如何培养中职生的空间想象和思维能力

梁伟泉

摘 要：《机械制图》的内容都是围绕绘图和读图展开，而且知识内容抽象、难懂，要正确地绘图和识读图样，就要具有一定的空间想象和思维能力。本文就如何培养学生的空间想象和思维能力进行一番探索。

关键词：机械制图；空间想象；思维能力

中图分类号：G715 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2014）04-0108-02

《机械制图》的主要任务是培养具有一定的绘制和识读机械图样的能力，空间想象和思维能力以及绘图的实际技能。由于课程内容都是围绕绘图和读图，而且知识内容抽象、难懂，这就需要学生在学习过程中，不断进行边看书边动手画图的练习，加深对课文的理解和熟练掌握绘图方法。而绘图和读图与空间物体有很密切的联系，既根据立体绘图，又根据视图想象出物体的空间形状结构。因此，要正确地绘图和识读图样，就要具有一定的空间想象和思维能力。那么，如何培养学生的空间想象和思维能力呢？

一、看实物和轴测图，在头脑中初步形成物体的空间形状

人们在日常生活中经常接触物体——立体空间形状，对其形状结构已有些了解，故从其具体物体入手进行空间想象能力培养。教师可出示实物，让学生认真观察和思考物体的空间形状结构，并将所观察到的各部分形状综合起来想象成整体形状。即立体是由什么基本几何体进行切割或叠加而成，凹凸情况如何？切割类物体的相交线形状如何；叠加类物体的各组成部分的相对位置及表面连接关系怎样？在观察过程中，逐渐将实物形状结构默记在脑中。为了加强学生对实物与立体图联系的了解、掌握，在出示物体（实物）的同时，并出示物体立体图，从而使学生明确立体图中各位置与放置物体的关联，增强自学能力。

如在棱柱的教学中，将正六棱柱模具放置在桌面上，先让学生观察棱柱由哪几个面组成，是平面或有曲面，各个平面的形状大小如何？并板书此位置的立体图。然后与学生一起讨论正六棱柱如何构成，各平面、线的空间位置，是由两个全等的正六边形底面和六个全等矩形所构成的，正六棱柱底面与棱面相垂直，棱线垂直于底面，使学生在头脑中初步形成正六棱柱的空间形状。又如镗刀头部，让学生仔细观察和思考，什么位置缺口，形状如何？其基本几何体是什么？用了什么平面去切？然后叫学生讲述镗刀杆头部形状：圆柱体用两个侧平面和两个水平面挖成四方孔。

二、去物体，想象实物的具体空间形状

绘图和阅图常常在没有物体或轴测图的情况下进行的，需在人的头脑中想象立体。

在观察了解其形状结构的基础上去掉实物，根据观察结果，在头脑中想象出物体的实际形状，好似有一真实物体在眼前一样。如要求学生闭上眼睛，想象刚才所放置的正六棱柱的形状结构，心中始终记住一个实物（正六棱柱），好象有一物体被你看到，上下两个全等正六边形都平行于地面，另外六个全等矩形（棱面）分别竖立在正六边形各边上围成一个封闭空间，并想象出各棱面和棱线的相对位置等。

三、根据头脑中想象的立体，想象其对应视图的形状特点

在头脑中正确想象物体的空间形状结构的基础上，假设从三个方向去看物体，将会看见哪些面和线，以及什么位置出现缺口或凸部，如何缺或凸出来的，从而得到物体的三视图。

如对称中心位置竖直的正六棱柱：①从上向下看，只看到上底面（正六边形），故俯视图为一个正六边形，反映上下底面实形，其余六个侧棱面刚好与投影线（视线）对齐，与正六边形边线相重合；②从正面看，只看见三个侧棱面，故主视图中，就有三个粗实线线框，其余5个刚好与此三个线框相重合；③从左向右看，仅看见两个侧棱面，其余6个与之相对称，故左视图为两个粗实线矩形线框。

又如镗刀杆头部：①从上向下，只能看到圆柱的上底面，俯视图为反映底面圆的实形，方孔不可见，要用虚线表达出来；②从正面看，经方孔直接看到后面，故主视图中间矩形线框中只有细点划线；③从侧面看，想象由于开方形孔，实质上就是将一部分圆柱面切去，即把圆柱面的最前、最后轮廓线切去一小部分，则看到方孔位置处的尺寸比其余位置向轴线方向凹入（矩形凹入），所以视图中上下大、中间小，且方孔内表面不可见部分用虚线来表达。

四、画出视图，并与立体相对照，在头脑中形成图形应对应其立体形状

既然立体的视图已在头脑中形成，就按照图形特点画出三视图。观察图形，并与想象的立体相对照，具体缺口，凸部形状与图形特点，从而培养其从图形想象出立体形状结构的能力。

五、由视图想象物体的形状结构

在牢固掌握各基本几何体的投影图特征的基础上，进行由视图想象物体的形状结构。

利用形体分析法和线面分析法，将视图分线框，分清各组成部分，再将各部分的形状与基本几何体的视图相对照把物体的形状结构想象出来。切割类物体，根据视图形状特点与各基本几何体投影图形特征相对照，找出未进行切割时的形体，并在头脑中想着其结构（或画出其立体图），再用完整基本几何体的投影图形逐个视图对照，弄清什么位置缺，如何缺（利用线面分析法分析缺口用什么位置平面去切），在头脑中形成新立体（最好根据想象结果画出其立体图）。最后进行视图与立体图相比较，检查想象的正确性。

参考文献：

[1]夏华生.机械制图（第二版）[M].北京：高等教育出版社，1988.

[2]王幼龙.机械制图[M].北京：高等教育出版社，1991.

[3]劳动部培训司.机械制图（第三版）[M].北京：中国劳动出版社，1994.

[4]劳动部培训司.非机械类机械制图（第二版）[M].北京：中国劳动出版社，2007.

[5]王晓萍.直线段的投影[J].职业技术教育，1999（3）.

责任编辑 何丽华