淺析“三視圖的形成及其投影規(guī)律”的教學(xué)

胡維超

摘 要 《機(jī)械制圖》是一門機(jī)械專業(yè)類學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，其目的是培養(yǎng)學(xué)生正確識(shí)讀和繪制機(jī)械圖樣，增強(qiáng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撍季S，且實(shí)踐性較強(qiáng)的應(yīng)用課程。在《機(jī)械制圖》課程中“三視圖投影規(guī)律”這一部分教學(xué)內(nèi)容是理論基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)整個(gè)課程的后續(xù)內(nèi)容能否順利連接貫通，在很大程度上取決于本部分的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 機(jī)械 三視圖 職業(yè)教育 理論教學(xué)

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我所帶的《機(jī)械制圖》課程是機(jī)械類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，教材是中職類通用教材，中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社第二版。全書的教學(xué)內(nèi)容可分為兩大塊，一是學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》基礎(chǔ)理論的圖示原理，另一方面是學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》里跟國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的規(guī)定畫法及規(guī)定符號(hào)的使用，這是建立在掌握了圖示原理基礎(chǔ)上的進(jìn)一步深化和應(yīng)用。所以，投視原理是全書的基礎(chǔ)，也是教學(xué)重點(diǎn)。而其中“三視圖的形成及其投影規(guī)律”這一部分，它被安排在課本章節(jié)較前位置，且文字?jǐn)⑹鱿鄬?duì)簡單，習(xí)題練習(xí)不多，一般會(huì)認(rèn)為它是本課程的引子，不易引起重視。但筆者認(rèn)為全書內(nèi)容始終都是圍繞著“三視圖的形成及其投影規(guī)律”展開的，這一知識(shí)點(diǎn)是步入后續(xù)學(xué)習(xí)的門檻，在整個(gè)課程體系中都具有舉足輕重的地位。

三視圖的形成和三視圖投影規(guī)律是 “三視圖的形成及其投影規(guī)律”這一小節(jié)中非常重要的兩點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。三視圖的形成過程，它影響到學(xué)生對(duì)“視圖”和“三視圖”這兩個(gè)概念的認(rèn)識(shí)與理解；投影規(guī)律是在三視圖形成的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)揭示了圖與圖、圖與物體之間的內(nèi)部聯(lián)系和規(guī)律，它是學(xué)生今后識(shí)圖、畫圖過程中最基本的理論依據(jù)。由此可見，三視圖投影規(guī)律這部分內(nèi)容是《機(jī)械制圖》課程理論的根源所在，學(xué)生對(duì)本課程的后續(xù)內(nèi)容能否接更深入學(xué)習(xí)，關(guān)鍵取決于此。因此，《機(jī)械制圖》課程的重點(diǎn)應(yīng)定位在此。在講授時(shí)必須要把重點(diǎn)講細(xì)、講透，教學(xué)中切不可忽視。筆者認(rèn)為，在課本內(nèi)容有限的情況下，要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┳x、畫簡單三視圖的作業(yè)量，并安排一定的課堂作業(yè)輔導(dǎo)課，幫助學(xué)生理解和鞏固所學(xué)概念，在《機(jī)械制圖》課程的學(xué)習(xí)上邁出堅(jiān)實(shí)的第一步。

對(duì)于才由普通教育轉(zhuǎn)入職業(yè)教育的學(xué)生來說，《機(jī)械制圖》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，但他的概念是全新的，初始學(xué)習(xí)時(shí)難度較大。大部分初學(xué)者能接受立體圖，但如果采用沒有立體感的圖樣來表達(dá)物體，就會(huì)感到困惑，難以下手，尤其是具體運(yùn)用投影規(guī)律來分析物體或者是畫圖的時(shí)候，更是感到力不從心，這就是初學(xué)者常見的心態(tài)。其實(shí)在小學(xué)我們就有接觸立體圖形，只不過是現(xiàn)在把它的學(xué)習(xí)更具體，更深入，所以一定要引導(dǎo)學(xué)生克服初學(xué)者的畏懼心里。《機(jī)械制圖》它研究對(duì)象的沒有規(guī)律可言，形狀千變?nèi)f化，形式多種多樣，若靠簡單地靠背誦根本無法掌握，必須是在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行立體的想象和運(yùn)用，所以說它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理解是首要的，運(yùn)用是關(guān)鍵。

對(duì)某一視圖學(xué)生看不懂或畫錯(cuò)，這是初學(xué)者的常見問題，我們要通過這一些問題進(jìn)行分析：學(xué)生對(duì)于部分常用的專業(yè)術(shù)語雖然能說得上來，但實(shí)際大多是一知半解，知其然而不知其所以然，沒有透徹地理解和運(yùn)用他們的空間想象能力。比如說對(duì)有積聚性的矩形面畫成了棱形，或者有積聚性的平面圓畫成了橢圓等等。這些現(xiàn)象是對(duì)于“視圖”與“正投影”的理解不到位，概念模糊不清造成的，學(xué)生只是簡單地將“視圖”理解成看到什么就畫什么，這就是忽視了正投影里“正”字的特點(diǎn)。對(duì)于“視圖”就是要結(jié)合正投影的定義，強(qiáng)調(diào)在物體要正放，觀察者視線要正對(duì)物體的前提下畫出的圖樣。這個(gè)“正”字對(duì)學(xué)生在進(jìn)行空間想象以及理解正投影的真實(shí)性和積聚性來說是至關(guān)重要的，一定要講清“正”字的特點(diǎn)，細(xì)講“視圖”的內(nèi)在含義。再如對(duì)于三視圖的名稱也是常用的專業(yè)術(shù)語，這是分析每一個(gè)視圖的思維起點(diǎn)，若不能深刻地理解它的含義，就會(huì)直接影響到空間想象能力。老師不能單純地要求學(xué)生靠背出各視圖的名稱，重要的是要使學(xué)生能夠理解三視圖的形成過程，并清楚地認(rèn)識(shí)到：視圖是觀察者從物體的那個(gè)方位向那個(gè)方位投影所得；它能反映物體那些方向的尺寸和方位？或者是不能反映物體的那個(gè)方向尺寸和方位？為什么視圖中不能反映物體的某一尺寸和方位？著重讓學(xué)生理解物體的方位與視圖的投影方向重合時(shí)具有的特點(diǎn)，并幫助學(xué)生把其中的規(guī)律總結(jié)出來，最好是為學(xué)生把這些歸納的知識(shí)點(diǎn)板書出來，使學(xué)生在以后識(shí)圖、畫圖時(shí)在腦海里有一個(gè)非常清晰的空間定位。

在講投影規(guī)律時(shí)，要著重強(qiáng)調(diào)三視圖是觀察者從三個(gè)不同方向觀察同一個(gè)物體的結(jié)果，所以各視圖之間必然會(huì)有內(nèi)在的聯(lián)系?！叭晥D的投影規(guī)律”的主要內(nèi)容就是指尺寸方面的“三等”關(guān)系 ，而各視圖所反映物體的方位，教材上并沒有明確地歸入投影規(guī)律。這一點(diǎn)我認(rèn)為應(yīng)明確地告訴學(xué)生，三視圖的投影規(guī)律應(yīng)有兩個(gè)，一個(gè)是“三等”關(guān)系，另一個(gè)是“方位”關(guān)系，而且在識(shí)圖、畫圖時(shí)，這兩個(gè)是缺一不可的。

“主、俯視圖長對(duì)正；主、左視圖高平齊；左、俯視圖寬相等”被稱為“三等”關(guān)系。其中 “長對(duì)正，高平齊”在直觀上可以看出它們之間有直接的投影聯(lián)系，學(xué)生比較容易接受。但還是有些同學(xué)經(jīng)常只注意到兩個(gè)視圖的等量關(guān)系，而忽視了它的對(duì)齊規(guī)律。這種情況關(guān)鍵要在于理解“對(duì)正和平齊”的含義，要讓學(xué)生理解其兩個(gè)含義：一是對(duì)齊，第二才是等量，這兩者存在著遞進(jìn)關(guān)系，要強(qiáng)調(diào)是在對(duì)齊的前提下，兩視圖才有等量的規(guī)律。而“寬相等”是“三等”關(guān)系的難點(diǎn)所在，主要是在于三投影面體系的攤平展開過程中，導(dǎo)致直觀上左、俯兩視圖并沒有直接的對(duì)齊聯(lián)系，兩圖在寬度方向上相差有90€啊Q嶂苯詠淦揭頻攪硪桓鍪油忌希前芽磯確較虻某嘰縲？0€埃饈茄鍛?、患?齟淼南窒蟆N聳寡謐蟆⒏┦油嫉乃嘉討心芄幌裰鰲⒏┗蛑鰲⒆笫油家謊3鐘兄苯擁耐隊(duì)岸雜叵擔(dān)收呷醚謐?、俯两唾Z溆迷不×悠鵠矗⒔湫蝸蟊扔魑蠹葉際煜さ吶艿潰蛭艿啦還蓯竊謚畢呋蜃浯Γ淶攬磯際且恢碌模蟆⒏┝酵嫉目磯確較蚯『檬茄刈耪狻安儷∨艿饋鋇淖浯ザ摹R虼耍收咔康餮窈蟮彩怯齙階?、俯两g油擠治齙氖焙潁歡ㄒ？“操場跑道”的意識(shí)。這就為學(xué)生提供了一條關(guān)于“寬相等”的思維通道，在分析時(shí)有比較清晰的定位，大大減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。這條“操場跑道”的比喻在后面的六個(gè)基本視圖中，也會(huì)更形象地體現(xiàn)和表達(dá)。

在弄清“三等”關(guān)系的基礎(chǔ)上，再利用它的對(duì)齊效應(yīng)，揭示出每兩個(gè)視圖間所能共同反映的物體方位，自然也就三視圖的“方位”關(guān)系應(yīng)。但主要難點(diǎn)還是在于左、俯兩視圖前后方位的判別。為了使學(xué)生能容易地理解和判別，我用“外前里后”的思維方式幫助學(xué)生理解?！巴馇袄锖蟆钡囊馑际牵哼h(yuǎn)離觀察者一側(cè)的圖線為外，即反映的是物體前方位結(jié)構(gòu)；在左、俯兩視圖中，靠近觀察者一側(cè)的圖線為里，即反映的是物體后方位結(jié)構(gòu)。這個(gè)口訣若與上面所提到的“跑道”配合理解分析，效果更好，思路更清晰。在后面課程的表面求點(diǎn)和讀、畫組合體的三視圖有較強(qiáng)的實(shí)用性。

在詳細(xì)地講完三視圖的“三等”和“方位”關(guān)系后，必須將這兩者有機(jī)地結(jié)合起來，形成一個(gè)整體，才能使學(xué)生對(duì)投影規(guī)律有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。最后還可以采用一些比較簡單的例子進(jìn)行啟發(fā)和總結(jié)。從以上的分析可以看出，要掌握好三視圖的投影規(guī)律，關(guān)鍵在于掌握好左、俯兩視圖間的“寬相等”和“前后方位”的關(guān)系，這是三視圖投影規(guī)律的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。

參考文獻(xiàn)

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