空间思维训练在机械制图高校课堂教学中的探索

周丽芳 郑斌

摘  要：在高校课堂教学中，机械制图算是一个教学的难点，需要的知识理论体系比较杂乱，而且知识点比较生硬，不是特别容易理解，传统教学方式往往无法帮助学生有效攻克难题，所以利用空间思维与传统教学方式相结合的方式可以取得更大的成效。比如“心理旋转”和“搭积木”等比较有效的空间思维训练，就可以提升学生的理解能力，以便于后来的学习、分析和研究，最终达到提高学生读懂图并且认识图、理解图的能力。

关键词：空间思维训练;机械制图;高校课堂教学

机械制图需要的技术性非常强，课程中所包含的内容也极为庞大，不但要理解点、面、线之间的立体关系，还要理解它们的空间结构，需要很强的逻辑思维能力，这样一门课程，在传统教育模式下会让学生觉得特别晦涩难懂，更遑论进一步的分析和研究，容易打击学生的自信心，让他们产生厌恶心里，所以选择合适的教学方法十分重要，而空间思维能力显然对机械制图教学中学习兴趣的建立有重要意义，让学生对庞大的信息量有简单的梳理，进而提高学习效率。

一、空间思维训练在机械制图教学中的现状

（一）空间思维能力概述

空间思维的定义很难界定，一般有广义和狭义之分，狭义的空间思维是指从不同的方位去思考问题，突破对于点、线、面的限制，透过平面看到物体的立体形象，而广义的空间思维大多是通过虚拟的东西，比如联想、归纳等等方式来实现的，将呈现在眼前的东西深入的进行了解，不断的进行对比，做出自己的判断，最终在大脑中形成对一个事物的认知。在机械制图的学习过程中，通常需要学生将眼睛看到的二维图像通过思维转化为三维的立体图，所以空间思维能力可以起到很好的作用。

（二）学生的现状

机械类课程的学习过程中，机械制图是基础，也是关键，在学习初期，学生往往不能主动的学习和接受，因为这些内容对他们而言非常陌生，对于不熟悉的东西，是很难理解且消化的，这种情况下，一旦遇到困难，就会造成学习的困惑越来越严重，导致对学习失去兴趣。所以教师在授课过程中一定要讲究方式方法，可以先利用投影将局限性打开，然后不断的将想象范围扩大，最终让学生逐渐掌握空间思维的能力。

（三）造成这种现状的原因

新生入学时，由于长期受应试教育影响，对理论知识的理解还停留在记忆和简单的推理层面，想象能力偏弱，这也导致了在立体图形的分析过程中受到很大局限，而工程图样是需要实践与想象能力相结合的[1]，如果只根据书中的定义和推理，很难真正的理解和分析面临的问题，所以空间思维能力对机械制圖的重要性不言而喻。

二、空间思维训练和机械制图在高校课堂教学中的方法

（一）加强空间认知训练，为空间思维打下基础

简而言之，空间思维之于机械制图也就是将二维图形进行三维立体图的想象，由于每个学生的能力不同，对于这一过程的接受能力也存在很大差距，甚至于很多思维能力较差的学生根本就看不同轴测图，这种情况下就需要教师合理的进行引导，运用空间思维能力提高对立体空间的认知程度，除了判断立体空间的前后、高低和方位等这些基本要素之外，结合投影来进一步了解物体存在的相对位置，精准的判断物体在空间中的位置[2]，最终建立起空间立体的概念。在这个过程中，学生可以对空间思维有一个大概的认知，迈出空间思维训练的第一步，即突破二维思维对思想的限制，为适应空间思维方式奠定基础。

（二）加强立体认知训练，培养空间思维能力

立体是一个很广泛的概念，涵盖的内容较多，包括圆柱、棱锥以及球体等等，这些都属于基本立体，想要理解并不难，所以教师可以先从这些基本立体入手，通过这些立体帮助形成学生空间思维模式。上课过程中，教师可以准备一些基本立体的模型让学生进行观察，除了立体前后、高低、左右等一些基本要素之外，让学生进行进一步的分析，根据物体表面的相对位置分析本体表面点，逐渐提高空间思维能力，最终实现空间思维能力的锻炼，让学生形成思维习惯，看到一个立体，就会不由自主的发挥空间思维能力，启发想象能力的同时为机械制图教学提供便利。

（三）选择适合的教育方式进行空间思维能力训练

对于空间思维能力的训练，选择合适的方式十分重要，目前比较常见的是“搭积木”式训练方法，搭积木这种方式不但在儿童教育阶段有着无可替代的作用，更可以很好的训练空间思维能力，将平面看到的图形进行立体化。比如正等轴测图理论的学习过程中，就可以用搭积木这一教学方式，在平面上利用三角网格将二维平面图进行三维立体图的转化[3]，如下图所示。

如上图所见，第一张是平面图形，在看到这种平面图形后，用数字来代表积木进行解析，最终将得出的数字进行转化，形成图二的立体图形，然后引导学生画出积木堆积在一起的图形，最终得出图三的立体草图。从这个过程可以看出，搭积木式教学需要大脑快速的反应并相互协作，最红才能得出结论，而这种方式是空间思维能力培养的重要方式。

三、结束语

机械制图教学非一日之功，需要教师不断的摸索，对教材进行不断的钻研，用灵活的教学方式达到课堂的最大优化，而空间思维显然是一种非常有效的方式。空间思维能力并不复杂，只要教师在教学过程中指定合适的教学策略，将空间思维能力进行不断的整合，就可以让这种能力有效的被运用到机械制图教学中。

参考文献

[1]黄军波，刘富凯，王睿.空间思维训练在机械制图本科教学中的探索[J].天津职业技术师范大学学报，2020，30（02）：51-54.

[2]谢青萍.机械制图学习中学生空间思维能力的培养[J].新课程研究，2019（17）：101-102.