机械制图中空间想象力的培养

秦利萍

(武汉工程职业技术学院,武汉 430080)

机械制图中空间想象力的培养

秦利萍

(武汉工程职业技术学院,武汉 430080)

机械制图的主要任务是培养学生的识图和绘图能力，其重点是建构学生的空间想象能力.从基本投影关系中建立平面关系，二维空间的绘图中强化相互位置关系，运用轴测图构建空间三维位置关系，一题多解发散思维等四个方面提升学生的空间想象力，以期获得良好的教学效果.

机械制图； 正投影； 空间；想象力

0 引言

2014年湖北省高职四批二的分数线下滑至历史最低——180分.由于高中生源数量连年递减，进入高职院校学生的整体素质也在下滑.对于机械类的学生而言，机械制图是一门重要的专业基础课，是后续专业核心课程中不可缺失的环节.目前机械类专业是文理兼收，更增加了教学组织的难度.机械制图的主要任务是培养学生的识图和绘图能力，其重点就是建立学生的空间想象能力，即根据二维图形可以想象出三维空间实体，这就要求学生具有较强的空间想象力，也就是重构空间想象力并提高读图的能力.对于理科学生而言，空间想象力相对较容易，毕竟在高中学过立体几何的知识，有一定的领悟能力，但整体而言，仍需要进一步加强空间想象力的培养；对于文科学生而言，更需要重构空间的知识.

机械制图的第一部分能够理解机械制图的基本知识，如书写汉字、字母和数字，图线、尺寸标注、圆弧连接、椭圆、斜度、锥度与圆的内接多边形的画法，以抄画为主，培养基本绘图素养.第二部分掌握正投影规律，即点、线、面三面投影规律.第三部分掌握基本立体投影，如平面立体(正棱柱和正棱锥)和曲面立体(圆柱和圆锥)的三面投影.第四部分能够理解立体表面的交线的求法，如平面立体截切、曲面立体截切、组合回转体截切和简单立体相交的相贯线等.第五部分会画轴测图，特别是正等轴测图画法，了解斜二等轴测图画法.第六部分掌握组合体的知识，已知两个视图会求第三个视图.第七部分掌握机件基本表达方法，如基本视图、剖视图、断面图、规定画法和简化画法等.第八部分理解标准件与常用件的画法，如螺纹、螺纹连接画法、螺纹标注、螺纹紧固件的连接画法、齿轮画法、键和销连接的画法.第九部分会读和画零件图.第十部分会读装配图[1]25-52,[2]27-36.

1 基本投影关系中建立平面关系

作为一名制图老师，自身必须具备丰富的空间想象能力，在教学组织中从学生的实际情况出发，由浅入深，循循善诱，改变学生被动学习的局面，以学生为主体，教学围绕学生的认识能力展开.掌握点、线、面投影规律，是后续识图和绘图的基础.两个点确定一条直线，两条平行或相交的直线确定一个平面.基本投影关系最终落在点的投影关系上：长对正、宽相等、高平齐.如重影点判断，点的空间坐标(X、Y、Z)有两个坐标相同，才会出现在具有相同坐标平面上的重影，坐标大者是可见的，通俗讲即上、前、左者可见.直线投影中重点突出平行线、垂直线和一般位置直线三者的区别，如平行于某个平面的直线，在该平面上投影反映实长的斜线，在其余两个平面上投影的长度小于实长；垂直于某个平面的直线，在该平面上投影积聚为一点，在其余两个平面上反映实长，垂直于相应的投影轴；一般位置直线在三个面上的投影均为小于实长的斜线.平面投影中重点突出平行面、垂直面和一般位置平面三者的区别，如平行于某个投影面的平行面，在该平面上显示面的实际形状，其余两个投影面上积聚为两条直线；垂直于某个投影面的垂直面，在该平面上积聚为一条斜线，其余两个投影面上为缩小的平面类似形；一般位置平面在三面的投影均为缩小的平面类似形.

2 二维空间的绘图中强化相互位置关系

基本立体投影中，由简单的平面立体投影向较复杂的曲面立体投影过渡，结合高中立体几何的知识，由浅入深.利用POR/E软件，进行实体建模，旋转不同的角度，让学生有感性认识.可将三维实体模型导出为二维的图纸，由立体到平面，可以清晰、直观地表达出每个形体的形成过程及其形状和投影的关系.在组合体识图讲解中，运用形体分析法和线面分析法，教学重点可放在形体分析法上，将多媒体技术引入课堂教学，激发学生追求高新知识的兴趣，拓展知识的深度和广度，使学生在二维和三维空间反复思索加深印象，有助于培养空间想象力.

3 运用轴测图建构空间三维位置关系

在教学过程中，教师可根据不同的内容，相应地穿插讲授轴测图，使学生学会灵活运用轴测图，构建三维空间模型，从而补画第三视图或所缺的线条.从基本几何体入手，一直延伸到零件图.在轴测图上直接判断点、线、面的投影特性，为后续读零件图和装配图打下基础.在学习组合体知识部分，利用轴测图，以增强学生的空间想象力.在教学中突出重点、突破难点，加强互动，在讨论中构建三维的空间关系.

4 一题多解发散思维提升空间想象力

为激发高职学生主动学习的兴趣，在制图教学中应注意精选例题、一题多解、举一反三，以开拓学生的视野，培养其空间想象力.在讲授基本组合体视图时，可以根据具体情况，给出一个主视图和俯视图，想象出四种或更多不同的左视图，经过这种拓展的训练，可以发散学生的思维，从而提升学生的空间想象力.以图1组合体为例，主俯视图一致，但有4种不同的左视图，(a)有一个凹槽(大的正三棱柱中切割小正三棱柱)，(b)有一个凸起(大的正三棱柱上叠加正三棱柱)，(c)有一个半圆柱状槽(大的正三棱柱中切割小半圆柱)(d)有一个半圆柱状凸起(正三棱柱上叠加小半圆柱)；以图(2)组合体为例，主俯视图一致，也有四种不同的左视图，形式同图(1)的左视图，唯一不同之处是与三棱柱宽度相等的通槽或凸起；以图(3)组合体为例，主俯视图一致，也有四种不同的左视图，(a)在大的长方体上叠加一个小长方体，(b)在大的长方体上叠加一个小正三棱柱，最大的斜面向下，(c)在大的长方体上叠加一个小正三棱柱，最大的斜面向上，(d)在大的长方体上有一个半圆柱状凸起；以图(4)组合体为例，主俯视图一致，也有四种不同的左视图，形式同图(1)的左视图，唯一不同之处是与三棱柱宽度相等的通槽或凸起.

图1 组合体4种不同的左视图

总之，培养学生的空间想象能力，从基本的抄图开始，打好制图学习的基础，从掌握点的三面投影入手，到直线的三面投影，最后到面的三面投影的投影规律.由简单立体三面投影到复杂的组合体三面投影，利用轴测图拓展空间想象力，由理解机件表达方法、标准件与常用件的画法，到会读零件图和装配图，会画零件图，在一环一环地训练中提升学生的能力.

[1] 熊 飞. 机械制图[M].北京:人民邮电出版社,2012.

[2] 钱可强. 机械制图[M].北京:高等教育出版社,2011.

[责任编辑 迎客松]

Training of Space Imagination in Mechanical Drawing

QIN Liping

(WuhanEngineeringInstitute,Wuhan430080,China)

The main task of mechanical drawing is to train the students’ ability to identify the images and graphics, and the key is to establish the ability of space imagination of students. The four steps are establishing relationships plane projection from the basic relations, drawing two-dimensional space of the mutually reinforcing relationship between the position, using the three-dimensional position of the isometric diagram constructed space and making divergent thinkinga for a given problem. The aim is to enhance students’ spatial imagination to obtain the good teaching effect.

mechanical drawing; orthographic projection; space; imagination

2015-01-16

秦利萍(1972- )，女，陕西华县人，武汉工程职业技术学院助理讲师，主要从事机械制图研究。

1671-8127(2015)02-0076-03

TH126-4

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