淺談三維圖形的啟發式教學

王小成

機械圖樣是工程界相互交流的語言。目前機械行業中一份機器的完整圖樣，不僅包含裝配圖、零件圖、生產工藝卡片等，還會附一份該機器的三維造型電子圖樣存檔。雖然人們觀察的是二維圖樣，但是在大腦皮層反映的卻是該圖樣的三維圖形。中職學生畢業后將直接從事一線生產，要看懂圖樣就需要教師來喚醒和啟發學生，充分利用課堂教學時間，盡量在有限的時間里學好三維圖形。

一、學生的學習現狀

學生初學制圖時，根據固有的模式，往往對原有的平面圖形印象深刻。在以往的傳統教學中，教師主要以黑板畫圖居多，目前也可借助于一些常見的繪圖軟件如AUTOCAD、CAXA、PRE等進行課堂教學。此類教學模式重書本，講究以教師為主導教學，教師課堂上講得多，布置的課后制圖作業多。這樣一來，學生學習只是為了完成老師布置的任務，變成畫圖多、“悟”圖少，從而錯失了學習三維圖形的最佳時機。

二、由簡單到復雜，逐層深入地培養學生識讀三維圖形的能力

以平面中三點為例，首先反映出來的應該是在空間中“三點定一面”。教師在講授時，可以將三點連線，讓學生自行觀察，此時形成的是一個三角形。此時以該三角形為一個面域，讓學生發揮想象力，看看可以拉伸成多少不同的空間實體。教師在教學過程中可以啟發學生用整個三角形拉伸，或某個點進行拉伸，或相反方向進行拉伸，讓學生建立不同簡單形體與投影都是該三角形的對應關系，通過識圖、懂圖、悟圖，提高形象思維能力，進而激發學生學習三維圖形的興趣，提高學生自主學習的能力。

三、利用教模培養學生的識圖能力

中職學校的學生幾何基礎相對較薄弱，自我學習的能力不強，積極性不高。因此教師在講授三維圖形新課的時候需要從最簡單的立體圖學起，如長方體、圓柱體等。對于圓柱體，教師可講授學生要與前面所學的三視圖結合起來，借助圓柱體教模對應“長對正、高平齊、寬相等”，分別找到可見部分的投影，分清輪廓線與素線之間的聯系，理解三視圖與三維圖形的對應關系。接著可以識讀一些不同直徑的圓柱體的結合，包括套筒類零件。課后，教師可以將教模留在教室，讓一些暫時沒明白的學生加深對實體的認知，加強識圖的能力。

四、引導觀察身邊物體，提高三維圖形認知能力

機械行業是國民支柱行業，生活中處處可見機械產品的存在。教師在實際教學中，除了前面提到的教模以外，可以動用一切教學資源來啟發學生對三維實體的認知能力。比如，三維圖形中的x、y、z三坐標面，就可以以教室的對角面為例，講解處于空間中的三維實體與三視圖之間的對應關系。生活中的實體都可以在三坐標面中進行投影，喝水的杯子、走廊的開關等等。教師不要局限于傳統的教學模式，看圖一定要按投影正方向來觀察，也可以讓學生想象著環繞某個三維實體，從不同角度向教室的三堵墻壁進行投影，分別得到投影圖形。教師可以多講解此類三維圖形的學習方法，多做課堂練習，多進行課堂互動，來提高學生對三維圖形的認知能力。

五、結合專業特點，利用培訓車間，增強實體的三維視感

機械專業學生學習的零件圖類型與本專業緊密相連。目前，機械類學生都會進行普車實訓和數車實訓，往往接觸回轉體零件最多。在實訓過程中，指導教師可以將圖樣與做出來的工件進行比對，重點講解，加深學生的直觀印象。學生通過熟悉和操作車床，了解車床的加工內容和加工方法，熟悉零件圖，從而可以得知工件實體“從何而來，怎么來”。教師還應重點講解學生有疑問的地方，讓學生知道回轉類零件的三維圖形的形成過程。

三維圖形是機械類專業學生學習制圖必須掌握的環節，識讀圖樣的能力是將來學生工作必備的能力。教師在講授三維圖形時，應啟發學生多種方法并用，為后面讀懂零件圖和裝配圖打下良好的基礎，還要培養學生在大腦中進行平面圖形與三維圖形轉換的能力，讓學生在“學中做”。這應當是職業學校機械制圖課程的重點。

（作者單位：江蘇省通州中等專業學校）endprint