机械制图课程教学探索——以“各种位置平面的投影特性”一课为例

李登矗，孔湘君

（郑州城轨交通中等专业学校，河南 郑州 451152）

前言

中专生由于基础较薄弱，空间想象能力较差，学习机械制图课程时会感到抽象而难以理解[1]，从而造成学习积极性降低，课堂效果不好的困境。本文以“各种位置平面的投影特性”一课为例，探索了在机械制图课程中巧借教室实物讲授课程的方法。在讲授时，将课本中的三投影面体系与教室的墙面对应起来，将各种位置平面与教室中的实物平面对应起来，降低了学生对各种位置平面的定义及分类的理解难度，也降低了投影特性的分析和总结的难度，提高了学生学习的积极性和主动性，培养了学生的创新能力，达到了较好的教学效果。

1 三投影面体系的转化

三投影面体系由三个相互垂直的投影面组成[2]。教室本身就是一个天然的三投影面体系。三投影面体系中的正立投影面可以转化为黑板所在的墙面；水平投影面可以转化为教室中的地面；侧立投影面可以转化为学生右手侧的墙面；OX轴转化为黑板所在墙面与地面的交线；OY轴转化为地面与学生右手侧墙面的交线；OZ轴转化为黑板所在平面与学生右手侧墙面的交线；原点转化为教室中右前下方三条墙面交线的交点。图1为三投影面体系的转化示意图。

图1 三投影面体系的转化示意图

将三投影面体系转化为教室中的三个墙面及其交线，学生就如同自己置身于三投影面体系中，可以更清晰地理解三投影面体系，也为后面的讲解提供了便利条件。

2 各种位置平面的转化

授课时，通过平面的定义让学生从教室中找出相应类型的平面。例如，让学生通过正平面定义在教室中找到与黑板所在的墙面平行的平面，如讲桌的前侧平面、投影屏幕所在平面等。这样提高了学生学习的主动性和积极性以及教学的互动性。同时，将课本中的由线框组成的平面变为了学生身边的实际平面，加强了学生对各种位置平面的记忆和理解。

对于一些不易在教室中找到的平面，例如铅垂面、正垂面等。可以让学生改变教室中的一些物体来创造出相应的平面。例如：当教室的门打开一定程度后，就转变为了一个铅垂面。通过让学生创造平面，也培养了学生的创新性。

3 平面投影特性的讲解

通过由简单的线框组成的投影图来向学生讲解平面的投影特性，会使学生感到难于理解。分析和总结投影面的投影特性时，可以利用教室中相应的实物平面，将其投影到教室所构成的三投影面体系中，将抽象的内容具体化，可以提高学生学习的主动性和教学的趣味性。

例如讲桌的桌面是一个水平面。学生去想象该平面投影到教室中黑板所在的平面和学生右手侧墙面（也就是正立投影面和侧立投影面）是两条与投影轴垂直的直线，投影到教室地面（也就是水平投影面）是一个和讲桌桌面形状相同的投影。图2为水平面三面投影的转化。

图2 水平面三面投影的转化

将三投影面体系及各种位置平面实物化，学生可以更容易地想象、分析和总结各种位置平面的投影特性，将学生从课本中由线框组成的平面投影特性图中解脱出来。

4 结论

（1）在机械制图课程教学中，巧借教室中的实物，将课本中的平面转化为教室的实物，提高了学生学习的主动性和积极性，也加强了课堂的互动性，达到了较好的教学效果。

（2）将教室中的实物平面向教室这个“三投影面体系”进行投影，易于学生理解和记忆各种位置平面的分类和定义，也利于学生去想象、分析和总结各种位置平面的投影特性。

（3）引导学生改变教室中现有的平面去创造一些难于在教室中找到的平面，培养了学生的创新能力。

[1] 李立新,刘加孝.利用长方体直观理解平面及其投影特性[J].中国教育技术装备,2014,20：131-132.

[2] 张慧,张安民,陈红亚.机械制图[M]. 沈阳：东北大学出版社,2015,4：32.