巧用軸測圖培養學生的空間思維能力

無錫機電高等職業技術學校 張祁詠

引言

機械制圖是職業學校機電類專業必修的專業基礎課。它肩負著為專業學科打基礎的重任，并直接影響到學生踏上工作崗位后專業技能的提高和發揮。制圖教師的主要任務是培養學生具有一定的制圖能力（識圖和繪圖能力），即培養學生對空間形體的想象能力、分析能力和表達能力，尤其是空間想象能力。

一、培養空間思維能力的必要性

在制圖教學過程中，教師會發現一些學生聽課雖認真，但反映淡漠、神情茫然。做作業更是一籌莫展、無從下手。究其原因主要是學生缺乏對空間形體的想象能力。他們在思考時難以將二維的平面圖與三維的立體實物聯系在一起。所以培養學生制圖能力的關鍵是培養他們對空間形體的想象能力——即空間思維能力。

空間思維能力在制圖學科中主要表現為空間想象力。根據心理學所述：空間想象力是以直觀形象為基礎，是人對頭腦中已有的表象進行分析、加工、綜合、重現，從而創造出一個新的整體形象的空間想象和思維能力。在機械制圖學科中，空間想象力來源于對空間形體的感性認識，并在此基礎上對空間形體進行分析、綜合、抽象、概括，直至升華到理性認識階段。

二、利用軸測圖進行教學的優越性

按照傳統教學方法是先教投影理論知識，學生覺得抽象難理解。實踐證明效果并不理想。那么怎樣能更好地幫助學生建立空間概念、發展空間思維能力呢？本人曾嘗試用畫軸測圖作為主要教學手段貫穿于整個教學過程中，并以此來幫助學生提高空間思維能力，收到了良好的效果。

軸測圖和視圖雖然都是按平行投影原理畫出來的，但它們是有區別的。軸測圖是將物體連同其參考直角坐標系沿不平行于任一坐標面的方向，用平行投影法將其投射到單一投影面上所得的圖形。它反映了物體三個方向的形狀特征，故富有立體感、具有實物的直觀效果，它近似于學生觀察物體所得到的形象。視圖是把物體的輪廓形狀用正投影法向投影面投射所得到的圖形，它有多個投影面，是由抽象的點、線、面構成，與實物形象相差甚遠，這樣使學生往往不易接受。

學生在學習初期缺乏一定的空間思維能力，再加上他們對機械零件缺乏感性認識，故覺得枯燥乏味、缺乏興趣，這樣往往使學生處于被動接受狀態。若按傳統的教學安排，從抽象的點、線、面投影理論開始講授，學生一時難以建立起空間概念，這顯然不適合學生思維發展的規律，給制圖教學帶來了一定的難度。“制圖課離不開模型、掛圖”便成了傳統制圖課的典型寫照。模型、掛圖在課堂教學中固然很重要，但這畢竟是師生的“身外之物”，離開了這些，學生有時便會覺得無所適從，這主要是他們缺乏空間想象力的緣故。然而當學生初步掌握了軸測圖的畫法以后，教師便可以采用直觀性教學法，將軸測圖與視圖一一對照講解，讓學生較為直觀地理解立體實物與平面視圖之間的相互聯系，把抽象的點、線、面與生動的立體形象有機地結合在一起，從而進一步加深對立體形象的感知。這對提高學生的空間思維能力起到了特殊的作用。德國教育家赫爾巴特曾說過：“津津有味地學習的東西，能夠很快地學會和鞏固。”的確，軸測圖以其明顯的優越性為學生所理解和接受，它能幫助學生準確想象出空間形體的完整形象。

德國教育家地斯多惠認為：“一個差的教師奉送真理，一個好的教師則教人發現真理。”制圖教師不僅要使學生掌握書本知識，而且要培養他們的空間思維能力，使他們能夠在沒有教師指點的情況下靈活運用所學知識。因此提高學生的空間思維能力、激發學生學習制圖的興趣便成為制圖教師必須研究的一個課題。根據學生的特點，憑借軸測圖的優越性，本人曾嘗試對傳統的制圖課程體系略作改動，采用軸測圖作為主線來進行教學，結果發現學生的學習興趣被激發、學習積極性被調動、空間思維能力得到了一定的發展，教學效果明顯提高。教學實踐證明：運用軸測圖進行教學有助于培養和提高學生的空間思維能力。

三、軸測圖教學的具體運用

用軸測圖進行教學可以先畫基本體（如長方體、圓柱體、錐體等）的軸測圖，讓學生多多練習，熟練以后他們也就有了初步的圖感意識。然后，逐步過渡到畫組合體的軸測圖，使學生原存于大腦中的基本體逐漸形成多樣化的組合體，進一步提高學生的空間想象力。最后，可貫穿到畫零件的軸測圖。在教學過程中教師也可讓學生從軸測圖上直接判斷點、線、面的投影特性。

教學時教師可根據不同的教學內容相應穿插講授軸測圖的繪制技法，使學生在潛移默化中學會運用切割法、疊加法等技法繪制軸測圖。當學生遇到疑題時，教師可繪軸測草圖直觀地引導學生思維，使學生循序漸進地掌握圖形思維的規律，從而提高其空間想象能力，加快解題速度。這樣既可以使學生在學習中始終處在心理興奮點上，提高學習熱情，又可以有意識地提高學生的繪圖能力。這樣，學生在解答制圖中的難點——組合體的補圖和補線時，可先根據三視圖的投影規律先繪制軸測草圖、想象出空間形體；然后補上漏掉的圖和線。

當然，運用軸測圖進行教學時要求教師具有較強的繪圖技能。因為在課堂教學中，為演示千變萬化的形體，教師不可能準備齊全的掛圖和模型。故繪制適應性較強的軸測圖便成為制圖教師必須具備的基本技能。制圖教師應具備徒手在黑板上繪制各類軸測草圖的能力。只有這樣，才能提高學生的學習興趣和積極性。這樣教師才可以不受條件的限制，用一支筆隨時在黑板或紙上給學生講課、答疑了。同時也給直觀性教學帶來了極大的方便。

綜上所述，軸測圖在培養學生制圖能力方面有較大的優勢。若運用得當對提高學生的制圖能力有顯著的效果。然而教師也不能輕易地給學生繪制軸測圖，必須等學生經過一番認真思考后才能適當地加以點撥引導，以起到畫龍點睛的作用，收到事半功倍的效果。因此，可以認為以軸測圖作為制圖課程的基本內容和主要教學手段組織教學是提高學生空間思維能力行之有效的途徑，它有助于發展學生的空間思維能力，提高學生的制圖能力。

[1]朱林林.機械制圖[M].北京理工大學出版社,2006.

[2]馬菊紅等譯.發展空間想象力[M].哈爾濱工業大學出版社,2010.