谈《机械制图》课程中空间想象力的培养

摘 要：本文就《机械制图》教学中培养学生空间想象力进行了深入的探讨，对提高制图教学质量有一定的现实意义。

关键词：机械制图； 教学； 培养

前言

《机械制图》是机械专业一门理论性和实践性都较强的技术基础课，培养学生的绘图与读图能力是制图教学的主要目标，而这些内容都离不开空间想象，都离不开对空间形体的分析和表达，因此要学好这门课程，就必须加强学生形象思维的培养。

一、空间想象力定义

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。

在《机械制图》课程中，空间几何形体是由点、线、面基本元素组成，因此空间几何形体的投影就可以转化为点、线、面的投影，这就是所有投影理论的基础。在掌握正投影基本规律的基础上，把空间形体的大小、形状、虚实等结构特征转化为空间平面或平面空间的过程。培养学生空间想象能力的途径有多种，但无论什么方法，首先都要严格学生的基本作图技能，并从学生的身心发展规律和学生实际出发，通过多种途径入手。

二、科学化组织教学

培养学生的空间想象能力需要一个循序渐进的过程，科学的组织教学，精心设计教学环节，注意对学生思维方式的引导，是至关重要的。本课程的教学思路是：三维立体图二维投影图三维立体图二维投影图的循环练习。从三维立体图入手，可采用以下方式：①看模型画三维立体图；②给出几个基本几何体的尺寸，让学生任意构思出若干组合体；③自己构思物体"建议先学习画轴测图，再学二维投影知识，然后再用三维造型软件画图。在不具备投影知识的情况下，学习三维造型软件，学生一般不易接受。实际上三维造型软件画的立体图在视觉上与轴测图完全一样，只是三维造型软件画的立体图能够旋转，而且能很快地画出复杂的结构。建议初学者还是先学习画轴测图，通过此阶段的训练，学生已有了较多的形体储备，很容易在较短的时间内提高空间形象思维能力和创造思维能力。

三、丰富“形象储备”

这里所说的“形象”，是指能引起人的思想活动的具体形状：一是基本体的形状，二是基本体三视图的图形形状。“形象储备”就是将这两种形状（形象）记住并储存在脑际中，以备看图（画图）时使用。任何复杂的物体都是由若干个基本体组合而成，它的三视图也就是由这些基本体的三视图集合起来的。显然，有了丰富的形象储备，当看复杂的图形时，就很容易识别出物体各组成部分的形状和相对位置，从而将图看懂。

为增加形象储备。一是要把各种常见的基本体及三视图的特征记熟，并弄清它们之间投影关系，能够做到见一个基本体就能忆出它的三视图，看到一组三视图就能够想象出它的立体结构；二是弄清基本体的形状和位置变化时，其三视图的特点及其变化规律；三是要多实践，做到“形”（基本体）、“影”（图形）不离，反复进行由物到图和由图到物的画图、看图训练、以加深记忆。有意识存储形象，对提高空间想象力是非常有益。

四、强化构形设计训练

构形设计训练是指根据给定的条件，设计出各种形体。如根据一个（或两个）视图想形体，补画出它的另两个（或一个）视图；根据给定的视图补画所缺漏线等练习形式。通过这种训练，可以丰富想象，培养学生灵活多变的思维方式。《机械制图》中“组合体”的教学既是基本几何体、表面交线等内容的综合运用，又是学习机件表达方法、标准件、常用件画法以及零件图、装配图等内容的基础，是培养学生空间想象能力的重要环节。为此这种训练方式在“组合体”内容学习中尤为有效。

五、加强课堂画图

画图是机械制图特有的实践教学。画图不仅可以检查学生所学的理论知识，更是学生将 知识转化为技能、技巧的应用过程。学生只有在不断画图的过程中发现问题，提出问题，解决问题，才能巩固所学的理论知识，提高独立思考能力，空间想象的分析应用能力。为此教师应将画图作为课堂教学的一项内容。有目的，有计划地让学生到制图室进行实物画图。如三视图、剖视、剖面、零件图等章节都可进行这样的教学。

六、运用现代化的教学手段

空间想象能力的培养不是短时间内就可一蹴而就的，必须在传统教学手段的基础上进行大胆拓宽。在教学过程中，使用现代化教学手段促使学生更快形成空间概念。例如：在讲述三视图的形成过程中，先可以利用三维空间动画，得到三维投影面体系，把基本体投入其中，然后在鼠标的控制下向三个投影面分别投射，并使三个投影面绕投影轴慢慢展开，就得到三视图。通过投射、展开，闪烁等各种形式的动画，使学生能身临其境，产生立体效应，促进学生形体感知的积累，增加学生表象的贮存量，明白“体”―“形”之间即“物”―“图”之间的转变。同时通过启发性提问，引导学生积极开展思维。动画模拟不但能彻底改变传统教学中的凭空想象，似有非有，难以理解之苦，而且还能充分激发学生主观能动性，化被动为主动，产生特有的教学效果。