培養學生想象能力 提高課堂制圖效率

　　 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，只有學生空間想象力提高了，才能提高課堂效率。本文從五方面提出了培養學生空間想象力的方法。
　　 關鍵詞：機械制圖；空間想象力；培養；課堂效率
　　
　　 《機械制圖》是機電專業教學中的一門專業基礎課，其教學的主要內容是研究二維平面的“圖”來表達三維空間的“物”。如何幫助學生在“圖和物”之間建立一座橋梁，使他們能在二維平面和三維空間之間自由來往，是本課程的重點也是難點所在。要解決這一問題，關鍵在于培養學生的空間想象能力，從而提高課堂效率。
　　 一、明確投影原理，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》也莫能例外。這門課程的核心內容就是正投影原理。任何一個組合體都是由棱柱、棱錐、圓柱、圓錐、球體這五種基本幾何體經過疊加，切割而形成的，而組合體的三面投影又是由組成它的所有基本幾何體的三面投影按正確的方位關系組合而成的，所以學好基本幾何體的投影是基礎。而任何一個基本幾何體又是由點、線、面等幾何元素構成，因此基本幾何形體的投影可轉化為點、線、面的投影，所以學好點、線、面的投影能為正確理解和表達物體的形狀打下堅實的基礎。在明白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，便能使學生對空間與平面的轉換有更加深入地認識，從而逐步提高學生的空間想象能力。
　　 二、合理使用模型，進行直觀教學
　　 想象是在原有感性形象的基礎上形成新形象的心理過程，來源于感性認識，想象的發展有賴于足夠的形象儲備。直觀教學方法可以使學生建立完整、穩定的形體表現，所謂直觀教學就是利用一些模型、教具和實際零件來啟發學生思維的一種方法，能建立與培養他們的觀察、分析能力和構思機械零件空間形狀的能力。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。比如，在講相貫線的投影時，首先要讓學生理解相貫線的概念，這就需要利用模型讓學生直觀感受從而理解相貫線的兩個特性，為下一步講解相貫線的投影打下基礎。尤其在講孔與孔相貫時，就更需要出示模型，讓學生直觀看到相貫的情況。通過這樣直觀教學學生就會把這一信息儲存在大腦中，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。但是應該指出，直觀教具只能合理適時使用，只有在啟發學生思考后出示，目的是幫助學生突破疑難，不能濫用。另外隨著學習過程的進展，應當逐步控制使用直觀教具。
　　 三、自制教具模型，增強學生直觀感受
　　 讓學生自己制作模型，如制作點線面三維體系模型、制作泥模等。在制作泥模時，我把學生分成小組，并且把習題冊上的切割類題也平均分開分給每個小組，讓他們比賽做出它們的模型，認真進行觀察，然后再動手畫圖，這樣學生邊觀察邊分析，頭腦中形成一條清晰的解題思路，感到學有所得。通過自作模型，學生既動腦又動手，處在積極思維狀態，這對提高學生空間思維能力是一種有效的方法，并能提高學生學習興趣。
　　 四、采用形象化教法，提高學生空間想象力
　　 學生在學習本課程之前，沒有學過立體幾何，而平面幾何也普遍學的較差，以往的教學多側重于邏輯思維訓練，缺乏形象思維能力的培養。因此在教學中，采用形象教學方法尤為重要。例如，在講解“點、直線、平面的投影”時，教師可先將基本概念簡要講一遍，使學生有一個初步的概念，然后將教室的一個角作為投影的體系，用拳頭代表空間點，用筆代表空間直線，用三角板代表空間平面，讓學生對照實物所處位置，通過觀察和想象，自己總結投影特征。考慮到三投影面的展開是理解物體空間位置和平面圖形表達的關鍵之一，教師也可利用互相垂直的三塊硬板紙作為投影體系，將拳頭、筆、三角板分別擺放中間，分別向三個投影面投影，隨著三塊互相垂直的板相交軸線的旋轉，將俯視圖擺在主視圖下方，將左視圖放在主視圖的右邊，讓學生仔細觀察和思考，然后再慢慢將鋪平的三面投影教具折疊成互相垂直的三投影面，必要時可重復演示。這樣從空間位置到平面投影，再從平面投影到空間位置，反復進行空間形象思維訓練，不斷引導學生建立空間概念，激發其想象力，使學生能夠正確掌握和運用基本知識，從而達到較滿意的效果。
　　 五、由圖到物再到圖，反復訓練出成效
　　 要學好機械制圖課程，學生必須進行多種形式的作業訓練，提高學生的空間想象能力。①加強組合體的讀圖與畫圖訓練，根據三視圖想出物體的形狀和空間位置，或根據給定的立體圖式模型畫出三視圖，要讓學生多看、多想、多練。②采用“設計制圖”的訓練，“設計制圖”是要求學生在沒有實物或完整視圖的情況下，根據所給條件完成視圖繪制，如給出兩個視圖要求學生補畫另一個視圖，或給出缺線的視圖，讓學生展開自己的想象力去補缺少的圖線。③進行“多解題”的訓練，看圖多解就是根據已知視圖想象的立體形狀不限于一種，而是多種。例如，已知主視圖，想象出二三種形體，并畫全其三視圖。在求解多種答案的過程中，學生為擴大想象的思路，必須把已知視圖中的線、線框所表示的多種空間含義進行分析、歸納，探討已知視圖多解的原因，判斷確定物體各部分形狀，最后綜合想象出各種不同的整體，從而奠定空間的思維基礎和思維方法。④進行“形體變位”的訓練，同一物體，從不同角度想象出物體的新位置，并畫出其三視圖。⑤進行“默思畫圖”訓練，讓學生在規定時間內觀察好給定的立體圖或模型的形狀，拿走模型和立體圖，要求學生根據記憶畫圖。通過這樣多種形式的作業訓練，學生綜合應用已知知識，可以提高學生看圖和畫圖的基本技能，促進學生形象思維活動，提高了其空間想象能力。
　　 空間想象力不可能一蹴而就，達到立竿見影的效果，這就要求我們在精心準備教學內容的同時，還要恰當選擇能提高學生空間想象力的教學方法和手段，并且能持之以恒地運用這些方法，才能提高課堂效率。
　　 （沁陽市海泉中學，沁陽職專）