空間思維訓(xùn)練在機(jī)械制圖高校課堂教學(xué)中的探索

周麗芳 鄭斌

摘 ?要：在高校課堂教學(xué)中，機(jī)械制圖算是一個(gè)教學(xué)的難點(diǎn)，需要的知識(shí)理論體系比較雜亂，而且知識(shí)點(diǎn)比較生硬，不是特別容易理解，傳統(tǒng)教學(xué)方式往往無(wú)法幫助學(xué)生有效攻克難題，所以利用空間思維與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合的方式可以取得更大的成效。比如“心理旋轉(zhuǎn)”和“搭積木”等比較有效的空間思維訓(xùn)練，就可以提升學(xué)生的理解能力，以便于后來(lái)的學(xué)習(xí)、分析和研究，最終達(dá)到提高學(xué)生讀懂圖并且認(rèn)識(shí)圖、理解圖的能力。

關(guān)鍵詞：空間思維訓(xùn)練;機(jī)械制圖;高校課堂教學(xué)

機(jī)械制圖需要的技術(shù)性非常強(qiáng)，課程中所包含的內(nèi)容也極為龐大，不但要理解點(diǎn)、面、線之間的立體關(guān)系，還要理解它們的空間結(jié)構(gòu)，需要很強(qiáng)的邏輯思維能力，這樣一門課程，在傳統(tǒng)教育模式下會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得特別晦澀難懂，更遑論進(jìn)一步的分析和研究，容易打擊學(xué)生的自信心，讓他們產(chǎn)生厭惡心里，所以選擇合適的教學(xué)方法十分重要，而空間思維能力顯然對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)中學(xué)習(xí)興趣的建立有重要意義，讓學(xué)生對(duì)龐大的信息量有簡(jiǎn)單的梳理，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。

一、空間思維訓(xùn)練在機(jī)械制圖教學(xué)中的現(xiàn)狀

（一）空間思維能力概述

空間思維的定義很難界定，一般有廣義和狹義之分，狹義的空間思維是指從不同的方位去思考問(wèn)題，突破對(duì)于點(diǎn)、線、面的限制，透過(guò)平面看到物體的立體形象，而廣義的空間思維大多是通過(guò)虛擬的東西，比如聯(lián)想、歸納等等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，將呈現(xiàn)在眼前的東西深入的進(jìn)行了解，不斷的進(jìn)行對(duì)比，做出自己的判斷，最終在大腦中形成對(duì)一個(gè)事物的認(rèn)知。在機(jī)械制圖的學(xué)習(xí)過(guò)程中，通常需要學(xué)生將眼睛看到的二維圖像通過(guò)思維轉(zhuǎn)化為三維的立體圖，所以空間思維能力可以起到很好的作用。

（二）學(xué)生的現(xiàn)狀

機(jī)械類課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，機(jī)械制圖是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵，在學(xué)習(xí)初期，學(xué)生往往不能主動(dòng)的學(xué)習(xí)和接受，因?yàn)檫@些內(nèi)容對(duì)他們而言非常陌生，對(duì)于不熟悉的東西，是很難理解且消化的，這種情況下，一旦遇到困難，就會(huì)造成學(xué)習(xí)的困惑越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣。所以教師在授課過(guò)程中一定要講究方式方法，可以先利用投影將局限性打開，然后不斷的將想象范圍擴(kuò)大，最終讓學(xué)生逐漸掌握空間思維的能力。

（三）造成這種現(xiàn)狀的原因

新生入學(xué)時(shí)，由于長(zhǎng)期受應(yīng)試教育影響，對(duì)理論知識(shí)的理解還停留在記憶和簡(jiǎn)單的推理層面，想象能力偏弱，這也導(dǎo)致了在立體圖形的分析過(guò)程中受到很大局限，而工程圖樣是需要實(shí)踐與想象能力相結(jié)合的[1]，如果只根據(jù)書中的定義和推理，很難真正的理解和分析面臨的問(wèn)題，所以空間思維能力對(duì)機(jī)械制圖的重要性不言而喻。

二、空間思維訓(xùn)練和機(jī)械制圖在高校課堂教學(xué)中的方法

（一）加強(qiáng)空間認(rèn)知訓(xùn)練，為空間思維打下基礎(chǔ)

簡(jiǎn)而言之，空間思維之于機(jī)械制圖也就是將二維圖形進(jìn)行三維立體圖的想象，由于每個(gè)學(xué)生的能力不同，對(duì)于這一過(guò)程的接受能力也存在很大差距，甚至于很多思維能力較差的學(xué)生根本就看不同軸測(cè)圖，這種情況下就需要教師合理的進(jìn)行引導(dǎo)，運(yùn)用空間思維能力提高對(duì)立體空間的認(rèn)知程度，除了判斷立體空間的前后、高低和方位等這些基本要素之外，結(jié)合投影來(lái)進(jìn)一步了解物體存在的相對(duì)位置，精準(zhǔn)的判斷物體在空間中的位置[2]，最終建立起空間立體的概念。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以對(duì)空間思維有一個(gè)大概的認(rèn)知，邁出空間思維訓(xùn)練的第一步，即突破二維思維對(duì)思想的限制，為適應(yīng)空間思維方式奠定基礎(chǔ)。

（二）加強(qiáng)立體認(rèn)知訓(xùn)練，培養(yǎng)空間思維能力

立體是一個(gè)很廣泛的概念，涵蓋的內(nèi)容較多，包括圓柱、棱錐以及球體等等，這些都屬于基本立體，想要理解并不難，所以教師可以先從這些基本立體入手，通過(guò)這些立體幫助形成學(xué)生空間思維模式。上課過(guò)程中，教師可以準(zhǔn)備一些基本立體的模型讓學(xué)生進(jìn)行觀察，除了立體前后、高低、左右等一些基本要素之外，讓學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的分析，根據(jù)物體表面的相對(duì)位置分析本體表面點(diǎn)，逐漸提高空間思維能力，最終實(shí)現(xiàn)空間思維能力的鍛煉，讓學(xué)生形成思維習(xí)慣，看到一個(gè)立體，就會(huì)不由自主的發(fā)揮空間思維能力，啟發(fā)想象能力的同時(shí)為機(jī)械制圖教學(xué)提供便利。

（三）選擇適合的教育方式進(jìn)行空間思維能力訓(xùn)練

對(duì)于空間思維能力的訓(xùn)練，選擇合適的方式十分重要，目前比較常見(jiàn)的是“搭積木”式訓(xùn)練方法，搭積木這種方式不但在兒童教育階段有著無(wú)可替代的作用，更可以很好的訓(xùn)練空間思維能力，將平面看到的圖形進(jìn)行立體化。比如正等軸測(cè)圖理論的學(xué)習(xí)過(guò)程中，就可以用搭積木這一教學(xué)方式，在平面上利用三角網(wǎng)格將二維平面圖進(jìn)行三維立體圖的轉(zhuǎn)化[3]，如下圖所示。

如上圖所見(jiàn)，第一張是平面圖形，在看到這種平面圖形后，用數(shù)字來(lái)代表積木進(jìn)行解析，最終將得出的數(shù)字進(jìn)行轉(zhuǎn)化，形成圖二的立體圖形，然后引導(dǎo)學(xué)生畫出積木堆積在一起的圖形，最終得出圖三的立體草圖。從這個(gè)過(guò)程可以看出，搭積木式教學(xué)需要大腦快速的反應(yīng)并相互協(xié)作，最紅才能得出結(jié)論，而這種方式是空間思維能力培養(yǎng)的重要方式。

三、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械制圖教學(xué)非一日之功，需要教師不斷的摸索，對(duì)教材進(jìn)行不斷的鉆研，用靈活的教學(xué)方式達(dá)到課堂的最大優(yōu)化，而空間思維顯然是一種非常有效的方式。空間思維能力并不復(fù)雜，只要教師在教學(xué)過(guò)程中指定合適的教學(xué)策略，將空間思維能力進(jìn)行不斷的整合，就可以讓這種能力有效的被運(yùn)用到機(jī)械制圖教學(xué)中。

參考文獻(xiàn)

[1]黃軍波，劉富凱，王睿.空間思維訓(xùn)練在機(jī)械制圖本科教學(xué)中的探索[J].天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，30（02）：51-54.

[2]謝青萍.機(jī)械制圖學(xué)習(xí)中學(xué)生空間思維能力的培養(yǎng)[J].新課程研究，2019（17）：101-102.