián)系與關(guān)系。人們通過感知覺所獲得的知識經(jīng)驗(yàn)?zāi)艽鎯υ谌说拇竽X中，形成“記憶”。人不僅能直接感知個(gè)別、具體的事物，認(rèn)識事物的表面聯(lián)系和關(guān)系，還能運(yùn)用頭腦中已有的知識去概括地認(rèn)識事物，揭露事物之間的本質(zhì)聯(lián)系和內(nèi)在規(guī)律。這就是“思維”。人對外部事物的感知是通過感覺器官來實(shí)現(xiàn)的。因此，由感覺器官所引起的視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等構(gòu)成了認(rèn)知的源頭。

對于空間想象力而言，空間的形體直接的視覺刺激對人在頭腦中建立形體的認(rèn)知是較為直接和有效的。如圖1，利用三視圖建立空間想象力是比較困難的，驗(yàn)證也比較困難。但如果建立一個(gè)如圖2所示的立體圖，形體的視覺刺激會(huì)引導(dǎo)大腦在很短的時(shí)間建立該形體的空間形體，進(jìn)而與之前空間想象的形體對比驗(yàn)證，并修正，達(dá)到從平面圖形到三維空間形體的轉(zhuǎn)換能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。

二、運(yùn)動(dòng)的形體視覺刺激對空間想象力的影響

實(shí)際上，靜止的形體給人的視覺刺激也是靜止的，是一個(gè)主要視覺的刺激。如果該形體可以在空間做一個(gè)全方位的運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)的形體對人視覺的刺激是很強(qiáng)烈的，人可在更短的時(shí)間內(nèi)建立該形體的整體空間印象。好比一個(gè)靜止的陌生人，記住他花的時(shí)間會(huì)比較長。但是如果同時(shí)觀察到了這個(gè)人的形貌和舉止，就很容易記住他的樣子。這個(gè)認(rèn)知過程在土木工程制圖的教學(xué)中依然適用。如圖3所示。該形體在solidworks中可以360度全方位旋轉(zhuǎn)。眼睛可以從各個(gè)部位沿著時(shí)間的進(jìn)展，觀察到形體的“舉止”，進(jìn)而在大腦中快速地建立印象。

對于組合形體，運(yùn)動(dòng)中的視覺刺激更為有效地建立個(gè)體組合關(guān)系和組合體的空間形象。如圖4所示，將螺母和螺桿組合起來，就會(huì)得到圖5，這個(gè)過程中solidworks可以在運(yùn)動(dòng)中完成，給人的視覺刺激是很強(qiáng)烈的。完成組裝后的形體，在solidworks中可360度全方位旋轉(zhuǎn)。眼睛可以從各個(gè)部位隨著時(shí)間的進(jìn)展，觀察到組合形體的“舉止”，進(jìn)而在大腦中快速地建立印象組合形體的“樣子”。

三、結(jié)論

針對工程制圖的培養(yǎng)目的和關(guān)鍵問題，提出了一個(gè)利用運(yùn)動(dòng)形體的視覺刺激，建立人的空間想象力的教學(xué)方法，并利用solidworks作為載體，從靜止的形體、單一運(yùn)動(dòng)形體、運(yùn)動(dòng)的組合形體等逐步漸進(jìn)的方式，講解了該方法，并應(yīng)用在實(shí)際教學(xué)中，取得了很好的效果。

參考文獻(xiàn)：

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[5]伍新春.高等教育心理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1999：12-13.

責(zé)任編輯：楊國棟endprint