淺談《機械制圖》教學中學生空間思維想象能力的培養(yǎng)策略

徐曉燕

【摘 要】《機械制圖》的基本要求是對表示機械結構、尺寸、形狀、工作原理的圖樣有全面深刻的掌握，達到這一目的的最佳途徑是在教學中積極培養(yǎng)學生的空間思維想象能力。本文在大量實踐的基礎上研究了學生空間想象能力的形成特征，并對《機械制圖》教學活動中學生空間思維想象力的培養(yǎng)提出了相關的建議。

【關鍵詞】空間思維想象能力;機械制圖;形式轉換

一、空間思維想象能力概述

空間思維想象能力是人們對于客觀事物的空間形態(tài)進行觀察、認知、分析的抽象思維能力，它是人們生來具有但是必須經過一定的訓練才能發(fā)揮巨大作用的能力。從辨證唯物主義的觀點出發(fā)，世界存在著普遍的聯(lián)系，任何事物的發(fā)生發(fā)展都有潛在的規(guī)律對其進行支配，空間思維想象能力的提高也具有明顯的遞進規(guī)律，在教學活動中教師應該充分把握這一規(guī)律，運用科學的方法激發(fā)學生對于空間的思考以及事物形式轉換能力的鍛煉，有意識、有針對性地將相關理論注入到教學活動中，從而為學生學習《機械制圖》打下堅實的基礎。

對空間思維想象力關注的對象進行分析，可以將其分成三方面的內容：第一是根據空間幾何形體相關的符號、語言，能夠在大腦中形成與表述相對應的空間圖形，并且能夠想象出直觀圖;第二是在第一方面內容的基礎上，也即是通過在大腦中想象空間直觀圖，可以對幾何形體的組成部分、結構、空間相對位置、數量關系有較為明確的理解;第三是空間思維能力的最高階段，它要求能夠在已有空間幾何形體的基礎上進行創(chuàng)新，通過對幾何形體進行分解、組合、轉換進而產生新的幾何形體，并掌握相同模塊不通過程的作用機理以及不同模塊之間的有機聯(lián)系。

（上接第82頁）

二、《機械制圖》教學中學生空間思維能力培養(yǎng)存在的問題

空間思維想象能力的培養(yǎng)是《機械制圖》教學中的重點，同時也是難點。《機械制圖》利用圖樣表示機械的結構、大小、技術要求以及工作原理，圖樣通常是由幾何圖形、符號、文字以及數字等要素構成，是表達和理解機械設計理念的關鍵技術文件，科學有效地解讀這些圖樣是掌握機械工程理論以及在實踐中提高技能的基礎。

實際的教學活動中往往會出現很多的問題，這些問題有的是傳統(tǒng)教學理念的影響，有的是現代教育改革不成熟的表現?？傮w來講，目前《機械制圖》教學活動中對于學生空間思維想象能力的培養(yǎng)存在的問題主要有以下幾個方面：首先是教學活動很大程度上停留在理解空間思維想象力概念的層面上，而對其理性分析相對不足。這種狀況造成的直接后果是少數有悟性的學生能夠建立起比較完備的空間思維想象體系，但是多數學生則收益甚少，嚴重影響整體教學質量的提升;其次是教學方式不合理，空間思維想象能力的培養(yǎng)需要調動多方面的因素共同參與，但是很多教師往往只是抓住某一點進行集中突破，很難實現全局性的進展。這就要求教師對學生學習積極性，平時作圖、畫圖、讀圖以及實際操作等各個方面綜合考慮，協(xié)調發(fā)展;最后是評價機制的不科學，這是由空間想象能力本身屬性所決定的，但同時也是相關領域研究力度不足的外在表現。這一狀況的出現使教師難以切實了解學生對于空間思維、平面空間轉換等能力的掌握程度，進而不能制定出有針對性的改進措施。

三、加強《機械制圖》教學中學生空間思維想象能力培養(yǎng)的有效途徑

（一）注重基礎知識的教學

任何一種能力的獲得都要經過知識的逐漸積累和循序漸進的訓練，只有將量變轉化為質變才能取得實質性的突破?！稒C械制圖》教學活動要求的空間思維想象能力屬于一種高層次的思維能力，堅實的基礎是學生建立良好空間思維想象體系的前提條件。《機械制圖》課程的開設在中等職業(yè)學校中相對較早，多數學校在第一學期就開設了這門課程，由于學生在初中階段很少接觸立體幾何知識，對于空間思維能力的鍛煉更為短缺，因此在初始教學階段要抓住兩個方面的內容，從起始階段就打好牢固的基礎。這兩方面包括基礎幾何形體知識的教學和幫助學生克服恐懼心理。教師在最初教學階段要讓學生多觀察簡單的幾何體，如球體、長方體、圓錐體、圓柱體、圓錐臺、棱錐臺等，并通過模型的分解組合讓學生了解空間思維的基本原理。在進行教學時注重學習氛圍的營造，多引進生活中的實例可使學生對《機械制圖》產生親切感，打消學生對于陌生知識的恐懼心理，從而為后期的學習奠定知識基礎和心理基礎。

（二）建立系統(tǒng)的思維轉換體系

《機械制圖》教學活動中空間思維想象能力培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)是形式的正確轉換，這種轉換不是死板地套用教材中的理論進行單一化地轉換，而是要求學生建立起系統(tǒng)性的轉換體系，不但對于接觸過的圖形能夠快速準確地轉換，同時在面對陌生的圖形時能夠發(fā)揮將頭腦中的程序性知識充分調取出來，達到迅速準確解決問題的效果。轉換體系的建立是學生空間思維想象能力達到高層次的表現，但是在建立這種體系的過程中必須以平常的訓練和課程教學為依托?！稒C械制圖》教學最先是從投影作圖開始的，這一部分的內容是使學生在空間與平面相互轉換的重要環(huán)節(jié)，也是教學能夠最大程度發(fā)揮現有資源進行教學的階段。教師可以通過對教室中出現的各種物體進行分析來引導學生建立直觀的空間印象，通過對物體構成比例、相對位置的講解使學生認識到三投影體系的內在聯(lián)系。在整個《機械制圖》教學中，三視圖的投影關系是貫穿始終的重要內容，其“三等關系”在讀三視圖、畫三視圖、理解三視圖的局部與整體都具有非常有效的適用性。教師在教學環(huán)節(jié)應有意識地增加學生對于三視圖知識的練習，逐步實現平面和空間、空間和空間轉換體系的構建和完善。

（三）加強畫圖和讀圖的聯(lián)系

空間思維想象能力雖然是一種相對抽象的思維能力，需要不斷的領悟才能獲得能力的提升，但是這種能力的培養(yǎng)必須要經過不斷的實踐和經驗的積累才能有量變走向質變。在《機械制圖》教學過程中，畫圖和讀圖本事既是一種能力，同時也是培養(yǎng)空間平面轉換的重要方法。在實際的教學活動中，可以加強學生對于軸測圖和三視圖的畫與讀，軸測圖在工程領域具有很大的實用價值，同時它也是溝通空間和平面的主要橋梁。通過讀軸測圖可以為學生畫出客觀的三視圖打好基礎，畫好軸測圖可以是學生更好地理解物體的結構特征和形態(tài)。在讀好與畫好軸測圖的同時，還要引導學生講軸測圖與三視圖進行有機地聯(lián)系，在教學活動中交叉訓練，綜合提升學生的畫圖能力。畫好軸測圖和三視圖是學生應該掌握的基本技能，對于學生空間思維想象能力培養(yǎng)具有重要的意義。從認知規(guī)律的角度分析，讀圖是畫圖的基礎，畫圖是讀圖的再現和提升，這兩種能力的綜合提升可以為學生建立完整的空間思維體系提供幫助，并且能夠使學生掌握更為復雜的視圖和形體。

（四）開展多樣化的教學實踐活動

總體來講《機械制圖》課程教學同其他任何學科的教學具有共通的性質，也即是為了提升教學質量必須運用多元化的教學方式，在激發(fā)學生興趣的基礎上，引導學生構建科學的空間思維想象體系。隨著現代教學理念的轉變以及教學資源的優(yōu)化，中職學校教學活動也要順應教學改革的總體趨勢，積極創(chuàng)新，發(fā)展和引進先進的教學方式全面提升教學質量?！稒C械制圖》課程需要運用大量的圖形、符號、模型，多媒體教學方式的引進為其提供了極大的便利，特別是講解投影作圖、平面空間轉換、物體結構分析以及工作原理時，其動態(tài)化的演示效果具有傳統(tǒng)教學方式所不可比擬的優(yōu)勢。

【參考文獻】

[1]張亞娟.體、面轉換的思路和技巧[J].科學咨詢，2011（03）

[2]孟賀.工程制圖教學中空間想象能力的培養(yǎng)[J].科技風，2011（24）

[3]宋洪俠.深化機械制圖教學改革培養(yǎng)高技能創(chuàng)新型人才[J].圖學學報，2013（03）

[4]賴銘欽.基于工作崗位的高職“機械制圖”教學改革的探討[J].價值工程，2013（23）

（作者單位：江蘇省海安雙樓中等專業(yè)學校）