浅谈如何在《机械制图》课程中培养学生的空间思维能力

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈如何在《机械制图》课程中培养学生的空间思维能力范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：在《机械制图》课程中，培养学生对三维形状的空间逻辑思维能力和形象思维能力是学习中的重要组成部分，通过多种形式的教学方法和教学手段，充分调动学生学习的主动性，激发学生学习的积极性，培养学生的空间思维能力。

关键词：培养空间想象能力；学习兴趣；教学手段；教学方法

《机械制图》是研究绘制和阅读工程图样的原理和方法的专业基础课，主要培养学生的形象思维能力，机械图部分培养图解简单空间几何问题的能力。阅读常见机器或部件的零件图和装配图的基本能力。在教学过程中的体现是上课时老师讲课内容都能听懂，下课做作业时就出现错误，或者无从下手，为解决这样的问题，笔者做了以下几个方面的尝试。

一、通过记图、读图、绘图，帮助学生培养空间思维能力

培养空间思维能力，首先要认真的学习点、线、面的基本投影原理，逐步提高对三维形状与相关位置的逻辑思维能力和形象思维能力，掌握正投影的基本作图方法及其作用。在这期间，老师要经常利用挂图、模型帮助学生建立实体空间概念，引导学生依据模型，画出组合体三视图，再由三视图想象出空间立体概念，指导学生反复感知，反复观察总结出三视图的投影特性，主、俯视图长对正；主、左视图高平齐；俯、左视图宽相等，前后对应这个特性。应用这个特性不仅适用于物体整体的投影，也适用于物体局部结构的投影。记图就是在学生理解的基础上记住基本体的图形特征和基本体的空间实体特征。学生学过点线面的投影原理后，引入各个简单基本体的投影，通过模型画出这些基本体的三视图，如棱柱、棱锥、棱台的投影三视图。圆柱，圆锥，圆球、圆环的投影三视图。并在理解的基础上要求学生记住这些简单基本体的投影，也就是像学习语言中的词汇一样，是构成语言的基本单位。在机械制图这个机械工程师的语言里，基本体的三视图投影就是后续学习组合体，机械零部件的基本单位，在脑海里积累大量简单基本体的图形特征，由图想象出空间形体，由简单的基本体叠加挖切综合成复杂的组合体、机器零件，引导学生明确图与物之间的特征及其联系。简单的基本体的投影掌握熟练后，引导学生进入组合体的学习，组合体是由各基本体进行叠加，挖切，综合形成的。可以先观察模型，引导学生对组合体进行形体分析，分析组合体是由几个基本体叠加，挖切组成，它们之间的相对位置，相邻表面之间关系，相切，相交还是共面。并确定每一个基本体的特征方向。然后离开模型让学生根据记忆，把三视图画出来。画图的过程也是增强记忆的过程。读图也是培养学生空间想象能力的一个重要方面，利用线面分析法，把组合体三视图分解成若干个基本线框，根据基本线框对照投影想出各个基本体，先想主要部分，后想次要部分。先看容易理解的部分，后看难以确定的部分，根据各基本体的相对位置综合起来想象出整体。先想整体形状，后想细节形状。教学过程中由简单基本体到复杂组合体逐步加深学习难度。让学生在潜移默化中提高空间想象能力，通过大量的例题引导学生积极思考。读懂三视图，会做已知组合体的二个投影补全第三投影，补全图中所缺图线等问题。通过多次的记图，读图，画图训练培养学生的空间想象能力。在教学过程中，学生经常会出现上课听懂了，可回去做作业却总是想不出来，出现错误。这就要求教师在讲课时，例题的选择好上要有的放矢，精讲多练，先易后难，先大后小，逐步加深理解，克服学生畏难情绪，反复练习，鼓励学生利用轴测草图来帮助理解。

二、调整教学顺序，把轴测图部分先引入再逐步加深

由于轴测图画法比基本视图画法复杂，标注尺寸也不方便，所以轴测图作为工程图的辅助图样，在现行的《机械制图》教学中，不论是大纲，教材以及教师的授课计划和实际教学中往往只是从课程本身的理论系统来考虑安排，把轴测图作为工程图中的辅助图样放在画法几何完全学完之后来讲授，没有把轴测图的作用更好的发挥出来。实际上，轴测图在教学中能够帮助学生建立空间概念，根据投影图想象出立体图。我们把轴测图投影的内容提前到组合体之前讲解。而且分散到以后讲课的有关章节中，在讲授了基本几何体之后，紧接着把轴测投影基本知识和画法这一章节进行讲授，给学生建立比较清晰、完整的轴测投影的概念和画图技能，学生在学习随后安排的组合体这一章节时，遇到阅读投影图时，按照以往的线面分析法，形体分析法，还是想象不出空间立体概念时，鼓励学生勾画出轴测草图，就会收到立竿见影的效果，学生用形象逼真的轴测草图来补画第三视图，或者补全视图中所缺的图线时就会得心应手，对所做的题目也比较有把握。在教学中充分发挥轴测图在教学中的作用，以帮助学生想象一些较抽象，难理解的组合体视图，组合体剖视图。对提高学生的空间想象能力很有帮助。

三、利用AutoCAD进行辅助教学

利用AutoCAD的实体功能建立出实体来帮助学生认识理解这些组合体，学生就有一个比较直观的概念，这时候再布置一些体现组合体读图的问题，已知组合体的二面投影，求第三面投影。已知组合体的投影的一部分，请补全图中所缺图线。学生们就会很快的做出这类题目，学生又快又好的做出这样的题目，就很有成就感。对于一些复杂的零件，尤其是装配体，实物模型不容易展示其内部结构，通过CAD可以根据实际需要，灵活地进行剖切，仿真。学生们可以直观地看到装配体中各零件之间的装配关系，有助于学生进一步了解装配体的工作原理。因此，合理应用AutoCAD进行辅助教学对提高学生空间想象能力很有帮助。

四、带领学生到工厂去认识机器零件，提高感性认识

针对《机械制图》课程是培养学生进行机械设计的基础课程，带领学生到工厂去认识机器零件，提高感性认识。也是培养学生空间思维能力的重要部分。了解零件的加工常识，了解各零件的实际功用，对学生理解机械制图中零件画法的有关规定很有作用。例如，外螺纹的加工，先加工外圆，后加工螺纹部分，学生就能更好的理解，在螺纹的画法中，外螺纹大径画粗细线，小径画细实线，因为大径可以摸得着，小径摸不着。学生在看到铸件时，课堂教学中讲到的铸造圆角，拔模斜度的作用，铸造圆角是在铸件转角处做成的圆角，是为了避免砂型在尖角处容易落砂，金属在冷却时工收缩，在尖角处容易产生裂纹或缩孔。拔模斜度是铸件在砂箱中起模用的，学生就会很快理解。另外学生到工厂学习后，都能感觉到学习知识的重要性，更能调动学生学习的主观能动性，变被动、消极的学习为主动有兴趣的学习。

空间想象能力的提高是一个长期训练的过程，教师在教学过程中要根据学生的认知规律合理的组织教学，重视对学生空间思维能力的培养，在教学中要利用各种教学手段进行教学，每次课有讲有练，有看有想，有想有记，循序渐进地引领学生提高空间想象能力，激发学生学习的兴趣，培养学生良好的学习习惯，为培养出更多更好的机械设计人才打下坚实的基础。

参考文献：

[1]孙建锋.机械制图课教学的几点体会[J].职教论坛，2004，（14）.

[2]刘华军.《机械制图》教学改革初探[J].科技信息，2007，（1）.

基金项目：注塑模具脱模装置吉林省教育厅“十一五”科学技术项目，吉科教合字（2010）第495号