如何培養中職生的空間想象和思維能力

梁偉泉

摘 要：《機械制圖》的內容都是圍繞繪圖和讀圖展開，而且知識內容抽象、難懂，要正確地繪圖和識讀圖樣，就要具有一定的空間想象和思維能力。本文就如何培養學生的空間想象和思維能力進行一番探索。

關鍵詞：機械制圖；空間想象；思維能力

中圖分類號：G715 文獻標識碼：A 文章編號：1005-1422（2014）04-0108-02

《機械制圖》的主要任務是培養具有一定的繪制和識讀機械圖樣的能力，空間想象和思維能力以及繪圖的實際技能。由于課程內容都是圍繞繪圖和讀圖，而且知識內容抽象、難懂，這就需要學生在學習過程中，不斷進行邊看書邊動手畫圖的練習，加深對課文的理解和熟練掌握繪圖方法。而繪圖和讀圖與空間物體有很密切的聯系，既根據立體繪圖，又根據視圖想象出物體的空間形狀結構。因此，要正確地繪圖和識讀圖樣，就要具有一定的空間想象和思維能力。那么，如何培養學生的空間想象和思維能力呢？

一、看實物和軸測圖，在頭腦中初步形成物體的空間形狀

人們在日常生活中經常接觸物體——立體空間形狀，對其形狀結構已有些了解，故從其具體物體入手進行空間想象能力培養。教師可出示實物，讓學生認真觀察和思考物體的空間形狀結構，并將所觀察到的各部分形狀綜合起來想象成整體形狀。即立體是由什么基本幾何體進行切割或疊加而成，凹凸情況如何？切割類物體的相交線形狀如何；疊加類物體的各組成部分的相對位置及表面連接關系怎樣？在觀察過程中，逐漸將實物形狀結構默記在腦中。為了加強學生對實物與立體圖聯系的了解、掌握，在出示物體（實物）的同時，并出示物體立體圖，從而使學生明確立體圖中各位置與放置物體的關聯，增強自學能力。

如在棱柱的教學中，將正六棱柱模具放置在桌面上，先讓學生觀察棱柱由哪幾個面組成，是平面或有曲面，各個平面的形狀大小如何？并板書此位置的立體圖。然后與學生一起討論正六棱柱如何構成，各平面、線的空間位置，是由兩個全等的正六邊形底面和六個全等矩形所構成的，正六棱柱底面與棱面相垂直，棱線垂直于底面，使學生在頭腦中初步形成正六棱柱的空間形狀。又如鏜刀頭部，讓學生仔細觀察和思考，什么位置缺口，形狀如何？其基本幾何體是什么？用了什么平面去切？然后叫學生講述鏜刀桿頭部形狀：圓柱體用兩個側平面和兩個水平面挖成四方孔。

二、去物體，想象實物的具體空間形狀

繪圖和閱圖常常在沒有物體或軸測圖的情況下進行的，需在人的頭腦中想象立體。

在觀察了解其形狀結構的基礎上去掉實物，根據觀察結果，在頭腦中想象出物體的實際形狀，好似有一真實物體在眼前一樣。如要求學生閉上眼睛，想象剛才所放置的正六棱柱的形狀結構，心中始終記住一個實物（正六棱柱），好象有一物體被你看到，上下兩個全等正六邊形都平行于地面，另外六個全等矩形（棱面）分別豎立在正六邊形各邊上圍成一個封閉空間，并想象出各棱面和棱線的相對位置等。

三、根據頭腦中想象的立體，想象其對應視圖的形狀特點

在頭腦中正確想象物體的空間形狀結構的基礎上，假設從三個方向去看物體，將會看見哪些面和線，以及什么位置出現缺口或凸部，如何缺或凸出來的，從而得到物體的三視圖。

如對稱中心位置豎直的正六棱柱：①從上向下看，只看到上底面（正六邊形），故俯視圖為一個正六邊形，反映上下底面實形，其余六個側棱面剛好與投影線（視線）對齊，與正六邊形邊線相重合；②從正面看，只看見三個側棱面，故主視圖中，就有三個粗實線線框，其余5個剛好與此三個線框相重合；③從左向右看，僅看見兩個側棱面，其余6個與之相對稱，故左視圖為兩個粗實線矩形線框。

又如鏜刀桿頭部：①從上向下，只能看到圓柱的上底面，俯視圖為反映底面圓的實形，方孔不可見，要用虛線表達出來；②從正面看，經方孔直接看到后面，故主視圖中間矩形線框中只有細點劃線；③從側面看，想象由于開方形孔，實質上就是將一部分圓柱面切去，即把圓柱面的最前、最后輪廓線切去一小部分，則看到方孔位置處的尺寸比其余位置向軸線方向凹入（矩形凹入），所以視圖中上下大、中間小，且方孔內表面不可見部分用虛線來表達。

四、畫出視圖，并與立體相對照，在頭腦中形成圖形應對應其立體形狀

既然立體的視圖已在頭腦中形成，就按照圖形特點畫出三視圖。觀察圖形，并與想象的立體相對照，具體缺口，凸部形狀與圖形特點，從而培養其從圖形想象出立體形狀結構的能力。

五、由視圖想象物體的形狀結構

在牢固掌握各基本幾何體的投影圖特征的基礎上，進行由視圖想象物體的形狀結構。

利用形體分析法和線面分析法，將視圖分線框，分清各組成部分，再將各部分的形狀與基本幾何體的視圖相對照把物體的形狀結構想象出來。切割類物體，根據視圖形狀特點與各基本幾何體投影圖形特征相對照，找出未進行切割時的形體，并在頭腦中想著其結構（或畫出其立體圖），再用完整基本幾何體的投影圖形逐個視圖對照，弄清什么位置缺，如何缺（利用線面分析法分析缺口用什么位置平面去切），在頭腦中形成新立體（最好根據想象結果畫出其立體圖）。最后進行視圖與立體圖相比較，檢查想象的正確性。

參考文獻：

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責任編輯 何麗華