谈如何培养学生的创新意识【谈如何培养学生在《机械识图》中的空间想象力】

　　摘要根据职业中专学生空间想象能力较差的情况，为提高学生的空间想象能力，提出了有关如何培养学生的空间想象能力的方法：（1）对学生进行空间基本形体的绘制；（2）要求学生自制空间木质模型；（3）利用水果、蔬菜制作空间模型；（4）将美术内容渗透到机械识图中来。这些方法在整个教学过程中起到很重要的作用，对学生的空间思维方法培养具有很大意义。
　　关键词《机械识图》 空间想象力 培养方法
　　中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1002-7661(2011)08-0067-02
　　
　　空间想象力在《机械识图》学习中非常重要，它是学好《机械识图》的前提和基础，同时，培养学生的空间想象力，对提高学生的头脑灵活程度，思维敏锐性，考虑方式的科学性等都有很大的促进作用。
　　自然界的一切形体，无论是简单还是复杂，只要它是立体的，都必然是由前后左右上下6个方向不同的基本面组成。在各种形体中，立方体的六面体形象最为规范、单纯、明确，因此也就最为典型，对立方体的研究和表现也具有以简代繁的特殊意义。
　　《机械识图》是工程界的技术语言，是一门非常重要的专业基础课。通过机械识图，提高学生识图、读图能力，是机械专业教师的基本任务。而想学好机械识图，没有较好的空间想象能力很难学好该学科。那么，如何有效地培养学生的空间想象能力和空间思维能力？
　　一、对空间基本形体绘制，培养学生的空间想象能力
　　首先，对基本形体包括球体、柱体、锥体、方体等认识。研究基本形体是培养学生认识物体的形态和表现物体形态的能力。教学过程是：由空间到平面，再由平面到空间的思维方法。但由空间到平面对基本形体是一个比较简单的过程。而由平面到空间的教学过程是一个比较复杂的过程，在教学当中的各种渗透起着很重要作用。例如一个简单的主视图为正方形或半圆形，让学生想象它会是一个什么样物体？如图1两个基本形体让学生展开自由的空间想象。笔者先问了正方形：
　　有的同学说是一个正方体；有的同学说是圆柱体；还有的同学说是一个三棱柱；还有的说是四棱柱等等。接着笔者又问了那半圆形呢？有的同学说是一个半球；有的同学说是一个馒头；还有的同学说是水泡；还有同学说是刚爬上墙头的小和尚的头；还有好多同学也说了不同的物体，有的物体超出正常的思维范畴。我们教师一定要肯定学生的思维方法，这样学生的发言积极性就高了，内容也就丰富多彩，思维也灵活，学习积极性很高，学习的主动性很强，课堂气氛活跃。
　　主视图为一个圆形，它会是什么物体？如图2
　　有的同学说是篮球；有同学说是铅球；有的同学说是汤圆；还有的说是圆柱体。好多例子如图2、图3、图4让同学们去理解、去认识、去想象，加深学生对基本形体结构的初步了解掌握，对点、线、面的把握，从而达到对形体二维空间过渡到三维空间的理解，形成初步空间感觉，为进一步培养空间想象能力打下基础。
　　其次，对基本形体的组合体的空间思维方法。如图5、图6、图7的主视图来想象空间物体形态。同学们非常活跃地说出物体的结构，而且想象出了许多不同形状的物体。了解组合体是由哪些基本形体组成，是通过基本形体的叠加还是切割而成，让学生想象分析，获取复杂形体的三维空间想象力，增强空间判断力。
　　二、要求学生自制空间立体木质模型
　　在现实生活中，好多物体空间造型结构，都具有点、线、面、块等材料构成的特点。而日常生活当中的机械零件则是以铁、铜、铝等金属或非金属为材料，经过锻造、铸造、车、铣、刨等复杂操作，才能构成一个完整的空间立体零件。而对学生进行自制模型的锻炼，既具有操作简单，取材方便，又具有持久性的特点，能进一步使学生了解平面图形与立体图形的关系，举一反三，增强学生的空间想象能力。
　　通过学生的自制模型操作，拓展立体空间的思维能力。那么，教师应如何安排学生的实体模型的操作呢？
　　第一步，让学生制作简单的基本形体的空间模型。而且是一些比较有规则的模型，它们一般是由直线、平面、圆弧面等组成。可以自己进行组合运用，也可以与他人进行组合运用。这样就可以个人与个人、个人与群体的组合，如图8。创造良好的学习环境和学习氛围，积极调动学生的学习主动性，使学生对基本形体的形态结构有直观的印象和记忆，在思维空间中有一定信息量，立体信息量储存得越多，使用时提取的立体形象也就越多，空间思维能力就越强。这既是丰富学生感性认识的过程，也是形象思维的培养过程。
　　第二步，让学生制作比较复杂的空间模型，并绘制出二维的平面图形。思维活跃的同学能想象出丰富多彩的空间立体模型，能够展示自己自由驰骋的想象力。头脑比较封闭的同学只能想象出相对简单的模型，但它也能推动着他的思维，渐渐地，他也发现自己的想象力活跃起来，再加上教师的提示和引导，学生头脑中与生俱来的归纳能力往往被激发，创造出各种形体，如图9、图10。由此可见，让学生用木材制作复杂的空间模型，可激发学生无穷的创造思路，具有广阔的空间想象力，能满足学生表现个性的需要，更能发挥学生纯粹空间的想象，强化空间思维，促进对空间形体变化的理解。
　　三、利用学生日常生活中的水果、蔬菜
　　在日常生活当中，水果、蔬菜是大家每天都接触到的，利用它的便利之处，让学生随意发挥个人的空间想象力。水果、蔬菜有着独特的质感、空间的色彩吸引着同学们的兴趣，因它在制作上采用的工具比较简单，只需一把小刀就够了，而且能随意地创造出自己想象到的空间形态。增添了学生的学习兴趣和爱好，让他们体验到大自然的美，更不会感到学机械识图的枯燥感和单调感，让他们真正体验到机械识图具有的丰富内涵。
　　四、利用美术渗透到机械识图中，培养学生的空间想象能力
　　将美术内容渗透到机械识图中来，可促进机械识图课教学目标和任务的完成。原因一是由于学生在艺术活动中孕育出来的学习动机迁移到各个学科的学习活动中去，发展学生的学习兴趣，焕发学生学习的内驱力，提高学习效率和学习质量。二是充分利用审美活动的形象性，启迪学生思维，发展学生以思维力为核心的全面智力，让学生学会思维，提高学生的思维质量。机械教师在美术教师传授和启发学生制作泥塑的基础上，摆出几组视图，如图11、图12、图13等，让学生自由选择想象物体立体图，再用捏泥或橡皮泥进行操作，逐渐形成实物。学生往往在玩泥巴过程中，既获得愉悦的情绪，又激发了积极思考能力。于是，物体立体图形就在学生比较和切削中形象地展现出来，学生的空间想象能力就自然而然地得到培养。学生则会逐步建立起三种造型意识：图像意识、实体意识、空间意识，提高学生的视觉表达能力和空间感觉能力，逐步形成在识图时将复杂形体分解成简单形体来投影作图和读图的思维方法。如在《机械识图组合体投影》的这一章节里，由于有了对基本形体组合的透彻了解，学生就会以组合体的组成形式为思维线索，将组合体分解成若干个基本形体，再分析它们是采用叠加、截割还是两者兼用的综合形式组合的，继而分析它们的连接方法是相贴、相切还是相交。若是相贴，要分清是否平直；若是相切，则切点何在；若是相交，交线又有何特性。由此归纳出将复杂形体分解成简单形体，弄清这些基本形体的形状、相对位置、组合形式以及表面连接的关系，然后把它们再组合在一起成为一个整体的思维方法，即形体分析法。实践证明，若能把美术内容渗透到机械识图中去，能培养学生想象空间能力，增强学生读图、作图能力。
　　在机械专业增添一些美术教育，可增强学生的空间思维能力，进一步调动学生学习识图的积极性，可促进学生识图、读图、作图能力的提高，对促进机械识图课的顺利进行和取得良好的教学效果有很大的作用。
　　总之，要以学生为主体，注重对学生的引导和启发，充分调动学生的学习积极性和主动性，激发学生的注意力、兴趣和求知欲望，通过多种形式的教学方法，培养学生的观察力和想象力。在授课中精讲多练，注意检查学生大脑中对基本体及简单组合体与图样的库存，促使他们多记、多想、多练，通过这几方面的努力，学生的读图能力将会得到很大的提高，学习起来轻松，有兴趣。同时，也可采用多媒体辅助教学，演示各种作图过程，利用多媒体中所安装的计算机辅助设计（CAD）软件，对作图、设计对象进行多角度、多层次展示，增强学生的空间想象力，从而更好地掌握《机械识图》这门专业基础课，为以后学好专业课打下坚实的基础。
　　
　　参考文献：
　　[1]何雪涛，汪建华.机械制图[M].高等教育出版社，2008.
　　[2]浙江省教肓厅职成教教研室.机械识图[M].高等教育出版社，2009.
　　（责任编辑刘红）
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文