制圖教學中學生空間想象能力培養探析

程例

摘 要：培養學生的空間想象能力是機械制圖教學中的重點，更是難點。破解難點應基于空間想象能力之本質，結合現實條件下學生的自身特點，以投影轉化規律為基礎，以豐富的感知材料為依托，以靈活務實的教學方式為抓手，將講練結合、實踐至上、分層實施等有機整合在一起，最終達到提高學生制圖能力的目標。

關鍵詞：空間想象能力？感知材料？講練結合？實踐至上？分層實施

機械制圖是中等職業技術學校機電類相關專業的一門重要技術基礎課，其教學目標是培養學生的繪圖能力、識圖能力及空間想象能力。將空間的機器零件在圖紙上用各種圖形表達出來，屬畫圖過程，依附于繪圖能力；根據平面圖形分析出機器零件的空間結構形狀，則屬看圖過程，依附于識圖能力。貫穿在這兩個目標之中的主線就是空間想象能力，可見培養學生的空間想象能力是制圖教學中的核心所在。

在機械制圖學科的教學過程中，很多老師都有這樣的感覺：培養學生的空間想象能力實在太難。如何突破難點，需要我們認真研究。

一、空間想象能力之本質

空間想象能力，一般認為是，形成客觀事物的大小、形狀、位置關系的表象以及對其進行加工、改造、創新的能力。空間想象能力是人類認識現實世界空間不可缺少的能力因素。對《機械制圖》來說，空間想象能力則是指準確構建空間形體與視圖之間的對應關系，并在此基礎上進行空間分析的能力。

從本質上來看，空間想象能力是一種“形象思維”能力。其構建的前提是充分的表象積累之上的綜合分析能力；其構建的過程是在實現“物→圖”轉化的反復訓練中逐步形成并提高的。由此看出，識圖和繪圖是彼此關聯的有機整體，繪中有識，識中有繪。具備了一定的識圖能力才能正確選擇表達方式并繪制圖形；具備了一定的繪圖能力才能充分認識圖形所對應的空間形體結構。

培養學生制圖空間想象能力，當以構建形體的空間表象為基礎，以識圖與繪圖訓練為載體，并在實際教學過程中實施積極有效的方法，循序漸進，逐步深入，最終方能實現質的突破。

二、空間想象能力培養之途徑

1.著眼基礎投影理論的教學，掌握轉化規律，為空間想象能力的建立創造條件

將空間形體用平面圖形來表示，這本身就是一個矛盾。對初次接觸這一問題的學生來說，由于他們沒有立體幾何相關的知識儲備，空間概念難以迅速建立，故學習起來會感到困難。投影理論是《機械制圖》的作圖理論。它是研究把空間形體表現在平面上所建立的一系統原理，是空間形體與平面圖形相互轉換的“規則”與“紐帶”。運用投影理論分析形體及圖形的能力，就成為空間想象能力培養的首要任務。要培養學生牢固樹立“正投影”的概念，以此為出發點透徹理解三視圖的形成過程，掌握從形體到視圖的轉化方式，進而理解各視圖之間的“三等”尺寸關系和“六向”方位關系。這兩種關系是實現互換轉化、形成制圖能力的重要依據。從內容上看，此部分投影理論并不多，但它是實現三維立體到二維平面轉換，樹立空間概念并培養空間想象能力的一個重要的環節。

2.靈活運用感知材料，豐富思維表象，為空間想象能力的發展提供平臺

空間想象能力的基礎是空間表象，而空間表象是基于人對現實世界的直接感知與認識的。只有使學生獲得較多的感性積累以豐富表象內容，才能構筑新的表象，發展空間想象能力。因此，靈活地選用直觀感知材料是十分重要的。感知材料的類型很多，從工廠機器到實物模型，從直觀圖到幻燈片、掛圖，包括現代教學中廣泛采用的多媒體技術，都是建立感性認識的有效方式。不同的感知材料具有不同的特點及作用，教學中應根據課型內容靈活選擇。要注意的是，感知材料僅是教學中的輔助手段，只能起拐杖的作用，目的是幫助學生走路，而最終必須去掉拐杖方能獨立走路。

3.立足學生實際，有的放矢地開展教學活動，為空間想象能力的提高構筑通道

學生是教學活動的主體。只有從學生的現狀出發，以學生的興趣、內在動機為立足點，切實關注學生的情感體驗，讓學生主動參與課堂教學，這樣才能充分調動學生主動學習的積極性，最終達到培養空間想象能力之目標。

（1）堅持“講練結合”的教學模式。講解與練習相結合是專業課教學的有效模式，也是培養學生空間想象能力的基本方法。教師在講解過程中，應透徹把握教材核心，靈活選擇教學方式，做到：精講授課內容，著重于對重點、難點知識的剖析與探究，其中選擇恰當的典型例題是教學中的重要環節之一。目前所使用的教材中，其例題的設計均不夠合理，需要教師下大功夫進行重新設計。

（2）堅持“實踐至上”的教學原則。讓學生多實踐，將動腦與動手結合在一起，這既是專業課教學的特色，也是培養學生空間想象能力的有效途徑。職校教師面對的學生，文化基礎薄弱，學習動力大多不足，尤其對理論性的知識普遍呈現“排斥”心理，但他們愛動手，實踐能力并不遜色。結合這些基本特性，在教學過程中，應竭力為學生創造實踐的機會，在不斷的動手實踐中，激發學生的學習興趣，用持續獲取的“成就感”來培養他們的自信心、不斷發展空間想象能力。一方面，鼓勵學生自己動手制作教具、模型，如制作三面投影板、切制實物泥型等。學生大多會表現極大的熱情。在此基礎上，可以分析制圖投影的基本原理、繪制形體的三視圖等，效果十分理想。另一方面強化板圖訓練。學生對繪制板圖往往很積極，這既能提高學生的繪圖能力，更能有效地培養學生耐心、細致的工作作風，對形成職業素養意義重大。另外，可組織學生去到工廠、車間進行參觀學習，讓學生更直觀感受識圖的過程及重要性。

（3）堅持“分層實施”的教學理念。分層教學、分層練習、分層輔導、分層矯正，這是新課程理念下素質教育的基本要求，也是培養學生空間想象能力的重要方式。在課堂教學中，可以針對學生的現狀，適時選擇分層教學方式，將教學要求置于各層次學生的最近發展區中，使教學要求與學生學習能力相適應，真正實現“因材施教”的教學目的。對于低層水平學生應采用“低起點、慢變化、多輔導、勤鼓勵”；對于中層水平學生應采用“重基礎、加變化、多練習、抓反饋”；對于高層水平學生應采用“小綜合、多變化、快步走、高要求”，必要時可引用“小先生制”。 對于空間想象能力突出、位于高端層次的學生冠以“小先生”稱號，讓他們結對指導空間想象能力差、位于低端層次的同學。這種來自于同學的“教導”往往使他們易于接受，學習熱情會逐漸高漲，空間想象能力也提高較快。而對于這些“小先生”來說，因獲得老師、同學的認同，加上有“教導”的壓力，學習也愈加認真，綜合能力提升也愈加明顯。

三、小結

空間想象能力的培養是一個長期的、艱巨的過程，需要我們有足夠的耐心及智慧。在實際教學過程中，教師應牢固樹立“以學生為中心”的理念，按照學生的現實特點探究空間想象能力建立、發展和提高的規律，緊緊圍繞識圖、繪圖兩個環節開展有效訓練，用靈活、務實的教育教學方式促進全體同學不斷提升空間想象能力，圓滿完成制圖教學的核心目標與任務。

（作者單位：安慶市第一職業教育中心）