秦利萍

(武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,武漢 430080)

機(jī)械制圖中空間想象力的培養(yǎng)

秦利萍

(武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,武漢 430080)

機(jī)械制圖的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖和繪圖能力，其重點(diǎn)是建構(gòu)學(xué)生的空間想象能力.從基本投影關(guān)系中建立平面關(guān)系，二維空間的繪圖中強(qiáng)化相互位置關(guān)系，運(yùn)用軸測(cè)圖構(gòu)建空間三維位置關(guān)系，一題多解發(fā)散思維等四個(gè)方面提升學(xué)生的空間想象力，以期獲得良好的教學(xué)效果.

機(jī)械制圖； 正投影； 空間；想象力

0 引言

2014年湖北省高職四批二的分?jǐn)?shù)線下滑至歷史最低——180分.由于高中生源數(shù)量連年遞減，進(jìn)入高職院校學(xué)生的整體素質(zhì)也在下滑.對(duì)于機(jī)械類的學(xué)生而言，機(jī)械制圖是一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)專業(yè)核心課程中不可缺失的環(huán)節(jié).目前機(jī)械類專業(yè)是文理兼收，更增加了教學(xué)組織的難度.機(jī)械制圖的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖和繪圖能力，其重點(diǎn)就是建立學(xué)生的空間想象能力，即根據(jù)二維圖形可以想象出三維空間實(shí)體，這就要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間想象力，也就是重構(gòu)空間想象力并提高讀圖的能力.對(duì)于理科學(xué)生而言，空間想象力相對(duì)較容易，畢竟在高中學(xué)過(guò)立體幾何的知識(shí)，有一定的領(lǐng)悟能力，但整體而言，仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)空間想象力的培養(yǎng)；對(duì)于文科學(xué)生而言，更需要重構(gòu)空間的知識(shí).

機(jī)械制圖的第一部分能夠理解機(jī)械制圖的基本知識(shí)，如書(shū)寫(xiě)漢字、字母和數(shù)字，圖線、尺寸標(biāo)注、圓弧連接、橢圓、斜度、錐度與圓的內(nèi)接多邊形的畫(huà)法，以抄畫(huà)為主，培養(yǎng)基本繪圖素養(yǎng).第二部分掌握正投影規(guī)律，即點(diǎn)、線、面三面投影規(guī)律.第三部分掌握基本立體投影，如平面立體(正棱柱和正棱錐)和曲面立體(圓柱和圓錐)的三面投影.第四部分能夠理解立體表面的交線的求法，如平面立體截切、曲面立體截切、組合回轉(zhuǎn)體截切和簡(jiǎn)單立體相交的相貫線等.第五部分會(huì)畫(huà)軸測(cè)圖，特別是正等軸測(cè)圖畫(huà)法，了解斜二等軸測(cè)圖畫(huà)法.第六部分掌握組合體的知識(shí)，已知兩個(gè)視圖會(huì)求第三個(gè)視圖.第七部分掌握機(jī)件基本表達(dá)方法，如基本視圖、剖視圖、斷面圖、規(guī)定畫(huà)法和簡(jiǎn)化畫(huà)法等.第八部分理解標(biāo)準(zhǔn)件與常用件的畫(huà)法，如螺紋、螺紋連接畫(huà)法、螺紋標(biāo)注、螺紋緊固件的連接畫(huà)法、齒輪畫(huà)法、鍵和銷(xiāo)連接的畫(huà)法.第九部分會(huì)讀和畫(huà)零件圖.第十部分會(huì)讀裝配圖[1]25-52,[2]27-36.

1 基本投影關(guān)系中建立平面關(guān)系

作為一名制圖老師，自身必須具備豐富的空間想象能力，在教學(xué)組織中從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，由淺入深，循循善誘，改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的局面，以學(xué)生為主體，教學(xué)圍繞學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力展開(kāi).掌握點(diǎn)、線、面投影規(guī)律，是后續(xù)識(shí)圖和繪圖的基礎(chǔ).兩個(gè)點(diǎn)確定一條直線，兩條平行或相交的直線確定一個(gè)平面.基本投影關(guān)系最終落在點(diǎn)的投影關(guān)系上：長(zhǎng)對(duì)正、寬相等、高平齊.如重影點(diǎn)判斷，點(diǎn)的空間坐標(biāo)(X、Y、Z)有兩個(gè)坐標(biāo)相同，才會(huì)出現(xiàn)在具有相同坐標(biāo)平面上的重影，坐標(biāo)大者是可見(jiàn)的，通俗講即上、前、左者可見(jiàn).直線投影中重點(diǎn)突出平行線、垂直線和一般位置直線三者的區(qū)別，如平行于某個(gè)平面的直線，在該平面上投影反映實(shí)長(zhǎng)的斜線，在其余兩個(gè)平面上投影的長(zhǎng)度小于實(shí)長(zhǎng)；垂直于某個(gè)平面的直線，在該平面上投影積聚為一點(diǎn)，在其余兩個(gè)平面上反映實(shí)長(zhǎng)，垂直于相應(yīng)的投影軸；一般位置直線在三個(gè)面上的投影均為小于實(shí)長(zhǎng)的斜線.平面投影中重點(diǎn)突出平行面、垂直面和一般位置平面三者的區(qū)別，如平行于某個(gè)投影面的平行面，在該平面上顯示面的實(shí)際形狀，其余兩個(gè)投影面上積聚為兩條直線；垂直于某個(gè)投影面的垂直面，在該平面上積聚為一條斜線，其余兩個(gè)投影面上為縮小的平面類似形；一般位置平面在三面的投影均為縮小的平面類似形.

2 二維空間的繪圖中強(qiáng)化相互位置關(guān)系

基本立體投影中，由簡(jiǎn)單的平面立體投影向較復(fù)雜的曲面立體投影過(guò)渡，結(jié)合高中立體幾何的知識(shí)，由淺入深.利用POR/E軟件，進(jìn)行實(shí)體建模，旋轉(zhuǎn)不同的角度，讓學(xué)生有感性認(rèn)識(shí).可將三維實(shí)體模型導(dǎo)出為二維的圖紙，由立體到平面，可以清晰、直觀地表達(dá)出每個(gè)形體的形成過(guò)程及其形狀和投影的關(guān)系.在組合體識(shí)圖講解中，運(yùn)用形體分析法和線面分析法，教學(xué)重點(diǎn)可放在形體分析法上，將多媒體技術(shù)引入課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生追求高新知識(shí)的興趣，拓展知識(shí)的深度和廣度，使學(xué)生在二維和三維空間反復(fù)思索加深印象，有助于培養(yǎng)空間想象力.

3 運(yùn)用軸測(cè)圖建構(gòu)空間三維位置關(guān)系

在教學(xué)過(guò)程中，教師可根據(jù)不同的內(nèi)容，相應(yīng)地穿插講授軸測(cè)圖，使學(xué)生學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用軸測(cè)圖，構(gòu)建三維空間模型，從而補(bǔ)畫(huà)第三視圖或所缺的線條.從基本幾何體入手，一直延伸到零件圖.在軸測(cè)圖上直接判斷點(diǎn)、線、面的投影特性，為后續(xù)讀零件圖和裝配圖打下基礎(chǔ).在學(xué)習(xí)組合體知識(shí)部分，利用軸測(cè)圖，以增強(qiáng)學(xué)生的空間想象力.在教學(xué)中突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，加強(qiáng)互動(dòng)，在討論中構(gòu)建三維的空間關(guān)系.

4 一題多解發(fā)散思維提升空間想象力

為激發(fā)高職學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，在制圖教學(xué)中應(yīng)注意精選例題、一題多解、舉一反三，以開(kāi)拓學(xué)生的視野，培養(yǎng)其空間想象力.在講授基本組合體視圖時(shí)，可以根據(jù)具體情況，給出一個(gè)主視圖和俯視圖，想象出四種或更多不同的左視圖，經(jīng)過(guò)這種拓展的訓(xùn)練，可以發(fā)散學(xué)生的思維，從而提升學(xué)生的空間想象力.以圖1組合體為例，主俯視圖一致，但有4種不同的左視圖，(a)有一個(gè)凹槽(大的正三棱柱中切割小正三棱柱)，(b)有一個(gè)凸起(大的正三棱柱上疊加正三棱柱)，(c)有一個(gè)半圓柱狀槽(大的正三棱柱中切割小半圓柱)(d)有一個(gè)半圓柱狀凸起(正三棱柱上疊加小半圓柱)；以圖(2)組合體為例，主俯視圖一致，也有四種不同的左視圖，形式同圖(1)的左視圖，唯一不同之處是與三棱柱寬度相等的通槽或凸起；以圖(3)組合體為例，主俯視圖一致，也有四種不同的左視圖，(a)在大的長(zhǎng)方體上疊加一個(gè)小長(zhǎng)方體，(b)在大的長(zhǎng)方體上疊加一個(gè)小正三棱柱，最大的斜面向下，(c)在大的長(zhǎng)方體上疊加一個(gè)小正三棱柱，最大的斜面向上，(d)在大的長(zhǎng)方體上有一個(gè)半圓柱狀凸起；以圖(4)組合體為例，主俯視圖一致，也有四種不同的左視圖，形式同圖(1)的左視圖，唯一不同之處是與三棱柱寬度相等的通槽或凸起.

圖1 組合體4種不同的左視圖

總之，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，從基本的抄圖開(kāi)始，打好制圖學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，從掌握點(diǎn)的三面投影入手，到直線的三面投影，最后到面的三面投影的投影規(guī)律.由簡(jiǎn)單立體三面投影到復(fù)雜的組合體三面投影，利用軸測(cè)圖拓展空間想象力，由理解機(jī)件表達(dá)方法、標(biāo)準(zhǔn)件與常用件的畫(huà)法，到會(huì)讀零件圖和裝配圖，會(huì)畫(huà)零件圖，在一環(huán)一環(huán)地訓(xùn)練中提升學(xué)生的能力.

[1] 熊 飛. 機(jī)械制圖[M].北京:人民郵電出版社,2012.

[2] 錢(qián)可強(qiáng). 機(jī)械制圖[M].北京:高等教育出版社,2011.

[責(zé)任編輯 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，陜西華縣人，武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院助理講師，主要從事機(jī)械制圖研究。

1671-8127(2015)02-0076-03

TH126-4

A