打开想象思维，破解识图难题

段德钧

在《机械制图》课程中,组合体是教学中一个重要内容,也是后续识读和绘制零件图的重要基础。但是学生普遍反应这部分内容比较抽象,学习上有困难。为了让学生学会识读组合体,掌握基本的作图方法,笔者结合多年的教学经验,利用形体分析法和面形分析法,培养学生的看图能力和画图能力,把培养学生空间想象思维能力作为教学的重点,从而去破解识图和绘图之难题。

一、分析了解组合体,识读绘图直观化

组合体是在基本体(如柱体、锥体、球体等)的基础上组合起来的复合体。它分为叠加式组合体、切割式组合体,以及同时具有叠加和切割的综合式组合体。根据相对位置的不同,叠加式组合体分为共面、不共面、相交、相切、相贯几种连接形式,构成一个个变化多样的组合体。在画图和读图的过程中,常把复杂的组合体视为若干个基本体的组合,对其形状和相对位置进行分析,想象它们的空间形状,画出三视图,这种方法称为形体分析法。而面形分析法,是以四棱柱为原形,进行各个方位的切割,分析切割后形状和图形的变化,画出三视图,这种方法称为面形分析法。两个方法各具特色,互相联系,互相对应,是组合体教学中不可缺少的两把钥匙。

二、形体分析抓特征,想象立体画投影

在教学中,如果运用形体分析法,把组合体的特点特征、连接形式、图形构思、立体想象,进行分析讲解,就能达到事半功倍的效果。首先按照读图的基本方法训练学生的思维能力,即:划线框,分形体;对投影,想形状;合起来,想整体。在课堂教学上,充分运用语言表达、图文板书、电脑绘图、教具演示、动画模拟等多种教学手段,帮助学生打开思路,激活思维,引导学生把复杂的组合体,看成单个基本体的组合,深入分析其形状特征,再根据投影原理,绘出三视图,这就是形体分析法的思维过程。例如支座组合体,学生初看比较复杂,不知如何分解和绘图。运用形体分析法,现场拆解模型,边分析边讲解,将支座分解空心圆柱体、底板、肋板、凸台、耳板五个部分,分解成比较简单的基本体。在教学上,这个变复杂为简单的分解过程,对转变引导学生的思维很重要。这一步引导成功后,再进行第二步的教学工作。即将分解的基本体合成整体。经过由表及里、深入浅出、引人入胜的分析,在思维中形成整体形状。然后按照连接关系和投影关系,画出每部分的投影,再结合教学模型的展示,电化教学逼真的演绎,使学生加深了对组合体的认识。从而形成了独特的整体分解、想象思维、合成投影、绘制图形的教学模式。

三、面形分析想形体,切割变化绘图形

对于切割式组合体,一般以四棱柱为原形,进行各个方位的切割。通过运用面形分析法,分析切割变化后的图形,想象切割后的立体形状。为改变学生对切割式组合体作图感到困难的状况,针对学生喜欢动手的特点,可让学生备一块胶泥,揉成四棱柱形状,用小刀边切割、边观察、边想象形状的变化。学生的动手切割,得到眼睛观察、头脑想象、练习画图,训练了学生的思维能力,有了初步空间想象概念。此时,作为教师,抓住时机,因势利导进行讲解,融会贯通地边切割边作图,运用点线面的投影特性,分析切割后四棱柱的面形变化和投影变化。对于切割面(包括各种平行面、垂直面、倾斜面)或切割几何形状(包括凹槽、凸槽、梯形槽、燕尾槽、半圆槽),采取边切割边补投影线的方法,找出切割后面形的变化规律和投影规律,准确画出组合体三视图。

总之,在运用面形分析法讲解切割式组合体时,不管是模型切割还是绘图切割,在教学上要掌握两点:一是结合点线面的投影特性进行讲解,二是严格按照“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律作图。熟练运用面形分析法教学,再灵活采用讨论式、启发式、讲练结合式等教学方法,不仅提高学生学习兴趣,重要的是使学生加深对物与图转化的理解,训练了学生的思维能力,从而提高教学效果。

综上所述,对于组合体的识读,就是深入了解其相对位置、连接关系、投影变化。作图,就是运用投影规律,将空间立体转化为平面图形,将空间想象力转化为活生生的可视投影,上升为理性认识。总之,对组合体的教学,应自始至终把物体的投影与物体的形状紧密结合,既要想象物体形状,又要思考作图的投影规律。在教学中,应贯彻以识图为主,以绘图促进识图,遵循因材施教、循序渐进的原则,不断提高学生的识读和绘制机械图样的能力,大力培养空间想象能力和空间思维能力,让学生真正学到机械制图知识。

(作者单位:广西轻工高级技校)