浙江义乌市城镇职业技术学校& 王富强
&&&&&&& 制图是机械类通用工种的一门重要技术基础课，它通过一组图形来表达设计意图，是工业生产中的重要技术文件，也是对外进行技术交流的重要工具，每个工程技术人员和技术工人都必须掌握好这种技术&语言&。对于现在中专、技校、职业高中等中等专业学校来说，主要是将学生培养成各种初、中级技术工人，要求他们能熟练地识读有关机械图样，又具有一定的绘图能力。而识读图样必须使学生具有较好的空间思维能力和空间想象能力。
&&&&&&& 《机械制图》这门课通常是学习机械类专业的第一门专业课程，同时也是一门实践性非常强的学科。一方面，由于学生专业实践知识方面的匮乏甚至空白，对技能操作，结构工艺知识缺乏感性认识，自然谈不上空间思维能力与想象能力的提高。另一方面，由于机械制图课程的空间思维特征与其他课程的思维特征具有极大的差异，对于初中毕业进入职高的学生，数学知识普遍欠缺，数学思维的发展仍处在较低水平，空间想象能力和空间思维能力较差。任课教师往往在分析一个稍微复杂的图形时，有的同学可能一点即通，有的同学任凭老师如何分析讲解，如果没有直观教具就是想不清楚图形的形体结构，不知该如何下手。久而久之，学生会因为经常进入不了&角色&而认为制图太难，因为感到太难而不去想，因为不去想而学不好，从而对制图课产生厌烦情绪，视《机械制图》为天书，失去继续学习的兴趣，同时也会影响其他专业课程的学习。
&&&&&&& 那么在制图教学过程中如何启发差生的空间思维能力与空间想象能力，调动他们学习的兴趣呢？本人根据近几年制图教学过程中的经验，结合现代教育技术的发展趋势，着重从以下二方面谈谈自己的一点认识。
&&&&&&& 一、以传统教学手段为主，由易到难，循序渐进，化繁为简
&&&&&&& 由于职校生的空间思维能力和空间想象能力普遍较差，应在制图教学开始的进程中较多的采用直观教学法，由易到难，合理利用实物或教具的演示，不断丰富学生表象认识以拓展想象力，增强学生的感性认识，吸引学生注意力，帮助学生建立空间思维框架，引导学生进行仔细观察分析，领悟图与物之间的转换关系，进而认识平面与立体的转换关系，让学生对几何元素、基本形体投影的规律、空间形体与其平面投影图之间对应关系等内容熟练掌握；再按照空间与平面的内在关系进行严格的逻辑思维，循序渐进，逐步提高他们的空间思维能力与空间想象能力。
&&&&&&& 当学生的空间概念逐步建立起来以后，在教学中应减少直观教具的应用，防止学生有依赖心理。而应按形象&&抽象&&形象的心理活动规律来安排教学，将学生由直观唤起的形象思维推向逻辑思维。这时，可适当增加授课内容的难度。
&&&&&&& 那么，比较难的内容该怎么办呢？总不能老是依赖挂图、模型或橡皮泥来帮助想象吧。这时，应着重教导学生解决复杂图形结构的方法&&&化繁为简&。
&&&&&&& 所谓&化繁为简&，就是将复杂图形尽可能分解成简单图形，然后分析其投影关系，将简单图形的各个投影进行&局部组合&，着重分析图形结合部的线条并进行线条可见性判断的一种方法。通过这种方法，可以将学生不容易想明白的图形进行启发、引导，以逐步加强他们空间想象能力和空间思维能力 。下面举例说明：
&&&&&&& 例1：在圆柱的截割中，单一平面切割圆柱有三种方式，这三种方式图形都比较简单。可图A所示的根据主视图、左视图来补画俯视图虽然看似简单，但很多学生一拿到题目却感到无从下手，这时可引导学生通过分析主、左视图，将图A分解成两个图形（图B、图C）进行分析。图B与图C都属于非常简单的圆柱的切割，可以很快作出它们的俯视图，然后根据图B与图C的俯视图，就很容易&组合&出图A的俯视图。
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&&&&&&& 例2：在画半剖视图中，很多学生不习惯将一些线条只画出一半，往往搞不清楚什么线条该保留，什么线条可以省略。遇到这种情况，我们可以先要学生根据图1、图2作出主视图的全剖视图（图3），然后以中心点划线为界，在主视图的全剖视图与基本视图中各取一半，&组合&成半剖视图（图4），最后将已表达清楚的内部结构的虚线省略。
&&&&&&& 可见，将复杂图形简单化处理虽然走了一些&弯路&，多了一些步骤，但可以为学生尤其是空间思维能力和空间想象能力不好的学生提供一种分析问题解决问题的方法，在实际教学过程中可以获得较好的效果。
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&&&&&&& 二、充分发挥现代教育技术的优势
&&&&&&& 传统的制图教学模式是：教师&&模型和挂图&&学生。对于以图形教学为特点的制图课程来说，模型和挂图的演示对提高学生的空间思维能力确实取得了明显的效果，但这种模式也存在许多不足：①挂图只能反映结果，不能表达过程的变化，难以完全满足教学的要求。②若用板演，边讲边画的效果虽好，但时效性差，不适合目前课时改革需要。③挂图与模型难于携带、保存，数量又受条件限制。此外传统教学模式显得较为单调，不易激发学生兴趣，对于日新月异的科技与经济发展来说已显得滞后又呆板，对培养和提高学生的素质很不适应。因此采用多媒体课件（CAI）来辅助教学能很好地弥补这些不足。
&&&&&&& 多媒体课件就是利用计算机把包含图、文、声、像等各种信息的教学内容以联想的方式有机地集成，使学习者通过程序界面完成一系列人机交互操作，以实现自己的学习目的。它的应用是现代教育技术的重要内容，是实现现代教育思想的重要手段，通过它可以明显地促进教学效果和教学质量的提高，可以用较短的时间讲清楚以前用较长时间来讲授的空间问题，提高了教学效率，也促进学生的空间思维能力和空间想象能力的提高。下面举例说明：
&&&&&&& 例1：在机件的表达方法这一章节中，旋转视图这部分内容就可以制作成一个三维立体图，让学生清楚的看到倾斜部分是如何旋转到与某一选定基本投影面平行后再向该投影面投影所得到的视图。
&&&&&&& 例2：在装配图这章内容中，当需要表达本部件与相邻部件间的装配关系时，是用双点划线假想画出相邻部件的轮廓线，在需要表示某些零件运动范围和极限位置时，也只是用双点划线假想画出，显得非常的不直观，不生动，缺乏想象力而又没看过实物的学生较难以明白，这时通过Inventor或CAXA实体设计等软件可以做出构件的动态效果，能快速帮助学生进行分析理解。
&&&&&&& 多媒体课件利用图形演示可以使许多抽象和难以理解的内容变得生动有趣，把复杂的事物简化，把时间的过程缩短，把空间的距离接近，把微观的事物放大。在教学过程中不但能给出结论，还能演示变化的过程，使那些原来花费许多课时仍然讲不清楚的知识变得一目了然。多媒体视听教育技术能为教师提供形象的表达工具，为学生提供逼真的虚拟现实环境，常常使人感觉身临其境。尤其是通过多媒体课件，使静态&&动静态的结合过程突破传统教学中的难点，对学生的空间思维能力和空间想象能力有很大的促进作用，常能收到事半功倍的作用，使传统教育方式发生了令人耳目一新的彻底变革。
&&&&&&& 总之，空间思维能力和空间想象能力的培养与提高是一个较为艰苦和漫长的过程，教师应根据教材内容、学生的实际情况和现有资源条件，把现代化的教学手段之长用于传统教学模式之中，取一方之长，补另一方之短，达到优势互补，从而优化教学，提高教学质量，以适应新时期社会对现代技术工人的要求。
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谈谈《机械制图》教学中学生空间想象力的培养
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&&&根据心理学的观点，所谓“空间想象能力”其实就是形象思维与抽象思维两种思维活动的分析、综合、加工处理，从而产生新形象的一种综合性能力。空间想象能力主要由形象思维、抽象思维、形象储存、加工和出现新形象五部分组成，主要来源于对空间形体的感性认识，因此只有在感性认识的基础上，对形体进行分析、综合、抽象、概括，达到理性认识，才能建立起正确的空间形体的表象，从而为形象思维与抽象思维对形体进行加工处理提供所需的素材。对学生空间想象力的培养，手段和方法比较多，笔者主要从以下三个方面进行探讨。
一、运用直观教学或多媒体教学，让学生初步建立三维空间模型，奠定空间想象基础 学生在接触《机械制图》这门课之前，由于其知识结构的差距，几乎没有什么空间概念，而学习《机械制图》真正要掌握的是投影图即视图，视图一般用三个图形来表达物体的外部形状和内部结构即三视图，并且是用平面图的形式表达，直观性差。
三视图需要三个投影面即三投影面体系，三投影面体系是由空间向平面转化后得到的，三维空间模型的建立是基础。笔者认为教室就是一个很好的三投影面体系，我们可以把教室前面黑板所在的平面认定为正投影面，地面所在的平面即水平投影面，右墙面所在的平面即侧投影面；黑板平面与地面的交线即X 投影轴，地面与右墙面的交线即Y 投影轴，黑板平面与右墙面的交线即 Z 投影轴。按照习惯，沿X轴可以确定左右的方位关系，反映的是空间物体的长度，沿Y 轴可以确定前后的方位关系，反映的是空间物体的宽度，沿Z 轴可以确定上下的方位关系，反映的是空间物体的高度。然后将黑板所在的平面保持不动，右墙面绕Z 轴向右旋转900 至与黑板平面在同一平面内，地面绕X 轴向下旋转900 至与黑板平面在同一平面内，这样展开在一个平面上的三个投影面即三投影面体系。将物体放在三投影面体系里并分别向三个投影面投影得到的视图即三视图，用教室作三投影面体系教学直观性好，学生容易接受。此外还可运用多媒体教学手段，利用三维动画，得到三投影面体系，把基本体放入其中，然后在鼠标的控制下向三个投影面分别投影并将投影面展开。通过投射、展开、闪烁等各种形式的动画，使学生身临其境，产生立体效应，并引导学生积极开展空间思维，逐步培养学生的空间想象能力。
二、充分利用各种模型、实物、挂图等教学用具来辅助教学，培养学生的空间想象力
在制图教学中充分利用各种模型、实物、挂图等教学用具来辅助教学，把学生不容易理解的抽象理论和空间视图，变成形象、具体、易接受的内容，使学生看得见，摸得着、记得牢，从而有效地培养学生的空间想象力，收到事半功倍的教学效果。通过引导学生运用投影规律认识实物与图形之间的关系，使投影要素在学生头脑中得到清晰的印象，初步建立起空间的感性认识来形成空间构架，实现从平面到空间，从空间到平面的思维转换。对于初学者来说，单凭想象绘制视图有一定的难度，此时模型便是一个很好的补充手段，学生通过观察实物和模型等教具，教师再加以适当的讲解，学生对知识的接受就容易得多，简单的多。例如，在讲授剖视图的剖切区域时，教师可利用模型来讲解，将剖切区域展示给同学们，就会一目了然，同学们的学习兴趣也会被激发，教学效果比较好。同时让学生在实物与视图之间反复思考，并将空间物体的结构特征比较完整地表达在视图中，通过分析比较为同学们奠定一定的空间想象基础。
三、丰富形象储备，强化各类训练，提高学生绘图和识图的能力，拓展学生空间想象能力
从几何角度看，无论多么复杂的组合体均可看成是由若干个基本立体按一定的相对位置，运用一定的组成形式组合而成的，它的三视图也就是由这些基本立的三视图集合起来的，因此一定要把基本立体的三视图特征熟记，弄清它们之间的投影关系以及基本立体的形状和位置变化时，其三视图的特点及其变化规律，做到形影不离。加深对基本立体的记忆，有意识地储备形象，对提高空间想象力是非常有益的。
《机械制图》是一门实践性很强的课程，学生在课堂上听懂老师的讲解并不难，也觉得容易，而当学生绘图时却很难上手。因此强化各类训练，对提高学生的绘图和识图能力，拓展学生的空间想象大有帮助。如给出几组较为雷同的三视图，使每组三视图中有一个或两个视图相同，然后由学生分析不同形体投影特征的类比训练；同一形体将它的空间位置变换之后分析其三视图的投影特征的形体变位训练；给定两个视图，补画出多种可能的第三视图的构形设计训练；给定不完整三视图，由学生分析其投影特征然后补画所缺线条的补线条训练等等。通过这些训练，学生对空间物体的结构特征就会有更深刻的理解，准确绘制三视图就变得轻松顺畅，空间想象能力就会大为拓展。
学生空间想象能力的培养不是一蹴而就的，需要教师更多的耐心和智慧，需要教师在教学过程中精心准备教学内容，选择合适的提高学生空间想象力的方法和手段，让学生多看、多画、多练、多想、多记，使学生在头脑中逐步形成物体的空间构形，经过由图想物，由物画图的反复实践，不断提高学生的空间想象能力
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如何培养学生空间想象力
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