“投影体系建立及空间想象力培养”教学方法探讨

杨志儒

【摘要】投影理论是培养学生空间想象力的重要手段。针对目前投影理论教学日趋薄弱的现象，指出投影体系建立与空间想象力培养的重要联系。结合日常教学经验，找到投影理论教学的关键内容和难点，并有针对性地提出加强实物模型、三维软件和轴测图教学的一些教改方案。最后，通过教学方式和内容的加强和改进，得到良好的教学效果。

【关键词】工程图学 空间想象力 投影体系 投影规律 教学方法改革

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）50-0042-01

一、引言

近20年来，图学课程的教学内容、教学体系和教学方法，逐渐向工程应用方向发展。大部分教材中投影基础理论的内容在逐步消减[1]。对于这部分内容，大部分初学者会认为它是图学课程的先导知识，并不易引人重视。但是，工程图学课程中几乎全部知识点的讲授都是围绕着这一知识点而展开的，该部分内容是培养学生空间想象力的重要基石[2]。教师唯有引导学生正确建立三维投影体系，并将投影原理持续、有效地贯穿到工程图学教学全过程中，才能真正锻炼、培养出学生的空间想象力，达成本课程的教学目标。

二、投影体系建立

对于工程图学的初学者来说，用二维平面图来表达三维立体，思维观念上受到的冲击比较大，短时间较难适应和接受这种思维方式的转变[3]。因此，必须在理解的基础上进行三维立体的想象，才能应用投影理论去解决未知的问题。在教学中，应该尽量让学生充分理解三维到二维的投射规律，进而帮助他们跨越空间想象力的这一难关。

投影理论的内容主要包括三视图的形成及其投影规律。三视图中的“三等”关系，是三视图中重要的投影对应关系，是指主、俯视图长度方向对齐，主、左视图高度方向对齐，俯、左视图宽宽度方向相等，简称“高平齐，长对正，宽相等”。“方位”关系的产生是由于每个视图是沿物体上下、左右、前后的6个方向进行投影而出现的相对位置。三视图的形成及其投影规律这一知识点是工程图学课的理论基础，此部分内容掌握情况的好坏对学生后续学习至关重要。因此，应该作为重点教学内容对待。

三、教学方法改革

学生的空间想象力培养不是一朝一夕之功，需要坚持不懈的给他们以强化训练和情景带入。采用以点带面合理分配投影原理这一知识点的时间，并持续加以强化。投影原理可以统领工程图学后续大部分内容，可以将其重复运用到后续的点线面投影、基本体投影和组合体投影之中。以下从三个方面提出一些教改建议。

1.重视结合实物模型教学

利用实物模型可以帮助学生们建立空间投影体系，并增强其空间想象力。传统实物模型具有适合学生习惯的、直观的三维立体表达，将其用于表达工程图学中投影关系，可将三维空间位置关系转化为二维投影。借助于实物模型，让学生通过观察思考，分析物体的六个方位关系（上下、左右、前后）的位置关系，并得出三视图的投影规律。通过对学生直观感觉的引导，大大激发了他们的学习兴趣，完成了从空间到平面的转化，为后续学习作好准备。

2.从三维建模软件入手引出立体成型的观点

投影理论本质上是三维立体与二维图形间的相互映射，需要较强的空间想象力。对于空间想象力的培养和三视图投影体系的建立，我们可以借助很多界面友好、易于学习的三维建模软件，比如Pro.E，UG，Catia和Solidworks等。在投影理论的学习中，涉及的主要是点、线、面、体及其相互关系，以及在此基础上学习常见基本几何体和组合体的投影视图的绘制与识读。

3.轴测图教学分散化

轴测图具有立体感，易于看懂。看、画轴测图可以帮助学生想象物体的形状，是培养学生空间想象力的有效手段，是学习投影理论的辅助手段。轴测图和三视图投影之间，通过投影体系建立的坐标轴产生对应关系和内在的联系，它是实物与三视图投影间的过渡形式。由于目前课时较少，需要分散教学，并紧密结合三视图投影由点线面到组合体，全面穿插讲授轴测图的相应内容。通过轴测图的分散教学，使学生即学到投影理论的知识和技能，在反复运用中得以巩固，同样会对学生空间想象力的培养起到良好效果。

四、总结

投影理论是工程图學的理论基础和重要支柱。学生能否接受“二维视图表达三维立体”的这一思维方式，主要取决于他们投影理论掌握得好与差，以及投影体系建立的过程和方位关系是否清楚。采用实物、轴测图和三维软件等手段使学生对三维立体产生直观感觉，可以大大激发学生的学习兴趣，帮助学生理解和认识三视图的投影规律，完成了从空间到平面的思维方式转换。充分发挥投影原理的作用，不仅可以帮助学生理解点、线面的投影位置关系，而且对于组合体的读图和绘图，以及零件图的合理表达都具有一定的辅助作用。综上所述，投影理论在工程图学全程教学中都体现出重要作用，这部分内容的讲授效果关乎全局，在今后的教学工作中应予以充分重视。

参考文献：

[1]董培蓓， 刘青科. 工程图学基础与提高[M]. 机械工业出版社， 2013.

[2]蒋微蓉. “三视图的形成及其投影规律”教学小议[J]. 中国电力教育， 2008（23）：80-81.

[3]束建军. “三视图的基本投影原理”的教学之我见[J]. 科技视界， 2014（31）：206-206.