技校机械制图教学中学生空间想象力的培养途径
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摘要:《机械制图》课要求教师在教学实践中要注意培养学生的空间想象和思维能力。文章结合技工院校学生知识特点,提出了一些建议,如构建三维体系,注重投影基础知识教学,巧用教学模型,加强直观性教学,加大实际操作和练习等。
机械制图是技校机械类专业一门重要的专业基础课,主要是培养学生的绘图能力和识图能力。目前,技校生源以初中毕业生为主,这些学生由于没有学过立体几何,系统的投影几何学的知识不足,难以理解比较复杂的投影关系,空间想象能力薄弱。良好的空间想象能力是学好机械制图的关键,因此,要采取科学有效的方法培养学生的空间想象能力,并在教学中贯穿始终。
一、通过三维体系培养学生的观察能力
对于技工院校的学生来说,制图能力的起点,就在于观察能力,否则就不能有丰富的空间想象能力。在讲授三投影体系的建立时,将教室的黑板比作V面、将地面比作H面、将教室的右墙面比作W面,以后学习讨论的点、线、面均可置于这个“三投影体系”之中。充分利用模型、实物等教学模具,尤其是在教学入门阶段,反复演示各基本体模型放在“三投影面”中的投影过程,让学生直接观察到由三维立体向二维平面转化的过程,清楚转化过程的本质和原理,让学生在大脑中建立起三维空间的感性认识,这是空间想像力形成和发展的基础。同时,学生还可在大脑中储存大量的立体信息,这种立体信息越多,使用时提取的立体形象就越多,空间思维能力就越强。教学中,教师还可将学生分成几个小组,每组发一到两个模型或实物零件,让学生根据立体图形画出视图,画出的视图既可是小组共同讨论的结果,也可是个人观点的表现,这种练习可大大激发学生的学习兴趣,通常可取得较好的教学效果。
二、运用教学模具培养学生的观察想象能力
感性认识是空间想象力形成和发展的基础,课堂中通过对模型、实物的观察、分析,使学生在头脑中建立起空间的感性认识,形成空间的整体形象,树立空间骨架,进而抽象为空间形体的平面图形。在看图时,由图想面,由面想体,从而形成“一图为一体”的观念。这样学生在思维中储存的立体信息越多,使用时提取的立体形象就越多,空间思维能力就越强。这样既丰富了感性认识,增强了学生的空间思维能力,又可激发学生的学习兴趣。
三、通过记图提高学生的空间思维能力
记图是培养形象思维的又一途径。所谓记图就是在理解的基础上,记住基本体、简单组合体的图形特征以及它们所反映的空间实物形状,记住图与物之间的特征及其联系。因为,在基本体、简单组合体基础上学习的机械图样中,这些图形出现的频率非常高,比如,记住开有凹槽的长方体底板、凸台结构、倒圆、倒角等常见工艺结构的实物与图样特征,这样,既可以为以后读图打下基础又可以大大提高空间思维能力。因此,记图实际上是以理解为基础的意义识记,而不是机械识记。不但要求学生分析、理解图物之间的投影联系,而且要求学生在此基础上记住图物之间的特征及联系。
四、通过画轴测图培养学生的空间想象能力
轴测图是在单一投影面上根据投影原理画出来的有立体感的三维图形,其作图是先根据视图在大脑中想象出立体形象,再根据单面投影规律把立体图形表现在平面上。这种对物体进行分析、想象的过程,将平面与立体之间的关系联系起来,是发展空间构思能力的非常有效的手段之一。在制图教学中,轴测图练习是十分必要的,教学中必须注意从基本体入手,逐步向较复杂的图形过渡,鼓励学生在大量的制图练习中探求和总结作图技巧,并帮助学生总结作图经验,大量练习中,学生通过二维到三维、三维到二维的交融互逆,形象思维能力和空间想象能力得到较快的发展和提高。
五、通过实际操作提高学生的空间想象能力
通过实际操作提高学生的空间想象能力也是较好的教学手段之一。在点、线、面投影规律的教学中,让学生把自己的橡皮、铅笔、一个三角板分别看作点、线、面;教师将粉笔盒、闭合的圆规、教科书分别作为点、线、面,学生两或四人为一个小组,按照老师的演示,把它们放在前文提到的“三投影体系”中,让学生自己去发现点、线、面的投影规律,教师总结一些容易记忆的顺口溜,如一点两平垂直线、一斜两平平行线、三斜一般位置线,这样既减低了难度又便于记忆。在基本体的教学中,鼓励学生用稍硬的纸板自己制作模型,然后在课堂上画出自做模型的三视图,这样,不仅提高了空间想象力,还可大大激发学生的学习兴趣。
空间想象力的培养不是一朝一夕的事,教师在教学过程中还需讲练结合,以循序渐进的方式进行培养,使每一个学生头脑中能够树立起一座“空间骨架”,逐步增强学生的空间想象能力。