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摘 要:工程图学中画图和读图能力的提高离不开空间想象能力,本文探讨了如何系统有效的提高学生的空间想象能力。
关键词:工程图学 画图 读图 空间想象力
中图分类号:G642文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2010)04-118-01
工程图学是机械类和电子类专业的一门专业基础课,要学好这门课就必须完成画图与读图这两个重要的任务,而画图和读图都离不开空间想象,离不开对空间形体的分析和表达,实质上就是要培养学生对空间形体的想象能力、分析能力、表达能力,这三种能力是彼此关联、相互促进的,空间想象能力是它们的核心。如何系统扎实的提高学生的空间想象能力就成为一个突出而重要的问题。结合教学实践,认为按照下面的四步来进行将是一个可行的方案。
一、表象储备
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!在开始的阶段,要尽量给学生直观的印象,然后再逐渐抛弃具体的实物,即在头脑中要先储备一定的表象,如立体的截交线等。表象的储备将有助于空间想象力的培养。在开始学习这门课的时候就要引导学生在生活中留意观察;象观察水管或暖气管道的连接处交线的形状,树的侧枝与主干连接处是什么样子的?引导学生去储备尽量多的表象,为后面的学习打下基础,若想在一开始就完成所有的表象储备是不太现实的,从效果上来讲也不可取。在逐步深入的学习中还要跟随不同的学习内容继续增加表象储备。
二、投影理论知识储备
在具备一定的表象储备后就可以进行投影理论储备。正投影理论与我们平时看东西或照相时采用的方法不一样,即在图学中要用不同的方式去看物体了。这一理论又称画法几何学,难度不大,重点也不在于理论的证明,而是要运用理论知识想象出空间、平面的对应关系。若立体几何已有一定的基础,那么对这部分理论的学习和空间想象力的培养将会大有帮助。
空间与平面间的相互转换是图学中两个最基本的转换。空间向平面的转换,先把物体向三个互相垂直的投影面进行投影,可在课堂上用板擦进行形象的演示,黑板加两本书(或三面墙)作为三个投影面,先把板擦的投影分别画到三个投影面上,然后把书旋转到与黑板在同一个平面上,让学生熟悉这种投影面的变化,将有助于理解“三等关系”的由来。接下来通过最简单的点的三面投影来训练学生从空间向平面转换的能力,然后就可以直接让学生练习点的“二求三”的投影题目。另一方面,给定点的三面投影,让学生根据点的投影规律来想象一下空间的点的位置关系,这种看似很简单的练习实际上就是培养看图的基本功,也是提高空间想象力的最简单的练习。
清楚点的投影以后,线、面的投影可分别看做两个点和不在同一直线上的三个点的投
影,立体的投影转化成一组点、线、面的投影,而机件的投影可看做一个立体组合的投影。在画视图时可以依据这个原理去画,只是有些抽象,在实际训练时还是多用具体的题目去讲解,让学生在听课和练习中逐渐理解、运用这个原理。在这一部分,空间向平面转换是主要的,让学生清楚空间物体的平面投影;适当的进行简单的平面向空间的转换训练来提高空间想象力是有益的,既提高了学生的兴趣,又为后面的学习打下基础。
这部分的难点是画出立体的截交线和相贯线的投影,为能准确画出投影,除了掌握找交点和找特殊点、一般点这些基本的作图技巧外,学生能否想象出截交线和相贯线的形状也是很关键的。这就用到表象储备,为进一步增加学生的表象积累,可以让学生自己动手削出不同立体的截交面,加深对截交面、截交线的认识;对于圆柱相贯的相贯线,可观察水管或暖气管道的连接处。课堂上,挂图或逼真的轴测图都是表象积累的有效途径。有条件的话建立一个有各种相贯线和截交线的立体模型的实验室供学生参观学习也是不错的方法,除此之外还可去参观一些相关的工厂。
三、空间想象力的攻坚阶段---画图和读图
经过前面两个阶段的准备就可以进行画图和读图训练了,它们是图学教学的重点。在这部分,学生一定要掌握形体分析法,这是一种化繁为简的有效方法。在画图时逐渐学会用形体分析法去画出三视图,有的学生采用的是逐个画出三个视图,可让学生自己与课本上讲的方法进行比较,决定孰优孰劣。在讲完相应的画法步骤和进行简单的画图训练后,最好给学生一个实际的简单机件,让学生自己去系统的完成测量线段长度、选图纸、布局、选主视图、画底稿、描深,然后交换图纸看能否看出对方的图形来。这样的训练很费时,但这样的训练哪怕只有一次,学生也会受益匪浅;老师要及时的进行指导。
读图是画图的逆过程,根据平面投影构想空间形体,这里没有空间想象力是绝对不行的。为了提高学生的读图能力,单靠黑板和挂图是不够的,至少要用一些模型和多媒体。用多媒体进行看图的教学时,给出三视图让学生想象空间图形时,一定要给足学生充分的思考想象时间,然后再给出立体图形,这样才会给学生眼前一亮、豁然开朗的感觉,既能够使学生认识到自己想象时不太清晰的地方,又能让学生产生非常深刻的印象,进一步丰富表象储备。如果不用多媒体,适时的呈现代表三视图的模型也会产生理想的效果;时间充裕的话可以让学生在课下用橡皮泥(不论是什么材料)造出给定的三视图代表的立体形状,这也可以很好的培养空间想象能力。
在画图和读图的练习中,选择的题目要精,每练习一个题目就要收到一个题目的效果。
四、空间想象力的巩固和提高——选择最佳的表达方案
具备了画图和看图的基本功和一些机件的常用表达方法后就可以进行灵活的绘图了。这一部分的主要任务就是如何给出机件的合适的表达方案。比较可行的方法是给定机件分组实训,要求每个小组每人先给出一套表达方案,然后大家共同讨论各人方案的优劣,在讨论中认识到自己想象方案的优点或不足之处,最后给出最佳方案,老师给予必要的指导。经过几次这样的训练,学生会在选择表达方案上有较理想的提高。
五、结束语
经过上面四步循序渐进的训练,学生应基本可以画出完整、简洁的视图来。这门课的特点决定了学生在系统的掌握一定的理论后要多实践,这最终决定了每个人的制图水平。
参考文献:
[1] 叶琳,邱龙辉,程建文.工程图学基础教程[M].北京:机械工业出版社,2004(第二版).
[2] 任务军. 制图教学中培养学生空间想象能力的一些思考[J].科学教育家,2008,(6):93-94.
[3] 欧阳红.制图教学中学生空间想象力的培养[J].长江工程职业技术学院学报,2007,24(3):79-80.
[4] 谢瑞春.如何培养学生提高读图能力[J].职业教育研究,2007,158-159.
关键词:工程图学 画图 读图 空间想象力
中图分类号:G642文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2010)04-118-01
工程图学是机械类和电子类专业的一门专业基础课,要学好这门课就必须完成画图与读图这两个重要的任务,而画图和读图都离不开空间想象,离不开对空间形体的分析和表达,实质上就是要培养学生对空间形体的想象能力、分析能力、表达能力,这三种能力是彼此关联、相互促进的,空间想象能力是它们的核心。如何系统扎实的提高学生的空间想象能力就成为一个突出而重要的问题。结合教学实践,认为按照下面的四步来进行将是一个可行的方案。
一、表象储备
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!在开始的阶段,要尽量给学生直观的印象,然后再逐渐抛弃具体的实物,即在头脑中要先储备一定的表象,如立体的截交线等。表象的储备将有助于空间想象力的培养。在开始学习这门课的时候就要引导学生在生活中留意观察;象观察水管或暖气管道的连接处交线的形状,树的侧枝与主干连接处是什么样子的?引导学生去储备尽量多的表象,为后面的学习打下基础,若想在一开始就完成所有的表象储备是不太现实的,从效果上来讲也不可取。在逐步深入的学习中还要跟随不同的学习内容继续增加表象储备。
二、投影理论知识储备
在具备一定的表象储备后就可以进行投影理论储备。正投影理论与我们平时看东西或照相时采用的方法不一样,即在图学中要用不同的方式去看物体了。这一理论又称画法几何学,难度不大,重点也不在于理论的证明,而是要运用理论知识想象出空间、平面的对应关系。若立体几何已有一定的基础,那么对这部分理论的学习和空间想象力的培养将会大有帮助。
空间与平面间的相互转换是图学中两个最基本的转换。空间向平面的转换,先把物体向三个互相垂直的投影面进行投影,可在课堂上用板擦进行形象的演示,黑板加两本书(或三面墙)作为三个投影面,先把板擦的投影分别画到三个投影面上,然后把书旋转到与黑板在同一个平面上,让学生熟悉这种投影面的变化,将有助于理解“三等关系”的由来。接下来通过最简单的点的三面投影来训练学生从空间向平面转换的能力,然后就可以直接让学生练习点的“二求三”的投影题目。另一方面,给定点的三面投影,让学生根据点的投影规律来想象一下空间的点的位置关系,这种看似很简单的练习实际上就是培养看图的基本功,也是提高空间想象力的最简单的练习。
清楚点的投影以后,线、面的投影可分别看做两个点和不在同一直线上的三个点的投
影,立体的投影转化成一组点、线、面的投影,而机件的投影可看做一个立体组合的投影。在画视图时可以依据这个原理去画,只是有些抽象,在实际训练时还是多用具体的题目去讲解,让学生在听课和练习中逐渐理解、运用这个原理。在这一部分,空间向平面转换是主要的,让学生清楚空间物体的平面投影;适当的进行简单的平面向空间的转换训练来提高空间想象力是有益的,既提高了学生的兴趣,又为后面的学习打下基础。
这部分的难点是画出立体的截交线和相贯线的投影,为能准确画出投影,除了掌握找交点和找特殊点、一般点这些基本的作图技巧外,学生能否想象出截交线和相贯线的形状也是很关键的。这就用到表象储备,为进一步增加学生的表象积累,可以让学生自己动手削出不同立体的截交面,加深对截交面、截交线的认识;对于圆柱相贯的相贯线,可观察水管或暖气管道的连接处。课堂上,挂图或逼真的轴测图都是表象积累的有效途径。有条件的话建立一个有各种相贯线和截交线的立体模型的实验室供学生参观学习也是不错的方法,除此之外还可去参观一些相关的工厂。
三、空间想象力的攻坚阶段---画图和读图
经过前面两个阶段的准备就可以进行画图和读图训练了,它们是图学教学的重点。在这部分,学生一定要掌握形体分析法,这是一种化繁为简的有效方法。在画图时逐渐学会用形体分析法去画出三视图,有的学生采用的是逐个画出三个视图,可让学生自己与课本上讲的方法进行比较,决定孰优孰劣。在讲完相应的画法步骤和进行简单的画图训练后,最好给学生一个实际的简单机件,让学生自己去系统的完成测量线段长度、选图纸、布局、选主视图、画底稿、描深,然后交换图纸看能否看出对方的图形来。这样的训练很费时,但这样的训练哪怕只有一次,学生也会受益匪浅;老师要及时的进行指导。
读图是画图的逆过程,根据平面投影构想空间形体,这里没有空间想象力是绝对不行的。为了提高学生的读图能力,单靠黑板和挂图是不够的,至少要用一些模型和多媒体。用多媒体进行看图的教学时,给出三视图让学生想象空间图形时,一定要给足学生充分的思考想象时间,然后再给出立体图形,这样才会给学生眼前一亮、豁然开朗的感觉,既能够使学生认识到自己想象时不太清晰的地方,又能让学生产生非常深刻的印象,进一步丰富表象储备。如果不用多媒体,适时的呈现代表三视图的模型也会产生理想的效果;时间充裕的话可以让学生在课下用橡皮泥(不论是什么材料)造出给定的三视图代表的立体形状,这也可以很好的培养空间想象能力。
在画图和读图的练习中,选择的题目要精,每练习一个题目就要收到一个题目的效果。
四、空间想象力的巩固和提高——选择最佳的表达方案
具备了画图和看图的基本功和一些机件的常用表达方法后就可以进行灵活的绘图了。这一部分的主要任务就是如何给出机件的合适的表达方案。比较可行的方法是给定机件分组实训,要求每个小组每人先给出一套表达方案,然后大家共同讨论各人方案的优劣,在讨论中认识到自己想象方案的优点或不足之处,最后给出最佳方案,老师给予必要的指导。经过几次这样的训练,学生会在选择表达方案上有较理想的提高。
五、结束语
经过上面四步循序渐进的训练,学生应基本可以画出完整、简洁的视图来。这门课的特点决定了学生在系统的掌握一定的理论后要多实践,这最终决定了每个人的制图水平。
参考文献:
[1] 叶琳,邱龙辉,程建文.工程图学基础教程[M].北京:机械工业出版社,2004(第二版).
[2] 任务军. 制图教学中培养学生空间想象能力的一些思考[J].科学教育家,2008,(6):93-94.
[3] 欧阳红.制图教学中学生空间想象力的培养[J].长江工程职业技术学院学报,2007,24(3):79-80.
[4] 谢瑞春.如何培养学生提高读图能力[J].职业教育研究,2007,158-159.