如何在《机械制图》的学习中培养想象力

如何在《机械制图》的学习中培养想象力

李汶澧

李汶澧（青岛市技师学院山东青岛266229）

近几年来，我一直在教授《机械制图》这门课，可以说它是一门典型的专业基础课，适用于数控、普车、钳工、焊接、汽修等专业，对于培养学生的识图和画图能力起着极其重要的作用。但在授课过程中发现很多学生学习起来比较吃力，通过与学生交流了解到，很大一部分原因是因为缺乏空间想象力。

众所周知，空间想象力是学好机械制图所需的一项基本素质，是绘图、识图最重要、最直接的一种能力，是一个复杂、综合的心理过程。为此，我在备课过程中仔细研究了如何能快速提高学生的空间想象力，为后续学习和实际应用切实打好基础。

一、空间想象力的重要作用

空间想象力能够促使学生空间思维能力的发展，而空间思维能力的发展又能促进空间想象力的提高。充分认识空间想象力的重要性是探索空间想象力培养规律、提高空间想象力教学质量的前提。

首先，空间想象力是学生识图的基础。

机械图样是机械工程的通用语言，它分为零件图和装配图。机械制图就是学习识图和绘图原理及方法的一门主干技术基础课。学生要想在机械行业立足，需要看懂图样，想象零件的空间结构、零件的装配关系、相对运动关系等等，这些都离不开空间想象力。

其次，空间想象力也是学习其他专业课程的重要知识元素。

金属材料与热处理中晶体原子的空间排列格架——晶体结构认识；机械基础中螺纹的大径、小径，齿轮齿顶圆、分度圆、齿根圆等术语的理解；极限配合与技术测量基础中形位公差项目直线度、平面度、圆度、圆柱度等术语的理解；车工工艺学中车刀基面、切削平面、主截面三个辅助平面的建立等内容，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，可以使学生在学习其他专业课程时有更多的用武之地。

二、培养空间想象力存在的问题

由于技校学生学识水平有限，实践经验几乎没有，因此学习时存在不少问题，主要表现在：

一是缺乏自信心。由于原有学习基础不够扎实，加之这部分内容理解较难，学习时存在畏难情绪。

二是空间想象力不够。由于学科本身实践性较强，学生认知能力有限且没有接触实际生产，必须具备的空间想象力普遍不够。

三是思维方法单一。学生只会顺向解决问题，缺乏捕捉重点、突破难点的能力。

三、如何培养学生的空间想象力

要使学生树立起空间概念和想象能力，在教学过程中要理论联系实际，让学生多接触实物、模型，借助计算机辅助教学软件的强大功能，通过一定的思维训练方法，即可使学生逐步建立空间想象力、空间分析能力。

1、直观教学时培养空间想象力的基本手段

机械制图是以三视图来表达形体的，也就是以二维平面图形来表达三维空间物体。技校学生的空间想象力较差，开始学习时有一定困难，因此要借助模型、切割果蔬、捏橡皮泥、画轴测图、现场参观等直观手段来辅助教学，启发学生思维，完成由物到图的过程。

如讲圆柱体的三视图，对照实物讲解，引导学生观察树木、旗杆等圆柱形物体的影子，学生就很容易理解圆柱体的三视图是一个圆和两个矩形。变换圆柱体的空间位置，又可得到不同而又关联的三视图，继而进一步总结圆柱体三视图的特点。

又如讲平面切割圆锥时，事先准备刀子和萝卜，进行现场切割，即可顺利得到椭圆、双曲线、抛物线、等腰三角形等各种截交平面。这样既提高了学生的学习兴趣，又近距离地观察到了截平面图形，那么画它们的三视图就容易多了。

再如讲组合体时，如果手边没有合适的模型，可以引导学生采用画轴测图的方法增加直观性，启发学生的空间思维。有条件的话，还可以经常带领学生进入实习车间对照零件图和零件成品，从感性认识过渡到理性认识，培养空间想象力。

2、计算机辅助教学是提高空间想象力的重要手段

多媒体计算机辅助教学技术凭着它强大的信息处理能力，相关的二维、三维绘图技术也日趋完善和智能化，这就为培养空间想象力提供了新的平台，创造了极为便利的条件。

比如讲圆柱体、圆锥体、圆台体的形成时，可利用多媒体演示，先画一矩形旋转360度得到圆柱体，再把矩形拉伸成直角三角形旋转360度得到圆锥体。通过多媒体就可以把这种抽象的描述转化成一个简单而有趣的动态演变过程。学生亲眼看到了空间实体的形成，不但在轻松愉悦中接受了新知识，拓展了抽象思维能力，而且激发了学生的学习兴趣。计算机辅助教学可以为学生营造一个仿真的虚拟世界，学生不但可以感知而且可以操作虚拟世界的各种对象。直观动态的三维实体代替了抽象的表达，简化了学生学习的信心。

如讲组合体的识读时，对于初学者而言是个难点。教师可利用计算机独特的切割和叠加功能，一边分析，一边展示，得出实体。学生通过多方位的观察和动态的演示很容易形成对空间形体的分析和推理，进而提高了学生的逻辑思维能力和空间实体的分析能力。