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职业中学的《机械制图》教学中有一个难点,这个难点就是空间实体形象与平面视图的有机联系问题。如果教与学突破了这个难点,这门课程的教与学将会变得轻松愉快。一般人天生具有空间实体的形象思维能力,但空间形象思维能力的有序性、定向性和再创造性则需要培养。十六七岁学生的思维正处于一个活跃期,教师如何利用这一活跃期,使学生将空间形象和平面视图有机地联系起来,经过多年的实践,发现制图、识图、记图三个环节值得我们认真思考。
以制图标准为本、以制图环节为教学过程,确立联系的框架
制图过程实际上是学生将空间形象通过思维向平面视图规范有序的转化过程,教师在教学过程中应首先树立标准的意识,建立正确动作视觉形象的起点,注意教学用语的准确性,如绘图工具的正确使用,图线的标准,图线反映的空间线、面的名称,并逐渐延伸到线段对应性分析,定形、定位尺寸的分析,线段连接特点的分析等。在这个方面,要特别注意作图步骤的顺序性,例如制图实际操作的第一步基准的选择,其实质是学生对空间几何体综合形象思维的第一表现,教师如果在这个环节上不切要点,或流于形式,将会使学生在空间形象和平面视图的联系上留下缺陷。笔者觉得可以先从几何体的形成过程着手,由平面引向实体,从而使学生逐步理解基准的概念。例如长方体可由矩形平面拉伸而成,而该矩形平面则是我们要面对的基准要素。回转体可由平面绕一固定轴线旋转而成,其轴线正是我们要确立的一个重要基准。让学生初步形成空间体的基准概念。再通过对比分析,从而理解各类几何体的画图基准特征,选好联系的起点。
其次要重视视觉与视图的直观联系,教师在未开测绘课之前尽量多搞些几何实体的测量活动,让学生初步明确空间实体的测量方法,使学生体会到各图形要素的存在及其联系。同时做好视图与模型的对应性分析,强调视角的位置性。加强根据简单三视图绘制轴测图的练习,增加直观联系的途径。对于初学者而言,要尽可能地与日常生活的实体相联系,如教室四面、课桌组合情况等都是直观联系的好教材。教师既要注意语言的准确性又要注意其生动形象,在分析几何体时,不妨用些生活语言,如扇形体、燕尾槽、月牙孔等。要注意学生心理活动规律,由浅入深、循序渐进,让学生眼、耳、嘴、手等多个器官参与到制图过程,发挥学生自主学习的能力。
另外,还要加强抄图的练习,抄写视图既可以帮助学生继续加强对投影法基本特性的认识,同时,还可以了解到各种几何形体的表达技巧和要求,教师在布置练习时,首先要和学生共同分析出视图所表达形体的空间结构特征,让学生找准视图三个方向的基准,利用投影的对应性,各个视图联动,加强平面图形之间的联系,促进几何实体与视图间的联系。
以投影规律为手段、以识图练习为教学环节,增强联系的韧性
识图过程是学生由平面视图向空间形象的转换过程,它与有序而规范制图的过程具有一定的可逆性,教师讲授时,要结合学生思维的阶段能力,逐渐加强平面视图和空间形象的有机联系,其基本方法是依靠投影规律,以形体分析法面对主体,用线面分析法梳理局部,前者是基础,通过形体分析,让学生理清几何体的主要组成部分及其相互位置关系,使学生脑中形成总体结构的框架,从而形成联系的基础。用线面分析法对比较一般的位置平面进行逐线段各视图对应联系,有助于突破局部联系难点。具体识图顺序可设计为:先总体、后局部;先外框、后内线;先主左视图对应、后主俯视图对应或根据实际图形配置选择其它顺序。总之,教师要根据几何体的类型并结合学生的思维特点让学生能确定较好的方案,识图必须反复实践,教师要认真设计题目,让学生有规律的增加形象积累,让学生能“跳一跳,摘到桃子”,逐步提升学生的求知欲望,要在精讲中练,在精练中扶,加强个别辅导和小组讨论,促进学生交流与合作学习的能力。三视图是教材的主要内容、用途广,后继的各种视图都是在此基础之上对形体图形的表达方式改进或改动后形成的,如果三视图投影规律知识基础打不好,后继内容的教与学就不会有好的效果。
其次要和生产实际相联系。在生产实践过程中,我们常常发现一些未经过专业教育的工人师傅识别图形的能力、分析图纸的能力也比较强,这里至少能说明生产劳动和思考融为一体是一种真正丰富的智力生活,用双手检验各种设想和猜测,思维就得以更加积极地工作。教师在教学过程中要抓住参观见习的契机,让学生有更多接触图纸和产品的机会,甚至参与个别生产活动,从而调动学生的学习兴趣,发展学生合作、探究的能力,要注意生产实践中的细节问题,如铸件的过渡圆角、拔模斜度、装配件的工艺结构特点及其它要求。对零件图或装配图的图形要做好分类,逐步使学生具备良好的图感,有助于空间形体与平面视图的联系,更有助于诱发学生的机械设计灵感。
另外,要注意识图题的归类,将学生识图能力逐层深入,形成网络。如根据组合方式将视图分为相接、相切、相贯、切割及综合等形式。也可以参照零件图的分类加强识图的分类练习,帮助学生确立有序的图感。
以典型图例的分析为突破口,打造图形记忆的兴奋点,垒实联系的基础
学生对空间形象和平面视图的有机转换需要反复积累并拓展才能跨上新的台阶,记图过程的教学与识图、制图过程的教学是相伴相随的,绝大多数的记忆积累是在这两个过程中形成的。但教师切不可以忽略对该过程的研究,首先教师要强调学生学习开始必须记忆的内容,如各种规定的画法,各种线条能表达的内容及画法要求,标准件及常用件的规定画法和简化画法,尺寸的基本标注要求也值得去强调。其次要强调学生对特殊形体及其视图的记忆,例如长方体各个面的交差截切或叠加之后,形体及视图的对应性比较记忆。柱面与斜面的截交线视图与形体的对应记忆、对于后者最好要放在组合体练习中加以分析记忆。有如支撑肋板上面与柱或锥体轴线倾斜时的截交表达等。对各类几何形体要加强分类记忆,如根据零件的类型结合其类型名称从而使记忆形象化,另外在对视图的分析记忆过程中,我们的记忆不能仅仅局限于对图形特征的记忆,要注意对其加工、测量工艺的介绍和分析讲解,让视图、工件与工件的加工形成过程初步结合在一起,必将会对学生记忆及探究的学习能力起到激发作用。
加强空间形体和平面视图的有机联系需要多方位、逐层次的反复演练,教师还要强化习题课的个别辅导,针对个别联系缺陷进行分类指导,对共性问题可运用多媒体等教学手段,加以演示图形与实体的对应关系,为学生创造良好的思维环境,培养学生的知识迁移能力。总之,要使学生思维中的空间形象和平面视图有机地结合起来,制图、识图、记图这三个环节必须相辅相成。
作者单位:江苏省如东职业高级中学
以制图标准为本、以制图环节为教学过程,确立联系的框架
制图过程实际上是学生将空间形象通过思维向平面视图规范有序的转化过程,教师在教学过程中应首先树立标准的意识,建立正确动作视觉形象的起点,注意教学用语的准确性,如绘图工具的正确使用,图线的标准,图线反映的空间线、面的名称,并逐渐延伸到线段对应性分析,定形、定位尺寸的分析,线段连接特点的分析等。在这个方面,要特别注意作图步骤的顺序性,例如制图实际操作的第一步基准的选择,其实质是学生对空间几何体综合形象思维的第一表现,教师如果在这个环节上不切要点,或流于形式,将会使学生在空间形象和平面视图的联系上留下缺陷。笔者觉得可以先从几何体的形成过程着手,由平面引向实体,从而使学生逐步理解基准的概念。例如长方体可由矩形平面拉伸而成,而该矩形平面则是我们要面对的基准要素。回转体可由平面绕一固定轴线旋转而成,其轴线正是我们要确立的一个重要基准。让学生初步形成空间体的基准概念。再通过对比分析,从而理解各类几何体的画图基准特征,选好联系的起点。
其次要重视视觉与视图的直观联系,教师在未开测绘课之前尽量多搞些几何实体的测量活动,让学生初步明确空间实体的测量方法,使学生体会到各图形要素的存在及其联系。同时做好视图与模型的对应性分析,强调视角的位置性。加强根据简单三视图绘制轴测图的练习,增加直观联系的途径。对于初学者而言,要尽可能地与日常生活的实体相联系,如教室四面、课桌组合情况等都是直观联系的好教材。教师既要注意语言的准确性又要注意其生动形象,在分析几何体时,不妨用些生活语言,如扇形体、燕尾槽、月牙孔等。要注意学生心理活动规律,由浅入深、循序渐进,让学生眼、耳、嘴、手等多个器官参与到制图过程,发挥学生自主学习的能力。
另外,还要加强抄图的练习,抄写视图既可以帮助学生继续加强对投影法基本特性的认识,同时,还可以了解到各种几何形体的表达技巧和要求,教师在布置练习时,首先要和学生共同分析出视图所表达形体的空间结构特征,让学生找准视图三个方向的基准,利用投影的对应性,各个视图联动,加强平面图形之间的联系,促进几何实体与视图间的联系。
以投影规律为手段、以识图练习为教学环节,增强联系的韧性
识图过程是学生由平面视图向空间形象的转换过程,它与有序而规范制图的过程具有一定的可逆性,教师讲授时,要结合学生思维的阶段能力,逐渐加强平面视图和空间形象的有机联系,其基本方法是依靠投影规律,以形体分析法面对主体,用线面分析法梳理局部,前者是基础,通过形体分析,让学生理清几何体的主要组成部分及其相互位置关系,使学生脑中形成总体结构的框架,从而形成联系的基础。用线面分析法对比较一般的位置平面进行逐线段各视图对应联系,有助于突破局部联系难点。具体识图顺序可设计为:先总体、后局部;先外框、后内线;先主左视图对应、后主俯视图对应或根据实际图形配置选择其它顺序。总之,教师要根据几何体的类型并结合学生的思维特点让学生能确定较好的方案,识图必须反复实践,教师要认真设计题目,让学生有规律的增加形象积累,让学生能“跳一跳,摘到桃子”,逐步提升学生的求知欲望,要在精讲中练,在精练中扶,加强个别辅导和小组讨论,促进学生交流与合作学习的能力。三视图是教材的主要内容、用途广,后继的各种视图都是在此基础之上对形体图形的表达方式改进或改动后形成的,如果三视图投影规律知识基础打不好,后继内容的教与学就不会有好的效果。
其次要和生产实际相联系。在生产实践过程中,我们常常发现一些未经过专业教育的工人师傅识别图形的能力、分析图纸的能力也比较强,这里至少能说明生产劳动和思考融为一体是一种真正丰富的智力生活,用双手检验各种设想和猜测,思维就得以更加积极地工作。教师在教学过程中要抓住参观见习的契机,让学生有更多接触图纸和产品的机会,甚至参与个别生产活动,从而调动学生的学习兴趣,发展学生合作、探究的能力,要注意生产实践中的细节问题,如铸件的过渡圆角、拔模斜度、装配件的工艺结构特点及其它要求。对零件图或装配图的图形要做好分类,逐步使学生具备良好的图感,有助于空间形体与平面视图的联系,更有助于诱发学生的机械设计灵感。
另外,要注意识图题的归类,将学生识图能力逐层深入,形成网络。如根据组合方式将视图分为相接、相切、相贯、切割及综合等形式。也可以参照零件图的分类加强识图的分类练习,帮助学生确立有序的图感。
以典型图例的分析为突破口,打造图形记忆的兴奋点,垒实联系的基础
学生对空间形象和平面视图的有机转换需要反复积累并拓展才能跨上新的台阶,记图过程的教学与识图、制图过程的教学是相伴相随的,绝大多数的记忆积累是在这两个过程中形成的。但教师切不可以忽略对该过程的研究,首先教师要强调学生学习开始必须记忆的内容,如各种规定的画法,各种线条能表达的内容及画法要求,标准件及常用件的规定画法和简化画法,尺寸的基本标注要求也值得去强调。其次要强调学生对特殊形体及其视图的记忆,例如长方体各个面的交差截切或叠加之后,形体及视图的对应性比较记忆。柱面与斜面的截交线视图与形体的对应记忆、对于后者最好要放在组合体练习中加以分析记忆。有如支撑肋板上面与柱或锥体轴线倾斜时的截交表达等。对各类几何形体要加强分类记忆,如根据零件的类型结合其类型名称从而使记忆形象化,另外在对视图的分析记忆过程中,我们的记忆不能仅仅局限于对图形特征的记忆,要注意对其加工、测量工艺的介绍和分析讲解,让视图、工件与工件的加工形成过程初步结合在一起,必将会对学生记忆及探究的学习能力起到激发作用。
加强空间形体和平面视图的有机联系需要多方位、逐层次的反复演练,教师还要强化习题课的个别辅导,针对个别联系缺陷进行分类指导,对共性问题可运用多媒体等教学手段,加以演示图形与实体的对应关系,为学生创造良好的思维环境,培养学生的知识迁移能力。总之,要使学生思维中的空间形象和平面视图有机地结合起来,制图、识图、记图这三个环节必须相辅相成。
作者单位:江苏省如东职业高级中学