浅谈如何培养学生机械制图的空间想象能力

安丰金 王宗玲

【摘要】机械制图是机械类专业的一门专业基础课，要想学好专业课，就应先学好机械制图。但大多数学生觉得机械制图难学，难学的原因在于缺乏空间想象力，本文主要阐述怎么样培养学生的空间想象能力，我认为主要增强学生的感性认识，进行视觉积累，由浅入深、循序渐进、综合训练。

【关键词】机械制图 空间想象 形体 几何体

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）07-0134-01

机械制图的空间想象是在认识点、线、面和基本几何体的基础上，通过分析各形体的形状、相对位置，组合体的组合形式和表面连接关系，从而想象出组合体的形状，或想象出由简单的基本几何体经过切割挖槽而得到的形体。

对于学生来说，在入学的第一学期就学习机械制图，他们虽然对点、线、面和基本几何体有一定的认识，但对机械制图中的组合体、零件图甚至装配图和点、线、面及基本几何体的关系转换还不熟悉，他们在学习中，即使能想象出形体也不是很适应，因此在教学中培养学生的空间想象能力是很有必要的。

一、增强学生的感性认识，进行视觉积累

1.通过对事物的观察，给学生创造视觉积累 我们知道人的头脑中储存的形体越多，对我们想象组合体和复杂形体就越有帮助。因此在机械制图学习中，我们要多给学生创造观察实物的条件，例如：观看各种机械制图实物模型，去车间、工厂参观各种零部件、机器等。引导学生认真观察实物，理论联系实际，逐步培养空间想象能力，在头脑中实现实物与图形的转化。再就是可以采用直观教学法，在教学过程中，尽可能用模型教具、实物、多媒体演示等教学手段，给学生充分的观察实物的机会，提高他们的感性认识，从而提高学生的空间想象能力。

2.引导学生动手制作模型 模型的直观性非常好，容易提高学生的空间想象能力。所以在教学中鼓励学生利用硬纸板、橡皮泥、土豆、萝卜等材料制作一些模型。制作模型时，先让学生分析视图，然后大体上想象出形体，再制作出模型。学习切割体的时候，可让学生用土豆、萝卜等实心易切的材料进行切割。学习组合体时，可用橡皮泥等材料捏成相应的组合体。这样的学习方法，不仅提高了学生的空间想象能力，也培养了学生的动手能力和创作能力。但随着学习的深入，学生在脑海中已经储存了一定量的形体，我们应减少模型的使用，以防止学生对事物产生依赖。同时，我们应加强学生绘画轴测图的能力，学生在拿到平面视图，想象空间形体时，应养成在草纸上勾画轴测图的习惯，帮助学生从平面视图转换成空间形体。

3.要通过记图来积累 要想象出三视图所对应的形体，大脑中必须有现成的素材，因此学生记忆积累一些简单的图形作为想象形体的素材，对学习机械制图起着积极的作用。在教学过程中，要加强学生对简单形体的识记能力，如：应熟记圆柱体的三视图为一圆两矩形；圆锥的三视图为一三角、两圆形；长方体的三视图为三矩形等基本几何体的三视图，反之若看到三视图或两视图要马上想象出基本几何体的立体形状。这些基本几何体的三视图和形体掌握了，遇到组合体、零件图或装配图时，学生很容易想象出平面图形所对应的空间形体。

二、由浅入深、循序渐进、综合训练

培养学生的空间想象能力，对于复杂的形体，可采用线面分析法和形体分析法相结合的方法来想象形体。为此，我们在教学过程中要由浅入深，循序渐进。所以应加强学生点、线、面的投影和基本几何体投影及形体分析的训练。

1.由浅入深、循序渐进 我们知道，任何复杂的形体都是由基本几何体或基本几何体的变形体组合而成的，因此在教学和学习过程中应遵循由浅入深、由易到难的原则，把基础知识牢牢掌握。如讲解切割体时，先由基本形体引入，因为学生对基本形体很熟悉，因此，由基本形体入手，再进行切割演示，层层推进，逐步增加难度。再如：讲解组合体时，将组合体拆分成若干个基本几何体和它们的变形体，讲课时先将这些拆分的形体展示给学生，学生觉得即熟悉又简单，再引导学生根据线面关系，位置关系，组合形式、投影规律等特点，将拆分的组合体组合起来形成一个整体，最终想象出三视图的形体。这样学生觉得复杂的组合体也没那么难，从而提高了学生的学习兴趣和学习效率。

2.加强点、线、面投影的练习 有些学生由实物画三视图时，不容易出错，但有些补画缺线、漏线的时候就丢三落四。原因主要在于学习点、线、面和基本几何体时，学生缺乏空间想象能力，学生做题时没有把平面和立体有机的结合起来。有些同学只是生硬地记住了点、线、面的投影特性，但不会灵活运用。所以遇到考察较细的题目时常常出错。加强点、线、面投影的训练，培养线面分析能力和空间想象能力，这就要求学生熟记点、线、面的投影特性并能灵活运用，利用投影关系，想象出它在空间的位置，这样反复练习和思考，学生的空间思维能力就会不断提高。

3.加强基本几何体投影的训练 基本几何体即我们所说的柱、锥、台、球、环，机械零件和复杂的形体正事由这些基本几何体组合而成的，所以学好基本几何体对学生的空间想象大有帮助。加强基本几何体的训练，首先要求学生记住基本几何体的形状，充分利用模型、教学视频、挂图等教学手段，让学生耳濡目染的来加强记忆。其次，强调学生熟练掌握基本几何体的投影原理，讲授基本几何体的投影时，要让学生熟记每种基本几何体所对应的三视图，看到三视图或给定的两视图能马上想象出基本几何体的形状。

4.加强读图的训练 读图是画图的逆过程，画图是读图的基础，而读图即能提高空间想象 ，又能提高投影的分析能力，因此要加强读图的训练。根据形体的视图，逐个识别出各个形体，进而确定形体的组合形式和表面的相互位置。初步想象出组合体后，还应验证给定的每个视图与所想象的组合体的视图是否相符。当两者不一致时，必须按照给定的视图来修正想象的形体，直至各个视图都相符合为止，此时想象出的组合体即为所求。反复做读图的训练，就能促进学生空间想象能力的培养。

教学过程中，教师应该根据机械制图内容的难易和学生的实际水平，采取模型、多媒体等多种教学手段，注意对学生的引导和启发，提过学生的学习兴趣，充分调动学生的积极性，增强学生的感性认识，由浅入深，循序渐进，逐步养成空间想象的能力，从而学好机械制图这门课。

参考文献：

[1]《机械制图》 刘超 2011