淺談三維圖形的啟發(fā)式教學(xué)

王小成

機械圖樣是工程界相互交流的語言。目前機械行業(yè)中一份機器的完整圖樣，不僅包含裝配圖、零件圖、生產(chǎn)工藝卡片等，還會附一份該機器的三維造型電子圖樣存檔。雖然人們觀察的是二維圖樣，但是在大腦皮層反映的卻是該圖樣的三維圖形。中職學(xué)生畢業(yè)后將直接從事一線生產(chǎn)，要看懂圖樣就需要教師來喚醒和啟發(fā)學(xué)生，充分利用課堂教學(xué)時間，盡量在有限的時間里學(xué)好三維圖形。

一、學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

學(xué)生初學(xué)制圖時，根據(jù)固有的模式，往往對原有的平面圖形印象深刻。在以往的傳統(tǒng)教學(xué)中，教師主要以黑板畫圖居多，目前也可借助于一些常見的繪圖軟件如AUTOCAD、CAXA、PRE等進行課堂教學(xué)。此類教學(xué)模式重書本，講究以教師為主導(dǎo)教學(xué)，教師課堂上講得多，布置的課后制圖作業(yè)多。這樣一來，學(xué)生學(xué)習(xí)只是為了完成老師布置的任務(wù)，變成畫圖多、“悟”圖少，從而錯失了學(xué)習(xí)三維圖形的最佳時機。

二、由簡單到復(fù)雜，逐層深入地培養(yǎng)學(xué)生識讀三維圖形的能力

以平面中三點為例，首先反映出來的應(yīng)該是在空間中“三點定一面”。教師在講授時，可以將三點連線，讓學(xué)生自行觀察，此時形成的是一個三角形。此時以該三角形為一個面域，讓學(xué)生發(fā)揮想象力，看看可以拉伸成多少不同的空間實體。教師在教學(xué)過程中可以啟發(fā)學(xué)生用整個三角形拉伸，或某個點進行拉伸，或相反方向進行拉伸，讓學(xué)生建立不同簡單形體與投影都是該三角形的對應(yīng)關(guān)系，通過識圖、懂圖、悟圖，提高形象思維能力，進而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)三維圖形的興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

三、利用教模培養(yǎng)學(xué)生的識圖能力

中職學(xué)校的學(xué)生幾何基礎(chǔ)相對較薄弱，自我學(xué)習(xí)的能力不強，積極性不高。因此教師在講授三維圖形新課的時候需要從最簡單的立體圖學(xué)起，如長方體、圓柱體等。對于圓柱體，教師可講授學(xué)生要與前面所學(xué)的三視圖結(jié)合起來，借助圓柱體教模對應(yīng)“長對正、高平齊、寬相等”，分別找到可見部分的投影，分清輪廓線與素線之間的聯(lián)系，理解三視圖與三維圖形的對應(yīng)關(guān)系。接著可以識讀一些不同直徑的圓柱體的結(jié)合，包括套筒類零件。課后，教師可以將教模留在教室，讓一些暫時沒明白的學(xué)生加深對實體的認(rèn)知，加強識圖的能力。

四、引導(dǎo)觀察身邊物體，提高三維圖形認(rèn)知能力

機械行業(yè)是國民支柱行業(yè)，生活中處處可見機械產(chǎn)品的存在。教師在實際教學(xué)中，除了前面提到的教模以外，可以動用一切教學(xué)資源來啟發(fā)學(xué)生對三維實體的認(rèn)知能力。比如，三維圖形中的x、y、z三坐標(biāo)面，就可以以教室的對角面為例，講解處于空間中的三維實體與三視圖之間的對應(yīng)關(guān)系。生活中的實體都可以在三坐標(biāo)面中進行投影，喝水的杯子、走廊的開關(guān)等等。教師不要局限于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，看圖一定要按投影正方向來觀察，也可以讓學(xué)生想象著環(huán)繞某個三維實體，從不同角度向教室的三堵墻壁進行投影，分別得到投影圖形。教師可以多講解此類三維圖形的學(xué)習(xí)方法，多做課堂練習(xí)，多進行課堂互動，來提高學(xué)生對三維圖形的認(rèn)知能力。

五、結(jié)合專業(yè)特點，利用培訓(xùn)車間，增強實體的三維視感

機械專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的零件圖類型與本專業(yè)緊密相連。目前，機械類學(xué)生都會進行普車實訓(xùn)和數(shù)車實訓(xùn)，往往接觸回轉(zhuǎn)體零件最多。在實訓(xùn)過程中，指導(dǎo)教師可以將圖樣與做出來的工件進行比對，重點講解，加深學(xué)生的直觀印象。學(xué)生通過熟悉和操作車床，了解車床的加工內(nèi)容和加工方法，熟悉零件圖，從而可以得知工件實體“從何而來，怎么來”。教師還應(yīng)重點講解學(xué)生有疑問的地方，讓學(xué)生知道回轉(zhuǎn)類零件的三維圖形的形成過程。

三維圖形是機械類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)制圖必須掌握的環(huán)節(jié)，識讀圖樣的能力是將來學(xué)生工作必備的能力。教師在講授三維圖形時，應(yīng)啟發(fā)學(xué)生多種方法并用，為后面讀懂零件圖和裝配圖打下良好的基礎(chǔ)，還要培養(yǎng)學(xué)生在大腦中進行平面圖形與三維圖形轉(zhuǎn)換的能力，讓學(xué)生在“學(xué)中做”。這應(yīng)當(dāng)是職業(yè)學(xué)校機械制圖課程的重點。

（作者單位：江蘇省通州中等專業(yè)學(xué)校）endprint