孟仕娟
（武汉市娲石技术学校，430415）
摘要：《机械制图》是技工院校机械专业的一门专业基础课，主要是培养学生的画图能力和读图能力，影响这两方面能力的主要因素是空间想象能力。因此，在教学过程中要采取科学有效的方法培养学生的空间想象能力，这一点在教学中要贯穿始终。
关键词：机械制图空间想象能力识图技能
《机械制图》是技工学校机械专业的一门重要的技术基础课，这门课程的教学目的主要是让学生掌握绘图和读图的基本知识和技能。作为一名从事机械专业课教学的老师，我认为这门课程的教学应以“绘图”为桥梁，最终要落脚于培养学生的“读图”能力上来。当然，不论是绘图还是读图，其前提和基础是要具备一定的空间想象能力
一、空间想象力的重要作用
所谓空间想象力，其实就是用形象思维与抽象思维两种思维活动的分析、综合、加工处理，从而产生心心相的一种综合性能力。对于初中毕业进入技工学校的学生，基本上没有学过立体几何，且没有接触过生产实际，缺乏应有的理论实际。因此，培养空间想象力对于他们学习《机械制图》有很重要的作用。
首先，机械图样是工程界的通用语言,它分为零件图和装配图。技校学生毕业后要想从事机械加工行业,必须能看的懂图样,想象的出零件的空间结构,零件的装配关系、相对运动关系等等,这些都得离不开空间想象力。所以，空间想象力是学生画图、读图的基础。
其次,空间想象力也是学习其他专业课程的基础。在《车工工艺与技能训练》中我们讲到车刀的角度时，为了测量车到角度我们需要建立三个假想的辅助平面——基面、切削平面、正交面，这三个平面之间关系以及在这三个平面上测量车刀几何角度等等内容都涉及到空间想象力的运用。因此,在机械制图教学中培养学生的空间想象力,可以使学生能更好地学习其他专业课程。
二、培养空间想象力的途径
对于初中毕业进入技校的学生来说，他们没接触过立体几何，头脑里没有丰富的表象储备，加之他们对空间概念缺乏感性认识，空间想象能力较差，所以学习机械制图很吃力，那么在日常的制图课教学过程中，应该怎么来培养学生的空间想象力呢？结合中职生的特点，我认为主要从以下几个方面来培养：
（一）要激发学生浓厚的学习兴趣。
爱因斯坦说过：兴趣是最好的老师。学习兴趣是学生学好课程的关键。学生一旦对课程产生了兴趣那么他们才能自觉的主动的去学习知识。
要培养学生的兴趣，可结合日常生活中的具体实例来讲解。比如在讲到平面图形的分析与作图时，我以学生熟悉的零件——六角螺母扳手为例（如下图），首先让学生自由发挥，描述出自己所见到的扳手形状和结构，接下来再一起对例图中扳手进行观察分析：扳手钳口是正六边形的四条边，扳手弯头由两个圆弧组成，扳手尾部由两个同心圆组成。这一过程让学生将日常所用所见的扳手和图纸上的图形对应起来，立体实物和平面图形在学生的头脑里有了个初步的概念；然后分析画图时分别需要哪些确定形状以及位置的尺寸；紧接着通过分析具体结构之间的连接，提出要表达这些结构需要怎样的线段或圆弧，这些线段或圆弧哪些可以先画出来，哪些必须借助其他线段或圆弧来确定，哪些最后来连接；尺寸、线段都分析好以后，每个人按照自己的分析，再结合之前所学的知识完成扳手的零件图。这样由学生们自己亲自动手完成这个分析画图的过程，他们既学习了有关尺寸、线段的分类及作用的知识，又掌握了平面图形的分析、画图步骤。学生在“观察——分析——提问——解答——画图”这样的过程中找到学习的乐趣，使这种枯燥而复杂的学习变的生动有趣。
（二）利用直观教学引导学生建立空间概念
直观教学就是利用一些教具、实物、模型、挂图等教学辅助用具来启发学生思维的一种方法。心理学和唯物主义认识论告诉我们：人们认识事物本质的规律就是从具体到抽象、从感性到理性。所以在我们教学过程中，利用实物和模型的观察及分析过程，使空间实物直观形象化，使学生在头脑中建立起空间的感性认识，形成空间骨架。
例如在讲授三投影面体系的建立时，将教室黑板所在的墙面视为正面，将地面视为水平面，那么教室的右面墙便被视为侧面，这样讲解很容易被学生接受。心理活动的基础是感觉和知觉，及时是记忆，常常也以感知过的事物为基础。再如，截交线是学生学习的一个难点，很多学生不能想象出立体被截切后截交线的形状，在讲授平面与圆柱相交的截交线时，我就让学生分别将几段不同直径的塑料棒用锯条或小刀切割出不同的截面，然后观察切割后的截交线的形状，然后再观察截交线的形状，让学生在切割中获得截交线形成的感性认识，也对截交线的形成过程有了直观的认识，这样会对截交线形成深刻的印象。如此反复地进行空间形状和平面图形的相互转换，学生在思维中储存的立体信息多了，空间思维能力也随之提高。
当然利用实物模型时，切忌以物论图，应先让学生对事物模型观察分析几分钟，然后根据直观获得的表象试画。观察——思考——描图——修图，直到把整个图画完画正确。经过这一过程，学生能反复理解图物的对应关系，从而逐步培养空间想象能力。
在课程初期，我们可以使用教学模型，教学挂图等直观教具，有时也可以让学生自己动手制作，这样不但给学生一种直观的再观感，而且为学生理解抽象概念提供想象的感性材料。但是，这一阶段仅仅只能停留在空间概念建立初期，在熟悉以后我们就得将这一“拐杖”丢掉，完全依靠头脑想象空间来形成实体。
（三）利用多媒体技术帮助学生构筑空间体系
我们知道，《机械制图》传统的教学方式主要就是教师在课堂上用粉笔画图讲解，这样一方面占用了大量宝贵的教学时间，另一方面这种简单的教学方式难以解决学生提高空间想象力的问题。而利用多媒体技术绘制生动、形象的立体图形，可以使抽象的知识直观化、形象化。同时，还可以利用多媒体技术将画图过程制作成动画，反复播放，帮助学生形象的掌握“立体到平面”之间的转化。例如在讲解三棱柱的投影作图时，有很多学生想不明白主视图和左视图为什么是这个样子。我们就利用多媒体课件，用动画的形式演示出投射线向三个投影面的投影过程，学生在看的过程中，直观的理解了立体投影的形成过程，空间思维能力得到进一步锻炼和提高。
再如，在讲解剖视图的时候，很多学生对于剖切后的形状想象不出来，无法理解为什么剖前是一种样子的，剖后又是另一种样子。我便将剖视图的形成做成动画，让学生理解剖开——移走——投影这样剖切的过程，更好的学习剖视图这种表达表示方法。
三、利用教学实践环节增强学生空间意识
美国著名实用主义教育家杜威1900年曾提出了“教学合一”的教学理论基本原则即：最好的教育就是“从生活中学习、从经验中学习”。实践环节是培养学生空间想象能力行之有效的方法，但空间构思能力和想象力的培养不是一朝一夕的事。
在学习过程中，不但要多讲多练，还要充分发挥实践的作用，以循序渐进的方式进行培养，充分调动学生学习的积极性，发挥学生的主体作用，通过实践在头脑中储存大量的感性资料，使每一个学生的头脑中树立起一座“空间骨架”，逐步增强学生的空间想象能力。在讲基本体时，很多学生分不清棱柱和棱锥，在预习课后我便组织学生分组做模型，每个组从准备材料，到剪贴、粘合，包装，直到涂色，每个学生都能自己动手，通过小组配合完成一套常用的棱柱、棱锥制作。在正式讲课时，将学生们做的模型分类放好，组织他们讨论在做棱柱和棱锥时每个面有什么特点，棱柱和棱锥怎样区别？而讨论的结构便是我们给棱柱和棱锥所下的定义。在这整个过程中，学生既动了手也动了脑，让学生认识到“理论来源于实践”。
简单的知识可能理解起来比较容易，但是将这些知识综合起来应用到实际中也需要一个过程。比如学生在学习回转体的投影时，对于圆柱面和圆锥面的表达学生觉得很简单，但到了零件图中应用时，他们还是从三视图的角度去看待。为了加深学生的印象，提高学生的应用能力，我专门在“圆柱体和圆锥体投影作图”这部分内容后增加了“轴类零件的表达方式”这个课题，结合车工实习中“轴类零件加工”来介绍，从光轴开始，然后台阶轴、锥面轴依次增加难度，让学生用所学的测量知识，测量出所给零件在画图时需要的尺寸，然后运用圆柱体、圆锥体的画法作出零件图，最后将自己的图纸带到车间进行加工，在画图——加工的过程中来理解回转体零件的表达方式。
四、通过画图读图练习，让学生积累空间分析经验
机械制图是一门实践性很强的学科，必须边学边练。在课堂讲授之后，要留有一定时间让学生做多种形式的课堂练习，以检验对所学内容的掌握情况，发现问题及时纠正。对于课外作业，由老师明确提出本次作业的目的、涉及哪些理论知识、哪些地方是难点、应该注意什么问题，要对学生感到比较难的问题加以必要的提示，对作业中普遍存在的问题，一定要在下一次上课之前讲解，分析出差错的原因，并示范正确的解题方法，以加深学生的印象。此外，还要让学生自己动手自制各种教学所用的实物模型，对照模型反复分析立体表面的点、线、面，这样对物体有更直观的感性认识，并且在学生实习的过程中再加补充强调，这样从理性和感性上让他们对“体”产生认知。如此这般，通过反复的识图、绘图等实践活动，就能够达到预期效果。
1、加强“形”的储存
在制图课堂上，我反复跟学生强调要“多看多想”，我认为这是学好制图最基本的方法。而要加强学生的空间概念，必须加强对空间形体的积累。在上课过程中采用实物模型教学，列举生活中的实物，让学生对“形”加以认识，激励他们积极地“观察――思考，再观察――再思考”，促使他们在大脑里对“形”有所记忆，形成表象，通过投影规律的运用，利用三维投影体系引导学生先分析简单物体的投影，观察其投影效果，如此反复演示立体放在三维投影面中的投影过程，让学生直接观察由三维立体向二维平面转化的过程，弄清转化过程的本质和原理，在大脑中建立起初步的空间概念。在此基础上教师出示抽象的实物图形，通过各种不同简单立体的投影，还原物体的形状，即由“图”想到“面”，由“面”构想到“体”，从而形成一图为一体的概念，进而加强学生的空间概念。如此这样，立体信息储存得越多，作图时提取的立体形象越多，空间想象思维能力就越强。
比如，在讲授三视图画法的阶段，我首先用实物或者投影将立体展示出来，让学生根据立体图画三视图，然后再将他们所做的三视图展示出来，让他们去想象立体，用美术的方式把他们所想的立体给表现出来。在这个过程中，除了让学生完成习题集上的作业外，还要经常拿出许多常见的机械零件和立体图，让学生多观察、多思考、多联系，这样由简单到复杂的形体见得多了，练得多了，想得多了，由立体到平面再由平面到立体的两次转变就会被学生熟练地掌握，也就是让学生具有空间分析能力和想象能力。
2、注重“位”的分析
要建立空间概念、培养空间想象能力，仅有“形”的想象是不够的，还应具有“位”的判断，也就是说要处理好立体的形状和方位两者的关系。例如，在对三视图的形成及投影规律分析时应主要突出六向方位的分析，使学生在思维中逐渐搭起“前后、上下、左右的空间架子”。在讲解点的投影时，如果不对点的六向方位进行正确的分析、可见性进行判断，解题就会出现错误。
而“形”和“位”的分析在组合体视图画法中也得到了充分的体现。在组合体的补视图中应突出立体的“形”和“位”的统一化训练，在训练中不仅要分析组合体中各组成部分的形状，而且要分析它们之间所处的相对位置关系，只有“形”与“位”结合，才能产生“体”的想象。这种想象的训练可反复进行，用实物由浅入深，由简单到复杂，由表及里，由部分到整体循序渐进，这样能激发学生的学习兴趣，更有效地培养学生的空间想象能力。
由此可以确信，只要在思维中有了丰富的空间形状的积累和储存，认清各组成部分的形状，且能辨清各组成部分所处的位置关系，要具有一定的空间想象能力，并非难事。
总之，空间想象力的培养不是一朝一夕的事，如何在《机械制图》课程中培养学生的空间想象能力，对于授课教师而言，首先创新意识，逐步改善传统教学方法的不足，充分利用现代化教学工具和教学手段，应用适应新时代发展的现代教学体系。
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