運動的形體視覺刺激在工程制圖課程教學中的作用

劉慧娟++羅慧中??

摘要：工程制圖是通過平面圖形表達三維物體的形狀，其難點在于其空間概念的建立。但是人的認知是有規律的，運動的形體視覺刺激會加強人的認知能力，以Solidworks為載體，以運動的形體為手段，利用人的視覺認知規律，建立人的空間想象力從理論上是可行的，且該方法已經在教學中應用，具有有效性。

關鍵詞：工程制圖 運動視覺刺激 認知規律 空間想象力 組合形體

中圖分類號：TB23文獻標識碼：A文章編號：1009-5349（2017）11-0190-02

工程制圖是土木工程專業基礎課，通過平面圖形表達三維物體形狀，培養學生讀圖和繪圖的能力，實用性強，其難點在于其空間概念的建立。[1]教學過程中利用學生立體幾何知識，將空間物體轉化為平面圖形，反過來，也能夠從平面圖樣想象出物體的空間形狀。[2]該課程學習的過程，就是分析空間幾何關系和空間問題與平面圖形之間對應的關系，對學生能力的培養、培養空間想象力是該課程重要的教學目的之一。

一、形體視覺刺激對空間想象力的影響

而空間想象力是需要動用人的認知能力才能達到的。[3]心理學認為，人的認知過程是個體獲取知識和運用知識的過程，包括感覺、知覺、記憶和思維等。[4]人對客觀事物的認識開始于感覺與知覺。感覺反映事物的個別屬性和特性。而知覺反映事物的鏈體及其聯系與關系。人們通過感知覺所獲得的知識經驗能存儲在人的大腦中，形成“記憶”。人不僅能直接感知個別、具體的事物，認識事物的表面聯系和關系，還能運用頭腦中已有的知識去概括地認識事物，揭露事物之間的本質聯系和內在規律。這就是“思維”。人對外部事物的感知是通過感覺器官來實現的。因此，由感覺器官所引起的視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等構成了認知的源頭。

對于空間想象力而言，空間的形體直接的視覺刺激對人在頭腦中建立形體的認知是較為直接和有效的。如圖1，利用三視圖建立空間想象力是比較困難的，驗證也比較困難。但如果建立一個如圖2所示的立體圖，形體的視覺刺激會引導大腦在很短的時間建立該形體的空間形體，進而與之前空間想象的形體對比驗證，并修正，達到從平面圖形到三維空間形體的轉換能力的訓練和培養。

二、運動的形體視覺刺激對空間想象力的影響

實際上，靜止的形體給人的視覺刺激也是靜止的，是一個主要視覺的刺激。如果該形體可以在空間做一個全方位的運動，該運動的形體對人視覺的刺激是很強烈的，人可在更短的時間內建立該形體的整體空間印象。好比一個靜止的陌生人，記住他花的時間會比較長。但是如果同時觀察到了這個人的形貌和舉止，就很容易記住他的樣子。這個認知過程在土木工程制圖的教學中依然適用。如圖3所示。該形體在solidworks中可以360度全方位旋轉。眼睛可以從各個部位沿著時間的進展，觀察到形體的“舉止”，進而在大腦中快速地建立印象。

對于組合形體，運動中的視覺刺激更為有效地建立個體組合關系和組合體的空間形象。如圖4所示，將螺母和螺桿組合起來，就會得到圖5，這個過程中solidworks可以在運動中完成，給人的視覺刺激是很強烈的。完成組裝后的形體，在solidworks中可360度全方位旋轉。眼睛可以從各個部位隨著時間的進展，觀察到組合形體的“舉止”，進而在大腦中快速地建立印象組合形體的“樣子”。

三、結論

針對工程制圖的培養目的和關鍵問題，提出了一個利用運動形體的視覺刺激，建立人的空間想象力的教學方法，并利用solidworks作為載體，從靜止的形體、單一運動形體、運動的組合形體等逐步漸進的方式，講解了該方法，并應用在實際教學中，取得了很好的效果。

參考文獻：

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[2]任小艷.淺析《工程制圖》教學中傳統教學與多媒體教學的有效結合[J].北京電力高等專科學校學報，2011（6）：430-431.

[3]吳欣，徐建成，葛文慶.工程制圖中教學難點的“體驗教學”設計[J].工程圖學學報，2008（6）：139-143.

[4]萬振武.《工程制圖》課程多感官參與性教學初探[J].高教論壇，2010（12）：15-16.

[5]伍新春.高等教育心理學[M].北京：高等教育出版社，1999：12-13.

責任編輯：楊國棟