制图教学中学生空间想象能力培养探析

程例

摘 要：培养学生的空间想象能力是机械制图教学中的重点，更是难点。破解难点应基于空间想象能力之本质，结合现实条件下学生的自身特点，以投影转化规律为基础，以丰富的感知材料为依托，以灵活务实的教学方式为抓手，将讲练结合、实践至上、分层实施等有机整合在一起，最终达到提高学生制图能力的目标。

关键词：空间想象能力？感知材料？讲练结合？实践至上？分层实施

机械制图是中等职业技术学校机电类相关专业的一门重要技术基础课，其教学目标是培养学生的绘图能力、识图能力及空间想象能力。将空间的机器零件在图纸上用各种图形表达出来，属画图过程，依附于绘图能力；根据平面图形分析出机器零件的空间结构形状，则属看图过程，依附于识图能力。贯穿在这两个目标之中的主线就是空间想象能力，可见培养学生的空间想象能力是制图教学中的核心所在。

在机械制图学科的教学过程中，很多老师都有这样的感觉：培养学生的空间想象能力实在太难。如何突破难点，需要我们认真研究。

一、空间想象能力之本质

空间想象能力，一般认为是，形成客观事物的大小、形状、位置关系的表象以及对其进行加工、改造、创新的能力。空间想象能力是人类认识现实世界空间不可缺少的能力因素。对《机械制图》来说，空间想象能力则是指准确构建空间形体与视图之间的对应关系，并在此基础上进行空间分析的能力。

从本质上来看，空间想象能力是一种“形象思维”能力。其构建的前提是充分的表象积累之上的综合分析能力；其构建的过程是在实现“物→图”转化的反复训练中逐步形成并提高的。由此看出，识图和绘图是彼此关联的有机整体，绘中有识，识中有绘。具备了一定的识图能力才能正确选择表达方式并绘制图形；具备了一定的绘图能力才能充分认识图形所对应的空间形体结构。

培养学生制图空间想象能力，当以构建形体的空间表象为基础，以识图与绘图训练为载体，并在实际教学过程中实施积极有效的方法，循序渐进，逐步深入，最终方能实现质的突破。

二、空间想象能力培养之途径

1.着眼基础投影理论的教学，掌握转化规律，为空间想象能力的建立创造条件

将空间形体用平面图形来表示，这本身就是一个矛盾。对初次接触这一问题的学生来说，由于他们没有立体几何相关的知识储备，空间概念难以迅速建立，故学习起来会感到困难。投影理论是《机械制图》的作图理论。它是研究把空间形体表现在平面上所建立的一系统原理，是空间形体与平面图形相互转换的“规则”与“纽带”。运用投影理论分析形体及图形的能力，就成为空间想象能力培养的首要任务。要培养学生牢固树立“正投影”的概念，以此为出发点透彻理解三视图的形成过程，掌握从形体到视图的转化方式，进而理解各视图之间的“三等”尺寸关系和“六向”方位关系。这两种关系是实现互换转化、形成制图能力的重要依据。从内容上看，此部分投影理论并不多，但它是实现三维立体到二维平面转换，树立空间概念并培养空间想象能力的一个重要的环节。

2.灵活运用感知材料，丰富思维表象，为空间想象能力的发展提供平台

空间想象能力的基础是空间表象，而空间表象是基于人对现实世界的直接感知与认识的。只有使学生获得较多的感性积累以丰富表象内容，才能构筑新的表象，发展空间想象能力。因此，灵活地选用直观感知材料是十分重要的。感知材料的类型很多，从工厂机器到实物模型，从直观图到幻灯片、挂图，包括现代教学中广泛采用的多媒体技术，都是建立感性认识的有效方式。不同的感知材料具有不同的特点及作用，教学中应根据课型内容灵活选择。要注意的是，感知材料仅是教学中的辅助手段，只能起拐杖的作用，目的是帮助学生走路，而最终必须去掉拐杖方能独立走路。

3.立足学生实际，有的放矢地开展教学活动，为空间想象能力的提高构筑通道

学生是教学活动的主体。只有从学生的现状出发，以学生的兴趣、内在动机为立足点，切实关注学生的情感体验，让学生主动参与课堂教学，这样才能充分调动学生主动学习的积极性，最终达到培养空间想象能力之目标。

（1）坚持“讲练结合”的教学模式。讲解与练习相结合是专业课教学的有效模式，也是培养学生空间想象能力的基本方法。教师在讲解过程中，应透彻把握教材核心，灵活选择教学方式，做到：精讲授课内容，着重于对重点、难点知识的剖析与探究，其中选择恰当的典型例题是教学中的重要环节之一。目前所使用的教材中，其例题的设计均不够合理，需要教师下大功夫进行重新设计。

（2）坚持“实践至上”的教学原则。让学生多实践，将动脑与动手结合在一起，这既是专业课教学的特色，也是培养学生空间想象能力的有效途径。职校教师面对的学生，文化基础薄弱，学习动力大多不足，尤其对理论性的知识普遍呈现“排斥”心理，但他们爱动手，实践能力并不逊色。结合这些基本特性，在教学过程中，应竭力为学生创造实践的机会，在不断的动手实践中，激发学生的学习兴趣，用持續获取的“成就感”来培养他们的自信心、不断发展空间想象能力。一方面，鼓励学生自己动手制作教具、模型，如制作三面投影板、切制实物泥型等。学生大多会表现极大的热情。在此基础上，可以分析制图投影的基本原理、绘制形体的三视图等，效果十分理想。另一方面强化板图训练。学生对绘制板图往往很积极，这既能提高学生的绘图能力，更能有效地培养学生耐心、细致的工作作风，对形成职业素养意义重大。另外，可组织学生去到工厂、车间进行参观学习，让学生更直观感受识图的过程及重要性。

（3）坚持“分层实施”的教学理念。分层教学、分层练习、分层辅导、分层矫正，这是新课程理念下素质教育的基本要求，也是培养学生空间想象能力的重要方式。在课堂教学中，可以针对学生的现状，适时选择分层教学方式，将教学要求置于各层次学生的最近发展区中，使教学要求与学生学习能力相适应，真正实现“因材施教”的教学目的。对于低层水平学生应采用“低起点、慢变化、多辅导、勤鼓励”；对于中层水平学生应采用“重基础、加变化、多练习、抓反馈”；对于高层水平学生应采用“小综合、多变化、快步走、高要求”，必要时可引用“小先生制”。 对于空间想象能力突出、位于高端层次的学生冠以“小先生”称号，让他们结对指导空间想象能力差、位于低端层次的同学。这种来自于同学的“教导”往往使他们易于接受，学习热情会逐渐高涨，空间想象能力也提高较快。而对于这些“小先生”来说，因获得老师、同学的认同，加上有“教导”的压力，学习也愈加认真，综合能力提升也愈加明显。

三、小结

空间想象能力的培养是一个长期的、艰巨的过程，需要我们有足够的耐心及智慧。在实际教学过程中，教师应牢固树立“以学生为中心”的理念，按照学生的现实特点探究空间想象能力建立、发展和提高的规律，紧紧围绕识图、绘图两个环节开展有效训练，用灵活、务实的教育教学方式促进全体同学不断提升空间想象能力，圆满完成制图教学的核心目标与任务。

（作者单位：安庆市第一职业教育中心）