论文机械制图中空间想象能力的建立，本文是机械制图本科毕业论文范文跟机械制图和浅谈机械制图和空间想象能力有关论文参考文献范文.
机械制图是机械类专业一门重要的专业基础课程,着重培养学生的空间逻辑和形象思维能力,使学生具备绘图、识图的能力,为后续一系列专业性课程以及实践活动的高效实施奠定良好的基础.
中职学生要学好这门专业课却并不容易,学好制图的关键是具备良好的空间想象能力,而这正是他们所缺少的.因此,如何让学生构建起一定的空间想象能力便成为机械制图教学中的关键一步.
一、空间想象能力的概念
所谓空间想象能力,是指人们对客观事物的空间形式（空间几何体）进行观察、分析、认知的抽象思维能力,主要包括三个方面的内容.
一是根据空间的几何体和语言描述,在大脑中展现出相应的几何图形,并能正确想象其直观图；二是根据直观图在大脑中展现出相应的几何体及其组成部分的形状、位置和数量关系；三是能对头脑中已有的几何体进行分解、组合,建立新的几何体,并能对其进行正确分析,简而言之,就是物—图—物.
虽然学生在初中学习平面几何时进行过简单的空间想象能力训练,但中职学校大部分学生的学习基础非常薄弱,等于从零开始对他们进行空间想象能力的培养,中职学生学习热情也普遍不高,缺乏积极的学习动机.因此,教师在教学过程中要格外注重方式、方法,必须以兴趣为引导,循序渐进地进行空间想象能力的培养.
二、学生空间想象能力的建立
1.培养学生的学习兴趣,并让他们树立起充分的自信心
俗话说：“兴趣是最好的老师”,一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣,就会主动去求知、去探索、去实践,并在这个过程中产生愉快的情绪和体验.所以,要让学生能够建立起良好的空间想象能力,兴趣是必不可少的.空间想象能力的建立可以分为三个方面,如何在这个过程中让学生提起兴趣呢？在实际的教学过程中,教师可以主要从以下三个方面着手.
（1）上好开学第一课,抓住学生的兴趣点.良好的开端是成功的一半,教师一定要在第一堂课就让学生对空间想象这种能力提起兴趣.那么第一堂课必然要介绍机械制图课程的重要性,告诉学生要学好这门课程,空间想象能力又是必不可少的.那什么是空间想象能力呢？按照前面提到的定义来讲学生肯定是不爱听的,也听不懂.
这时教师可以从生活实例着手举例说明,比方说提到空间想象能力的时候,以学生最常见的手机为例,引导学生描述自己手机的形状、颜色、主要按键的位置等,每一个学生都能对答如流.然后告诉学生这就是空间想象能力,其实每个人都有,再引导学生在头脑中想象其他的常见物品,或是自己想要的东西,这是每个人都能做到的.通过这些活动让学生们了解到空间想象能力跟生活是息息相关的,具备这种能力好像不是很难,还蛮有意思的,学习兴趣慢慢就有了,随之自信也就有了.
（2）适当调整章节顺序.教师在实际授课过程中不必完全按照教材的章节顺序来讲授,完全可以根据学生的课堂反映和掌握水平做出适当的调整,这样有利于学生时刻保持学习与思考的兴趣.
比如,第一章是讲制图的基本规定,完全是一些死板的记忆性的内容,学生对于一开始就学习这些规定毫无兴趣,笔者经过多个学期的试验,发现先进行投影方式的讲解比较容易调动起学生的学习兴趣,因为这个章节讲授的方式更容易实现多样化,也更贴近生活.再在三视图的基础上慢慢渗透一些制图基本规定,学生反而更容易掌握这些规定.这样省去了枯燥的讲解,课堂效果比按教材顺序讲授要好上许多.
（3）利用多媒体及模型教具激发学生的学习兴趣,并鼓励学生自制教具.中职学校学生动脑积极性差,但是动手能力较强,所以在教学过程中教师要充分利用多媒体和实际的教学模型来培养学生的形象思维.通过这两种形式的演示与讲解,学生对于上、下、左、右、前、后的空间位置关系和点、线、面有了更直观的感受和理解,再鼓励学生发挥他们的优势,自己动手制作模型,更能激发学生的学习兴趣,也更符合职业教育的初衷.
2.由物及物简单空间想象能力的建立
学生的兴趣和自信心建立起来了以后,教师可以着手进行空间想象能力培养的第一步,由物及物简单空间想象能力的建立.这是最简单也是最关键的一步,是空间想象能力建立的初级阶段,目的是培养学生看见实物或通过语言描述能够在大脑中显现出空间几何体的形状及结构.
在这个阶段,需要大量的模型及实物演示,比如三投影体系的建立,如果按课本上所讲,学生们在头脑中是反映不出来的,必须通过实物演示,如借助立体模型,让学生实际观察哪是正面、哪是侧面、哪是水平面,通过三投影体系中实际几何体的投影来体会主、俯、左三个试图分别是怎样形成的,再通过模型演示三个投影面是如何旋转展开到一个平面上最终形成三视图.这样就在学生的头脑中留下了三投影体系的初步模型.
那么该如何检验自己头脑中的模型是否正确呢？笔者的方法是做一个实物出来.还是以三投影体系为例,讲解完成后让学生用手边的材料制作一个三投影体系的模型,并标明V面、W面、H面以及X轴、Y轴和Z轴,模型制作好后请学生上台演示并讲解.学生们有的利用纸张,有的利用书本,有的利用木板,制作出来的模型都非常棒.通过这种形式不但能检验学生对所学内容的掌握情况,而且在模型的制作、讲解过程中学生既享受了乐趣,又提升了理解力,经过这样反复大量的训练,学生看到实物就能将几何体迅速、准确地反映在头脑中,为下一步三视图的绘制打下良好的基础.
在这一步的实际教学过程中,关键是要做到多看、多想、多练,只有看得多了,头脑中才会有东西,才能够主动去动脑思考；思考得多了,同样脑中反映的东西才会越形象、越具体；多动手才能够激发学生思考的兴趣,也能够在这个过程中使学生的形象思维能力得到大幅度的提升.
教师一定要充分调动学生的动脑积极性,在课堂上对表现好的学生多表扬、多赞美,对于积极性差的学生要多鼓励.运用欣赏与赞美的力量让学生能够始终保持对空间想象能力培养的兴趣,让他们建立起充分的自信心,积累丰富的形象图形,为下一步的学习奠定基础.
3.三视图的准确绘制
三视图的绘制也是空间想象能力的一种重要体现,在培养学生的空间想象能力中起着至关重要的作用.在教学过程中主要采用两步走的方法.
第一步,根据实物绘制三视图.先从最简单的基本体入手,像棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、圆球等,在绘制初期先让学生观察实际的几何体,分析立体表面点和线的关系,根据三等规律来绘制三视图.同一个基本体要从不同的方位、不同的角度来进行观察和绘制,做到烂熟于心.
基本体的三视图绘制掌握熟练以后,可以尝试对其进行切割、组合,逐步增大难度来进行三视图绘制训练.这一步的重点还是要多看、多练,用心体会.
第二步则是不依靠实物模型,仅凭语言描述就可在头脑中反映出几何体,并凭借头脑中的几何体来进行三视图的绘制.比如,一个正三棱锥,底面平行于侧面放置,锥高20厘米,要求绘制三视图.根据描述,学生头脑中反映出的几何体是不一样的,绘制的三视图答案自然也不是唯一的.
教师这时可以引导学生思考,答案为什么不一样？需要设定哪些条件来让答案变得唯一？经过前期的训练,学生头脑中已经累积了大量的基本体模型,他们乐于通过思考来证明自己对知识的掌握程度.当然这一过程一定要在学生经过第一步的大量训练小有成就后进行,而且一定也要注意先易后难,循序渐进.一定不能急于求成,要有足够的耐心.
4.由图及物
中职学生毕业后主要从事一些加工制造的工作,所以对他们来说最重要的就是识图能力,也就是能够根据图纸将工件迅速准确地加工出来.
由图及物空间想象能力的建立与前期的大量训练是分不开的,前面的基础一定要打好,最后一步才能掌握.通过模型制作及三视图的绘制,一些简单的三视图学生完全可以想象出来,但这是远远不够的.
因为空间想象能力最终建立的要求是能对头脑中已有的几何体进行分解、组合,建立新的几何体,并能正确进行分析.这是学生必须要习得的一种技能,当然也是最难的.这就要求学生在平时的学习过程中多观察、多揣摩,进行反复的训练,而且最好是跟实训课程相结合.
教师在实际教学过程中利用一些三维制图软件像UG、Pro/E等根据三视图进行立体图的造型,以此来检验自己的想象是否正确.到了课程后期,让学生自己设计一个工件,绘制好三视图,然后加工的时候互相进行交换,让学生甲来根据学生乙的图纸来加工工件,看最终产品是不是学生乙想要的,同样的,学生乙的设计让学生甲来加工.
通过这种形式可以让学生在实际动手操作中查漏补缺,互帮互助,极大地提高学生的学习兴趣和热情,在不断进行的训练中,学生的空间想象能力必然有质的提升.
上述培养学生空间想象能力的过程并不是必须严格按照顺序进行的,而是要在授课过程中有所穿插,在每一个课题中都会涉及一些内容.比如在讲三视图的绘制时,既有基本体的观察,又有模型的制作,也涉及车间中实际产品的加工等,教师要根据学生在课堂中的反应灵活变化,做到以学生为主体.
三、小结
通过上述教学手段的施行,学生学习制图的兴趣和热情大大增强,空间想象能力得到大幅度提升,而且在学习过程中总会有意想不到的惊喜.尤其是在实践环节,学生的作品总是能超出教学期望,既精致又实用,笔者学校现在用的好多教具就是学生的作品,随着教学的深入进行,也明显可以感受到学生的进步.功夫不负有心人,没有教不好的学生,只有教不好学生的老师,只要在平日教学中下足工夫,绝对会有意想不到的收获.
（作者单位：即墨高级技工学校）
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参考文献：
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