“貼盒法”在平面立體構形中的應用與研究

2017-03-15 19:28:11劉衛萍吳智毛永剛

科學與財富 2017年3期

劉衛萍++吳智++毛永剛

摘要：平面立體的構形，是《機械制圖》學習的難點，對于空間思維能力較差的讀者而言，學習十分困難。作者在總結多年教學經驗的基礎上，提出貼盒法的構形方法，從而有效提高學生空間想象能力，激發學生的學習興趣。本文重點介紹構形存在的問題、貼盒法的概念、使用方法、應用場合及注意的問題。

關鍵詞：貼盒法的概念；平面立體貼盒法構形

平面立體的構形，是《機械制圖》學習的難點，對于空間思維能力較差的讀者而言，學習十分困難。選擇正確的視圖是組合體典型題型，這類題綜合考察學生讀圖能力。其特點是已知兩視圖，在備選答案中選擇正確的視圖。要選擇視圖，必須想象出物體的結構形狀。當已知的兩視圖相同時，很多讀者不知如何作答。作者在總結多年教學經驗的基礎上，提出貼盒法的構形方法，從而有效提高學生空間想象能力，收到良好的教學效果。

1.構形存在的問題

根據已知視圖，想象物體結構的過程，就是構形的過程。這是學習的難點，很多讀者對構形感到困難。主要存在的問題是：

1.1對物體視圖的形成過程不清楚，當已知視圖相同時，不清楚視圖名稱，投影如何形成。

1.2不會繪制立體模型，應加強手工繪制立體圖的能力。

1.3不會正確分析立體類型、結構。

2.貼盒法的概念

貼盒法是一種構圖方法，根據物體投影形成的特點，將已知視圖貼在“盒子”上，并根據視圖上相鄰線框不共面的特點，進行構形的的構圖方法。這個“盒子”是一個長方體或正方體，它的每個面可理解形成投影的投影面，也可理解為物體在切割前的形狀。

采用貼盒法構圖的優點在于：

2.1根據物體投影形成的過程進行構圖，將二維圖形轉化成三維物體，易于學生理解。

2.2該方法簡單，易學易用。

2.3該方法特別適合一題多解的情況，激發生學習興趣，有利于培養學生空間想象力。

3.貼盒法的使用方法和步驟

以圖1 為例，說明貼盒法的方法和步驟。

3.1圖形分析

從圖1 可知，主、俯兩視圖已知，要求選擇正確的左視圖。主、俯兩視圖完全相同，而左視圖外形相似。不便于用線面分析法選出正確答案。

3.2立體分析

要選出正確的答案，必須想象出物體的形狀。從三個視圖的外輪廓可以判斷，物體屬于平面立體（物體表面都是平面構成的），且是切割類組合體，該物體切割前是長方體，經切割得到的。采用貼盒法可快速想象出物體形狀。

3.3構圖方法和步驟

貼盒法的基本步驟是“畫、貼、構、驗、選”，具體步驟如下：

3.3.1“畫”，先畫“盒子”（長方體或正方體），見圖2所示。盒子即物體切割前的形狀，并確定主視圖方向。

3.3.2“貼”，將已知兩視圖貼在“盒子”相應的表面上，注意視圖所在的位置和方向，如圖3所示。

3.3.3“構”，構形的依據，當同一視圖由幾個相鄰線框組成時，這幾個線框代表物體上的面或孔，這些相鄰的面不共面。物體構形的基本方法有兩個，一是增加棱線，另一個移動點。這兩個方法一般分開使用，也可聯合使用，從而構思出不同形狀的物體。對于本例子，首先通過增加棱線的方法，對物體進行構形。為達到不共面的目的，可通過增加棱線的方法將中間部分切去，如圖4所示。

在此基礎上，移動物體上的N、M點分別得到另外兩個形體，如圖5所示。

3.3.4“驗”，對物體進行投影，判斷物體是否符合已知視圖的投影要求，若符合，則構形正確，反之，則構形錯誤。

3.3.5“選”，對物體按從左向右進行投影，得到的左視圖與備選答案進行比較，從而選擇正確答案，本例有兩個答案，B、C都符合要求。

4應用場合及注意的問題

貼盒法的盒子是長方體或正方體，故此方法只適合平面立體切割的情況。使用貼盒法要注意五個方面：

4.1注意應用場合，不能亂用。

4.2在畫盒子時，盒子采用正等測進行繪制，以方便貼圖，同時要確定主視圖投影方向。

4.3在貼圖時，由于已知視圖相同，要注意方向和位置，不能把圖貼錯位置，這是構圖的前提。當已知視圖缺角，表示物體被切割，此時，可采用先切后貼的方法。

4.4在構圖時，要靈活運用增加棱線或移動點坐標點的方法進行構圖。構圖的原則必須滿足已知視圖的要求。要根據同一面上，相鄰線框所代表的面不共面，將物體上多余部分切去。

4.5在驗圖時，必須認真對物體進行投影，判斷所構物體是否符合已知視圖的投影要求，然后根據物體選擇所需的答案。

在選擇第三視圖時，一般來說，答案是唯一的（物體形狀是確定的），但也有不唯一的情況（即物體不確定）。在圖1 中，當選B答案時，可得到兩個不同的物體。因此選擇答案時，必須認真分析。

5結論