淺談制圖課教學中學生空間想象力的培養

摘要：在《機械制圖》教學中培養學生的空間想象力是非常重要的。本文在分析空間想象的特點的基礎上提出了學生空間想象力的培養方法。

關鍵詞：機械制圖；空間想象力；培養

《機械制圖》課是機械類通用工種的一門重要技術基礎課，既有抽象的投影理論又有很強的實踐性。該課程的學習，直接影響到后續專業課程的學習以及學生將來能否勝任本專業的工作。因此，探討行之有效的教學方法，培養學生的空間想象能力，進而提高學生的專業素質是值得研究的一大課題。

培養空間想象力的重要性

《機械制圖》課程的基礎是正投影原理和投影制圖，主要是研究空間到平面（繪圖）和平面到空間（讀圖）相互轉化的關系、規律和方法。而讀圖和繪圖都離不開空間想象，都離不開對空間物體的分析與表達。只有不斷地通過由物到圖、由圖到物的反復實踐，逐步提高空間想象力和空間分析能力，才能掌握投影理論及其應用。學習該課程的主要目的就是培養學生較強的空間想象能力、空間分析能力和熟練的繪圖、讀圖技能。

讀圖和繪圖想象的特點

“想象”不是簡單地再現以往已經感知過的形象，而是在人腦中對已有表象進行加工改造而創造新形象的過程。這里所說的“空間想象”是指工程技術領域對空間形體或幾何元素的形狀、大小、方位及深度等的想象。

在讀圖和繪圖的過程中，人們進行著復雜的心理活動。讀圖時，人們根據圖中視圖、尺寸和其他符號、文字對物體形狀、大小的描述和示意，想象物體的空間形象，這是再造想象。設計繪制產品圖紙時，人們對已有的表象進行選擇、加工、改造，獨立地創造出新的形象，這是創造想象。在繪圖和讀圖過程中，需要邊畫邊想，邊想邊畫，或者邊看邊想，邊想邊看，使想象的形體逐步具體、完善、清晰起來，在這當中需要運用形象思維和抽象思維。

培養空間想象力的方法

培養學生空間想象能力的方法很多，但無論用何種方法，都要注意夯實制圖知識基礎，熟練掌握基本技能，養成細致認真的工作作風和態度，并結合學生實際情況選擇適用的培養方法。

（一）明確基本概念，打好理論基礎

任何一門學科都有其基本理論和基本思想。《機械制圖》這門課程的精髓就是正投影理論?？臻g幾何形體是由點、線、面等幾何元素構成，因此空間幾何形體的投影可轉化為點、線、面的投影。在明了正投影的基本概念的基礎上，通過對基本體、組合體及零件的大量觀察與繪圖練習，實施由淺入深、由簡到繁地多看、多畫、多想的教學策略，便能使學生對空間與平面的轉換有更加深入的認識，從而逐步提高學生的空間想象能力。

（二）采用直觀教學，提高感性認識

直觀教學就是利用一些實物、模型來啟發學生思維的一種方法。感性認識是空間想象力形成和發展的基礎，課堂中通過對模型、實物的觀察、分析，學生在頭腦中建立起空間的感性認識，形成空間骨架，進而再抽象為空間形體的平面圖形。在看圖時，由“圖”想到“面”，由“面”想到“體”，從而形成“一圖為一體”的概念，這樣學生在思維中存儲的立體信息多了，空間思維能力也隨之增強了。

（三）精選作業題目，訓練創新思維

培養思維的創新性和廣闊性是培養學生空間想象力的重要環節。要培養這種思維品質，就是要使學生在解題時會思考，善于思考，而不陷入茫茫題海中。教師在精選題目的同時，要善于一題多變、一題多解，使學生能舉一反三，以不變應萬變，起到事半功倍的效果。

如圖1、圖2所示，求作兩圖的第三投影。初看這兩圖，覺得兩體相差很遠，難易不一，其實它們所表達的是同一物體。圖1是一正四棱柱按特殊位置放置，即四棱面都為投影面的平行面。截平面為正垂面，截交線為一平面四邊形。圖2也是該正四棱柱的截割體，只是放置的位置水平轉動了45°。再如，按圖3所給視圖想象其形體。學生可以想象出圖4、圖5、圖6等多個形體。經過這樣一題多變、一題多解的訓練，擴大了學生的思維領域，使學生不滿足原有的方法而求新、求異、求多，充分發揮和鍛煉了學生的空間想象力。

（四）加強實踐環節，提高動手能力

機械制圖是一門實踐性很強的課程，在教學中重視實踐環節，不但能激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，而且可以提高學生的動手能力，培養空間想象力。如讓學生親自做一些模型并按要求繪制各種視圖；或者帶領學生到實習點，對機器進行拆裝并對零件進行測繪，然后再畫出圖紙。這樣，極富情趣的實踐過程充分調動了學生探求知識的積極性和創造性，在做中學，在樂中學，空間想象能力和空間分析能力必會得到較大提高。

（五）運用多媒體技術及制圖軟件教學，拓展知識層面

多媒體教學課件的三維動畫可以清晰、直觀地表達出每個形體的形成過程及其形狀和投影的關系。而AutoCAD等制圖軟件在制圖過程中更能給學生帶來空間感受，二維圖形與三維立體間的轉化關系更為直觀、生動。這些技術的應用，可大大激發學生追求高新知識的興趣，拓展知識的深度和廣度，使學生在二維和三維空間反復思索加深印象，非常有助于培養空間想象力。

空間想象能力不可能在短時間內迅速提高，這就要求教師在精心準備教學內容的同時要恰當選擇能提高學生空間想象力的教學方法和手段，而學生應在認真學習正投影的基礎知識和基本理論的基礎上多看、多畫、多想、多練。

參考文獻：

[1]潘菽.教育心理學[M].北京:人民教育出版社，1983.

[2]梁東曉.機械制圖[M].北京：中國勞動和社會保障出版社，2006.

作者簡介：

羅金華（1969—），女，河北省遵化市職業技術教育中心教師，從事《機械制圖》教學與研究。