浅析机械制图教学中空间想象与思维能力的培养

赵淑萍

摘 要：本文针对中职学生学习《机械制图》课程面临的学习困难，提出了要注重投影作图的基础知识教学、直观教学和多媒体教学，培养学生的空间想象与思维能力。

关键词：空间想象 空间思维 空间观念 想象 直观 表象

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）03（a）-0064-01

在中等职业技术学校机械类所设置的课程中，被视为机械类专业主干课程的《机械制图》是一门重要的技术基础课。本课程的主要教学任务是培养学生的空间想象与思维能力，进而培养学生具有一定的识读和绘制机械图样的能力。根据制图课教学内容的特点，笔者认为要培养学生的空间想象与思维能力，理论基础教学阶段的教学尤为重要。

1 培养学生空间想象与思维能力的重要性

中职学生要学好《机械制图》，需要一定的空间想象能力，而大多数学生刚入校时没有学过立体几何。因此，学生的空间概念及空间想象能力相对较弱。学生在学习过程中，必须要经历认识上的一个转折：即由立体到平面再由平面到立体的转变；研究对象由虚拟的几何元素点、线、面到基本体再到组合体；学习过程要从看图到画图再从画图到读图的“读画结合”。由于对转变的不适应，学生的学习就变得举步维艰。随着学习的不断深入，学生会更加的不适应，逐渐地他们会丧失学习的自信心。

空间想象能力是指大脑通过观察、触摸及实践经验得到的一种能思考物体形状、位置的能力。我们知道，实际生活中人们的双眼效应能从各个角度观察物体产生立体感，而二维平面图形则不能利用到双眼效应。那么这就需要根据二维平面图形去思考物体的具体形状和位置。这种想象就是空间想象，而想象与真实物体是否一致，就是空间想象能力的体现。想象是指在人脑中对已有的表象进行加工改造而创造新形象的过程，想象在空间想象能力的培养过程中起着相当重要的作用。空间想象能力的培养，首先要在学生的认知体系中形成一种良好的空间概念，在发展学生空间观念的过程中，使学生的空间想象能力得到提高。空间观念是在空间知觉的基础上形成的，是指对物体的方向、距离、大小和形状的知觉，是客观世界空间形式在人脑中的表象。学生从空间知觉到空间想象能力的发展中，是以空间观念为表象的。而空间观念的形成，又是一个长期培养、逐步形成的过程。因此，采用一种有效的途径帮助学生建立空间观念，是发展学生空间想象能力的关键环节。

空间思维是指跳出点、线、面的限制，能从上下、左右、前后，去思考问题的思维方式，也就是要“立起来思考”。机械制图中的空间思维能力是指利用积存的空间表象、投影原理、投影特性及投影规律进行分析、综合、抽象概括来解决空间形体的构思和表达方法。具体来说就是形体及面形分析法。形象思维是指用表象来进行分析综合、抽象概括的过程。

2 培养学生空间想象与思维能力的方法

2.1 加强理论基础知识的教学力度

无论怎么想象，都需要一定的投影作图知识为基础，学好基础知识的过程，也是逐步发展空间想象与思维能力的过程。机械制图中的基础知识包括投影原理、投影规律及投影特性等。这些知识是否牢固掌握，直接决定了空间想象能力的培养是否顺利。例如：（1）教材中正投影法的定义为：投射线与投影面垂直的平行投影法。这是教材的编者利用投影原理抽象概括出的定义。如果教师不将概念形象剖析讲解，只要求学生会背，不求甚解，那么，学生就会缺乏观察二维及三维图形的能力。（2）再讲到三视图的形成时，如果教师不注意加强“过程”的分析讲解，不利用三投影面体系直观模型，不借助多媒体课件反复演示，增强学生的直观感受，那么学生会对三视图的三等规律和六向方位关系含混不清，造成画图与读图出现错误。（3）再如“正投影法的基本性质”的内容很重要，在今后画图和读图的教学中都要用到这三个基本性质，即：真实性、积聚性和类似性。如果学好了这“三性”，将会为组合体的画图和读图、补图、补线打下扎实的基础。

2.2 注重直观教具展现，加强画图和读图的训练

注重对实物与模型的观察、解剖和分析、开展利用常见的材料自制一些简单的几何模型，以便头脑中多储存空间形象，是培养空间想象能力的重要途径。在教学活动中，教师要充分使用感性材料，让学生全方位的感受知识，把抽象内容形象化。例如：在讲解三视图的形成过程中，教师首先要使用三投影面体系模型重复演示形成过程，增强学生的直观感受，丰富学生的表象储备。在以后的教学中，教师可将教室当作实体，教室的某一墙角、棱线及墙面都可以进行讲解。这种方法即形象直观更便于理解，又使学生不过分依赖于实物模型。再如，在讲解讲截交线时，可以用模型、教具示范讲解，也可以让学生课前准备一个萝卜或橡皮泥，教师指导切割，学生在切割过程中获得截交线形成的感性认识，也对截交线的形成过程有了直观的认识。

教师要合理使用有关的模型、实物，要求学生反复进行由实物到图形再由图形到实物的画图与读图的操作训练。利用正确的思维方法：即形体分析法和面形分析法，进一步培养学生的空间想象与思维能力。通过各种途径增加学生头脑中的表象储备，储备越多，读图能力就越强。

2.3 加强多媒体教学，进一步提高学生的空间想象与思维能力

现代心理学研究表明：表象的获得在于对实物的感知，特别是视觉感知。感知的多样性直接影响着获得表象的多样性。教师应充分应用直观、生动、形象并可使静态视图动态化的多媒体教学诱发学生展开丰富的联想，鼓励学生进行大胆的想象，让学生真实的经历各种问题的产生和解决的全过程，即为思维的展开创造了良好条件，也为空间概念的顺利形成打开了大门。教师可以根据学生的学习情况，对教学重点、难点知识重复播放，或有意延长、缩短播放时间。这样既能帮助学生克服学习中的困难，又在一定程度上降低课程的教学难度。例如：三视图的形成过程、基本体的叠加及基本体的切割过程等。多媒体教学可大大缩短感知、认知的过程，使学生在二维平面图形和三维空间反复思索加深印象，非常有助于空间想象与思维能力的培养。

参考文献

[1] 钱可强，王怀德，徐照南.机械制图教学与研究[M].昆明：云南科技出版社，1992.

[2] 河南大学教育系心理学教研室.心理学讲义[M].开封：河南大学出版社，1984.