机械制图—空间想象能力培养的思考

施忠健

【摘要】机械制图是技工学校机械类专业学生的必修课程，识图能力是本课程教学的主要目标。本文通过视图中 “六向”方位对应关系、基本几何体投影特征和组合体识图方法来阐述从制图基本知识和教学方法两方面来着手培养学生的空间想象力和识图能力。

【关键词】机械制图 空间想象力 培养

【中图分类号】TP378.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）43-0201-01

技校学生大都是初中毕业生，加上生源基础差，学习能力不足的特点，在机械制图课程识图能力方面是非常弱的。

识图，就是根据平面图形，在头脑中转换成空间立体形状的过程。提高学生的空间想象力，提高识图能力是职业学校制图教学的主要教学目标，通过教学实践，个人认为应从制图基本知识和教学方法两个方面为抓手。

一、关于制图基本知识

图线。任何图形都离不开图线，图线是构成图形的基础。教学过程把各种基本图线的画法及用途，向学生讲清楚，学生在读图过程中才明确每条图线的含义。

例：粗实线—可见轮廓线；虚线—不可见轮廓线；细实线—尺寸线，尺寸界线；点画线—中心线，等等。

三视图的形成和展开。在开展此内容教學时，三面投影体系演示是关键，强调“六向”在平面视图中的“方向”、“位置”。此部分内容看似简单，但从教学实践体会到，学生存在不同程度弄不清“方向”，也就是上、下、左、右、前、后在不同投影面上的位置分不清。“六向”没有掌握好，严重影响学生的识图能力。因此在讲解这部分内容时，以立体模型和三面投影体系反复讲明立体上“六向”在平面图中的“方位”。

掌握规定画法和简化画法。在机械制图中，按正投影的方法作图，是最基本的作图方法。此外还是规定画法和简化画法，要讲明各种规定画法与简化画法的区别。例如：在规定画法中，沿对称平面剖开的 “肋”与相邻部分结构，是以粗实线为界的。并且剖开的 “肋”不画剖面符号；不对称分布的“肋”在剖视图上按“对称”画出。又如：螺纹的大径和小径，齿轮的轮齿部分的顶圆与根圆，它们都没有按投影的方法把螺纹和各处的 “牙”和齿轮的每个齿形逐个画出，而是按规定画法来画，否则为错。但是，简化画法则不然，例如：轴或者轴套上的小穿孔、键槽，它们可以按投影画出弧形相贯线或截交线，也可以简化成直线。可以简化也可以不简化画出。

机械制图基本知识是识图的基础，反复讲，反复练，才能引起学生重视。

二、教学方法

制图课程集原理和操作一体。教学方法应以直接面对面教学为主，辅以立体模型，多媒体手段，有助于提高学生的空间想象力，以快速达到由平面图形在头脑中转换成立体形状的能力。

1.基本体投影。在讲基本几何体投影时，同时把轴测图画法结合在一起进行讲解，就是先用立体模型画三视图，在巩固“六向”加深理解的同时，再利用刚画出三视图画轴测图，再用轴测图对照模型，这样做，能使学生加深对三视图的理解，提高了学生根据三视图想象立体形状的能力。

2.组合体投影。应首先向学生说明：“组合体的投影，实际上是把组成组合体的各个基本几何体的投影，按照三视图中的相对位置再组合”。

组合体由两个以上基本几何体组合而成。基本几何体投影特征是组合体识图的前提。读图时，首先把已知视图通读一遍，整体上对图形有个全面了解，确定组合体类型是叠加类、切割类还是综合类。

对于复杂的组合体视图，采用形体分析的方法，先在一个视图中按线框分解为几个相对的基本部分，运用三个视图之间的投影关系把其它视图中线框联系起来，逐一考虑各个细节，分别想象出各部分的形状和所在的位置，再综合起来像整体的结构形状。

例（图一）：

用形体分析法，按线框，找关系，大致可分为三部分：1.底板、2.前立板、3.后立板——三个长方体。

（图一）

（图二）

分析思维过程：

（1）总体观察（图三）的三视图，在主视图中线框1′，运用主、左视图之间“高平齐”关系找左视图中的1〃图框、又运用主、俯视图之间 “长对正”关系找到府视图中的1线框。这样，三个视图的对应的线框就找到了，三个线框是长方形（先不考虑主视图上的缺口），按照基本几何体的投影特征，可以想象出后立板是个长方体（图二）中的“后立板”，再观察主视图上1′框上方有个长方形缺口，缺口对应左视图1〃顶端长方形的图框、还对应俯视图后部中间长方形图框，按照基本体的投影特征，这三个图框不难想象出是一个长方形的空间缺口，见（图二）中的“后板截去部分”，不难想象出“后立板最后的形状”。过程：（图二）中后立板→后产板截去部分→后产板最后开状。

（图三） （图四） （图五）

（2）再看（图四），主视图中梯形图框2′。主视图中的梯形的上底线与下底线（虚线）对应左视图中的前、上部分图框2〃、对应俯视图的前部图框2，可以想象成是一个长方体，截去左右两个上角所形成的立体形状。（图二）：前立板截前→前立板截去部分→前立板截后。

（3）最后观察（图五）主视图中虚线下的长方形图框3′，对应左视图中下方长方形图框3〃，又对应俯视图中最大的长方形图框3，可以想象出是个长方体形状：（图二）中底板。

形体分析同时还要结合运用线面分析法，要注意点、线、面的投影特性，分析视图中的每条线及每个线框的含义及空间位置。

视图上每一条线的可能三种含义：

（1）表面交线的投影；

（2）具有积聚性面的投影；

（3）曲面外形线的投影。

视图上一个封闭的线框的含义：

（1）可能是平面的投影；

（2）可能是曲面的投影；

（3）平面与曲面相切的投影；

（4）孔的投影。

看图的步骤总结：

（1）初步了解

根据形体的一组视图，初步了解它的大概形状，并按形体分析法分析它由哪几个部分组成，它们的组合形式及表面连接处关系。

（2）逐个分析

采用面、线分析法，把线框适当地划成几块，用对线条找关系的方法，想角出各线框的形状，逐个看懂。在讲解时，要辅以立体图形，使学生能直观地看到各部分的组成形状，这样能加快学生立体感的建立。

（3）综合想象

根据初步的概括了解，想出各部分的形状和它们的相对位置，综合起来想象出整体的形状。在讲解时随时用立体图表达想象的形状。