《机械制图》教学如何提高学生的空间想象和思维能力

辛月春

《机械制图》是工科院校一门重要的技术基础课，该课程的主要任务是培养学生初步的识读机械图样能力、空间想象和形象思维能力及绘图的基本技能。空间想象和思维能力的好坏直接制约《机械制图》的学习效果优劣。在教学中，我们不难发现，空间想象能力强的学生，对知识接受快，思维敏捷，能举一反三，学习兴趣越来越高；而空间想象能力弱的学生，对知识接受压力大，思维灵活性差，缺乏学习动力。从二者强烈的反差中可以看到：如何培养学生的空间想象力是提高本课程教学质量的关键所在，也是教师在教学过程中必须把握的重中之重。《机械制图》这门课需要学生通过正投影法，把空间物体画成平面图形，然后通过形体分析法和线面分析法，把平面图形想象成空间物体形状，那么如何培养和提高学生的空间想象能力和形象思维能力，是学好机械制图的关键。

我所教的学生是中职生，他们普遍是初中时的下等生，学习成绩一般，学习基础差，要想让他们立即进入状态学好《机械制图》这门课，显得有些不切实际，那么如何培养学生的空间想象和空间思维能力，让他们爱上这门课，是摆在我们面前的一个值得思考的问题。在多年教学中，我摸索了以下几个适应职校生的学习经验现在与大家分享。

一、培养学生的学习兴趣，树立学生学习《机械制图》的自信心

虽然学生基础很差，底子很薄，但我深知兴趣是最好的老师。首先我通过理论讲解，利用课堂教学吸引学生的注意力，让他们感受到《机械制图》的重要性和趣味性，从心里认识到必须学会它，必须掌握它。此外，我语重心长地对他们说：“《机械制图》的入门需要三个月时间，在这三个月里，只要你认真做作业，勤思考，不懈怠，下定决心跟着老师，很快会柳暗花明的，当你爱上《制图》时，每当做对一道题就会有很大的成就感。”通过放长线，让学生对制图学习有了信心，再遇到困难时也会存有希望，给自己鼓气“加油，慢慢来”，这对以后的学习有直接影响。在讲授三投影体系模型的建立时，演示物体的投影过程，认识物体分别在V、H、W面的投影效果和所得的视图，让学生直接感受三维立体向二维平面转化的过程。最直观的方法是可以利用教科书垂直打开与讲台桌面建立起空间投影体系，粉笔盒、三角板、铅笔等作为各类几何元素，教会学生如何在这样的空间投影体系中，模拟摆出各种不同几何元素的位置，再观察假设投影后的效果，在头脑中做默图训练。还可以鼓励学生交流各自默图结果，诱导学生积极思考，最大限度地调动学生的思维主动性。这种形象且直观的教学方式，可以吸引学生注意力，培养感知力和空间想象力，增强学习效果。另外，在学习过程中，我适时通过往届考生的真实案例激励他们，抓住学生的好奇心，增强学习《机械制图》的自信心。由易到难，循序渐进，讲练结合，极大地提高了学生的学习兴趣。

二、善于发现学生学习过程中的闪亮点，并及时给予肯定和表扬。

我班学生学习基础普遍偏差，有相当一部分学生的认知能力还停留在小学和初中水平，他们学习意志薄弱，不能围绕一个目标做长期不懈的努力，有的浅尝辄止，有的半途而废，因此学习效率很低。由于初中没有养成良好的学习习惯，他们往往会出现“三分钟”热度的现象，稍微遇到挫折，就丧失信心。比如开始学习制图时，讲几何作图他们掌握得还很好，每当做完一个圆弧连接的图纸，那种高兴劲、成就感，让我感到似乎他从没有享受过。每当这时我会及时发现他们在学习中出现的闪光点，并予以肯定和表扬，从而提高学生的学习兴趣，使学习热度得以延长。但是随着学习的深入，当讲点的投影时，从空间点到特殊位置的点，学生就出现了困惑，不知如何画点的投影，空间想象能力弱的学生就想放弃了。此时我让学生自己做教具，让他们明白什么是三投影体系，如何利用三投影体系完成点的三面投影。当学生通过自制的三投影体系明白了如何完成点的投影时，都急于让我看看是否正确，我先从书写线型加以评论，再看做法，依次加以肯定和鼓励，最后指出不足和改进方法，这样在不知不觉中，学生有了成就感，肯定了自己的学习方法，感觉似乎不用三个月也可入门了。

三、利用教具、挂图和多媒体培养学生的空间想象能力

机器零件对于从农村来的学生而言很生疏，平时很难见到，很难在脑中形成空间立体结构，因此我利用教具、挂图，让学生多看、多想，产生对零件空间结构的认知。如正投影法和三视图教学，采用模型教学，让学生对照图样找出模型，由模型画出三视图，使用模型提供感性依据，指导学生反复感知，反复观察，总结出三视图间的投影关系规律为“长对正、宽相等、高平齐”。把由感知所得的表象，在头脑中进行形体分析、综合、概括、思维和识记。又如结合模型讲解了水平面的定义，引导学生摆出正平面、侧平面的位置，并分别表述出它们的定义和作出它们的三视图。在此基础上启发他们分析、归纳出平行面和垂直面的投影特征分别为“一面两线”和“一线两面”。再讲组合体视图画法时，我利用多媒体通过动画让学生掌握什么是形体分析法，如何利用形体分析法画图。进一步掌握了三视图间的投影规律“长对正、宽相等、高平齐”。这样不仅使学生对抽象理论知识有了深刻理解，把所学的知识真正弄通弄懂，而且通过动脑、动手等，锻炼了学生的思维能力，增强变通能力，调动了学生学习的主动性和积极性，提高了学生分析形体的能力，让学生的空间想象能力得以延伸。

四、通过记图、读图训练，发展空间想象和思维能力

对于《机械制图》而言，一个投影面的投影不能反映零件的真实形状，《机械制图》需要通过三视图让学生想象出零件的空间结构，这样我把一些两个投影面投影相同的零件放在一起，分析怎样找出反映零件特征的投影，从而判断它们的形状。这些图像用多媒体手段，进行综合讲解，分析异同及产生差异的原因，然后比较实物、比较视图，通过视图想象形状，完成从平面图形想出物体的空间立体结构的过程，对于相关联的图形要求必须记住。读图是一种思维训练，把简单的映像与逻辑思维结合起来，促使学生利用分析、综合等方法推理、判断，从而想象出形体。形体思维是《机械制图》教学必需的基础思维，它是建立在丰富的感知基础上和对视图的科学分析及对表象的正确综合。例如讲组合体视图的识读时，采用形体分析法读图，利用多媒体教学把组合体的视图按线框划分成几个部分，用不同颜色填充各个部分，帮助学生想象出各部分的形状，最后综合起来想象出整体形状。这就是化繁为简，把解决复杂的组合体问题转化为简单的基本问题，发展学生的空间想象和思维能力。

总之，中职生底子薄、基础差、上课又好动，注意力难以集中，要在有限的时间内培养他们的空间想象能力和空间思维能力，确实需要教师花费心思，想方设法吸引学生注意力。