制圖教學中如何培養學生的空間想象力

《機械制圖》是工程界的共同語言，是技工學校機械類專業必須掌握的一門實踐性很強的技術基礎課，也是一門工具課，教學大綱中明確要求通過學習培養學生的空間想象力、思維能力和構思能力，以達到熟練看圖和繪圖的能力。實踐證明，機械類專業的學生走上工作崗位，如果沒有一定的制圖知識，就無法勝任機械加工、制造、裝配等工作。而學好制圖就是培養學生的空間思維能力，即要求學生熟練掌握圖紙與零件形狀間的相互轉換關系。但事實上這正是大多數學生在學習過程中所碰到的最棘手的問題。我校的招生對象是應屆初中畢業生，大多數學習成績較差、空間想象力較弱，物體與視圖的相互轉化比較困難。如何盡快提高學生的空間想象能力，成為教學工作的首要任務。多年來，經過不斷的探索、研究、討論、實踐，在這方面收到了很好的效果。下面，我想就此談談我在教學實踐中的一些體會。

化難為易、循序漸進

循序漸進是一條重要的教學原則。學生對問題的認識都有一個從簡單到復雜的過程。研究問題應從簡單入手、逐步深入。一方面應從內容整體結構上做到循序漸進，逐步深入地進行施教，另一方面在每一問題的講解中也應從簡單入手、步步深入，以達到培養學生空間想象能力的目的。

制圖課內容較深、難度較大，近年來由于技校招生的改革，面向社會、公開招生、自愿報名，大多數是基礎較差的學生。如果在教學中不先從簡單入手，講解過于復雜，就會使學生對本課程產生畏懼心理，失去興趣以至厭學。所以在講授時應注意將教材化難為易。例如從制圖的基本知識直接講授正投影法，要求學生掌握基本幾何體三視圖的畫法，對于學過制圖的人來說非常容易，但對于初接觸這門課的學生來說，大部分學生很難接受。為此，我就從空間點的投影講起，通過反復舉例、練習，讓學生先建立起空間點的概念，再逐步講空間直線及平面的投影，并讓學生判別物體的六個方位：上、下、左、右、前、后。為了讓學生做出正確判斷，在理解的基礎上把判定六個方位編出容易記憶的順口溜，如視圖中“遠離主視是前方”，主、左視圖都可以反映物體的上下，“上是上方、下是下”等等。每節課都將物體的方位貫穿其中，這樣從點、線、面過渡到基本體的三視圖非常自然，最后標注基本體的尺寸以及在基本體表面取特殊點、一般點，循序漸進，使學生初步建立空間的概念。

從簡單入手，還需分清主次，即抓住主要因素，暫時舍去次要因素。如在講疊加類組合體三視圖的識讀時，若要求學生由三視圖完整構思會感到茫然，需利用形體分析法按以下步驟進行：（1）畫線框、分形體；（2）對投影、想形狀；（3）合起來、想整體。先構思出畫的每個線框部分形狀和位置，進而構思出整體形狀，最后再分析細節作出全面分析。這樣就通過簡單入手、循序漸進的方法，培養起學生較強的空間想象能力和科學的看圖方法。

充分運用直觀教學培養學生的空間想象力

采用直觀的教學方式，使學生從簡單的觀察中去認識深刻的原理。初次接觸制圖課的學生往往有一種生澀難懂的感覺，其次是好奇，這么復雜的視圖是怎么畫出來的呢？這就需要我們在授課時努力改進、完善教學方法，將知識性和趣味性結合起來。為此，應充分地運用電影、錄像、多媒體等現代化手段，配合豐富的教具、模型、掛圖從多個方位讓學生感受三視圖的形成原理。學生既能在一種輕松、活躍的氣氛中建立較強的空間概念，又提高了學習制圖的興趣。

感性認識是空間想象力形成和發展的基礎。在教學中我經常要求學生盡可能自己動手制作模型，比如我在講三視圖的形成時，首先要求學生建立起三投影面體系，上課前就布置作業：用一張硬紙自己折出展開的及空間的三個投影面，上課時選幾個代表上講臺演示平面與空間三投影面的轉換，把簡單的長方體放在三投影面體系中講述三視圖的形成過程，讓學生邊動手邊演示總結出三視圖的投影規律。課堂中通過對模型、實物的觀察、分析，使學生在頭腦中建立起空間的感性認識、形成空間的整體形象，樹立空間骨架，進而抽象為空間形體的平面圖形。在看圖時，由圖想面、由面想體，反復進行圖體的相互轉換，學生在思維中儲存的立體信息越多，空間思維能力就越強。

練習畫立體圖有助于空間想象力的培養

立體圖是發展空間想象力的關鍵，是由感性認識向理性認識轉化的橋梁。而立體圖最大的優點是直觀，能在二維平面中反映三維物體，可以幫助學生增強思維能力。對初學者來說，因其知識結構的差距，幾乎沒有什么空間概念，但他們能憑借自己的直覺識別一些簡單的立體圖，如長方體、正方體、圓柱體等。針對這一特點，帶領學生畫基本體的立體圖，進而畫出棱柱體、圓錐體等基本體。教學中我發現，尤其是初中學習特別差的學生看著自己畫的立體圖會欣喜若狂，這時我會及時鼓勵他們“一切都是有可能的”，“別人能學會的，你們也能學會”，“告別多年的好學生的桂冠會重新戴在你們的頭上”等，他們會重新找回學習的自信，這樣通過線條的變化，對各種基本幾何體的輪廓有所了解，初步樹立空間概念，在此基礎上可逐步深入，引導學生畫一些復雜的圖形，通過對學生直觀感覺的引導，大大激發了學生的學習興趣，避免了單純理論知識的晦澀難懂，消除了對制圖的畏難情緒。

舉一反三、觸類旁通

為使學生建立起較強的空間概念，我在平時教學中注意一例多講、舉一反三。例如在講組合視圖時，根據具體情況，在不違背主視圖選擇原則的前提下，從幾個方面選擇主視方向，畫出同一物體的三視圖，使學生從表面看起來不同的三視圖卻表達同一物體中得到啟示、思考，培養空間想象能力。或是從相同的主俯視圖想象出多個物體的形狀，或根據一三視圖想象出物體后，對三視圖做出適當的圖線變化，讓學生根據圖線的變化想象出相應變化的物體。這樣通過不同的例子舉一反三，使學生得到充分的空間想象的訓練，深刻地理解圖示原理，達到觸類旁通的目的。

強化訓練

看圖是教學大綱對學生的基本要求，而要看懂圖形，不僅需要扎實的基礎知識，而且需要良好的空間想象力。而空間想象能力的提高并沒有捷徑可走，只有在平時的學習中多想、多練、多做才能得到提高。因此，教師應該適當加大學生的習題量。我的教學證明，只要習題的難度是循序漸進的，學生是能夠按質按量完成的。為達到更好的效果，我對每次作業都進行評議，對規范、清晰、準確等方面進行分類評比，將畫得好的張貼在板報“學習園地”一欄，激發學生的競爭意識，對畫得不好的學生，激勵他們自覺努力，不斷幫助他們，及時鼓勵他們，使學生間形成互幫互學的風氣，發揚不讓一個人掉隊的團結精神，使每一個學生都有收獲。

總之，空間想象力的培養不是一朝一夕的事，在教學過程中需不斷調整教學方式，使學生一直保持學習的熱情、堅持不懈、循序漸進，讓每一個學生頭腦中樹立起一座“空間骨架”，逐步增強學生的空間想象力。