机械制图中读图想形状教学的实践

1《机械制图》中读图想形状教学的实践慈溪掌起成校柴武伟厉其祥【内容提要】在《机械制图》中，读图能力是绘图能力的基础。读图想形状教学是培养读图能力的重点和难点，也是制图教学成败的关键。笔者针对农村职成校学生的现状，在教学实践中，以手脑并用来激发学生学习兴趣；以形体分析、线面分析来掌握基本方法；以发散思维、一题多解来拓宽思路；以正逆结合、设计模型来提高读图能力。【关键词】机械制图教学学习兴趣读图能力读图想形状《机械制图》教学的两大主题是读图能力与绘图能力的提高。读图是基础，对教学效果起着决定性的作用，读图想形状更是重点和难点，是衡量学生实际水平的一条准则。众所周知，职成校学生基础知识薄弱、学习兴趣不浓、思维方式单一。在《机械制图》教学中，有的想不出形状：面对平面线框，不知是斜面还是曲面？是凸起还是凹陷？有的画出来的图有线的漏线，没线的加线；还有的“望图兴叹”，老师讲的孔、槽、台阶，看看明明、摸摸平平。问题的症结就出在读图想形状上，若想不出形状，那么图样的表达、零件图、装配图都难以学习，后来学制图似听“天书”。为了使学生从想学制图到会学制图，切实提高读图想形状的能力，笔者对此作了如下实践。一、以手脑并用来激发学生学习兴趣。陶行知说：“人生两个宝，双手和大脑”，手脑并用可事半功倍。通过画轴测图、切橡皮泥、做教学模型，在动手过程中往大脑里输入各种图形和模型，激发大脑的活动。既可使不太明朗的空间想象逐渐2实物化、具体化，又可让大脑指挥双手进行正确操作，使同学们觉得学制图有乐趣。针对有些学生在学习正投影和三视图后可能掉队的情况，笔者把轴测图提到三视图前面来学，这样三维的轴测图要比二维的三视图直观易懂。通过练习，既掌握了轴测图画法又培养了学制图的兴趣。学习相贯线时，很多人觉得相贯线很抽象，笔者就建议学生拿来管道接头和三通管，动手触摸实物，加深对相贯线的感性认识。截交线的形状有些学生觉得很难想象，就提议大家用刀切割橡皮泥或用凿子在木料上刻制模型。本来苦思冥想的形状被自己制作成型后放在眼前时，不但很有成就感，而且很多疑点会迎刃而解，学习兴趣自然得到培养。根据有的学生从初学制图有好奇心到后来出现掉队现象，笔者采取以下方法：选题层次上，先做基本几何体。即棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球。再在基本几何体上进行简单的切割和叠加，然后把难度逐步提高，最后变为综合类。做题步骤上，第一步先画轴测图，后切模型、作三视图。第二步根据两面视图，刻制模型并补画第三视图。第三步根据不全的视图，画出轴测图，补画缺线。这样由浅入深使教学循序渐进，进一步激发了学生的学习兴趣。可谓“兴趣越多，则从事弥力，从事弥力，则成效显著”。二、以形体分析、线面分析来掌握基本方法。3形体分析法是根据视图的特点，基本形体的投影特征，把物体分解成若干个简单的形体，先分别想象出各组成部分的形状和位置，再将它们综合起来构成一个完整的组合体。可分三步进行：一是认识视图，抓住特征。二是分析投影，联想形体。三是综合起来，想象整体。如图1。线面分析法是运用线面的投影规律，分析视图中的线条、线框的含义和空间位置，从而看懂视图。在一般情况下，只用形体分析法就行。但对于一些比较复杂的物体（如较复杂的切割类组合体），还要用线面分析法来集中解决读图中的难点。如图2读图想形状的一般顺序是：先看主要部分，后看次要部分；先看容易确定部分，后看难于确定部分；先看某一组成部分的整体形状，后看其细节部分形状；先用形体分析法做主要分析，后用线面分析法作补充分析。最后综合起来想形状。三、以发散思维、一题多解来拓宽学生思路发散思维是一种非线性思维，它的思维活动是分散的、辐射的、扩展的。可在广度和深度上进行多项思考，它不依常规、寻求变异，探4索解决问题的多种途径，是比较灵活的思维方式。在制图练习中，如果给出充分的条件叫学生读图想形状，会出现同式问题，即得出唯一正确的答案，出现明显的方向性和概括性，容易造成思维定势和思维束缚。成绩好的学生可能会滋生骄傲自满情绪。发散思维则可开辟创新天地，使学生惊奇地发现在学制图过程中竟有如此多种的选择与变化，既让他们的空间想象能力得到提高，又深感学无止境。“一题多解”就是提高读图想形状的有效手段。如图3：已知二视图，补画第三视图。此题可分三步：1、根据长对正、高平齐、宽相等，画出未切之前的基本几何体（长方体）。2、应用线面分析法，找出a’b’c’平面（一般位置面）。3、补画左视图。想象符合主、俯视图投影规律的各种情形（笔者举出四种）。四、用正逆结合、设计模型来提高读图能力。画图是将实物或想象中的物体运用正投影法表达在图纸上，是一种从空间形体到平面图形的表达过程。读图是根据平面图形（视图）想5象出空间物体的结构形状和位置。此两者是一对互逆过程，正逆结合对提高读图能力事半功倍。例如：已知点A的三面投影，想象其空间位置的过程如图4，使V面保持不动，将H面、W面分别向上和向左旋回到三个投影面相互垂直的原始位置，然后由各视图向空间引投影线，即主视图上的点向前引出，俯视图上的点向上升起，左视图上的点向左横移，则同一点的三投影线必相交于空间点A。这就是点A的实际位置。此过程，笔者用鞋盒自制的三投影面进行演示。反之，在教室这个三维空间里，用某个同学作为一点来直观演示画出三面投影就是上述的逆过程。以点的投影为基础，用投影可逆性，把视图上各点逆转归位可使整个物体形状“再造”出来。通过一段时间正逆结合训练，能使轴测图与三视图之间正确转换。有的学生听课时还能理解，但到了动手时却经常出错。原因是形状不清、方法不熟，于是笔者就设计了如下三个典型模型，从中归纳出十种基本类型,以此来举一反三。6模型1、例图5，这里有四种基本类型1）两个面相交有交线，如图中的“线AB、AC、EF”。2）两个斜面切割相交产生一般位置线，如图中的“线DA”。3）斜面上切方块，如图中的“I2”部分。与斜面（非一般位置斜面）的截交线在一个投影面上具有积聚性“线AF（EC）”。4）在斜面上切梯形块，如图中的“I”部分。这种情形稍难，与斜面（非一般位置斜面）的截交线呈梯形，在一个投影面上线条稍多，要用线面分析法，检验形状对错与否可与另一投影面的梯形相对照。模型2、例图6，这里也有四种基本类型1）相切处没线，如图中的“O”。2）相交产生交线，如图中的“线AB”。3）两形体相贴形成同一面，相贴处没线，如图中的“△”，但如果两者错开，就变成两个面相交产生交线。如图中的“线CD”。4）圆柱上平行于轴线的切割，如图中的“Ⅰ、I1、I2”，分别为切去一半、切去一小部分，切去一大部分。很多学生在对切割后圆柱的外轮廓线是否保留问题上经常出错，关键只要抓住一点：切割部分是否超过一半，只要没有超过一半则圆柱轮廓线保留，如超过一半，则根据投影规律用新产生的截交线代替切割部分的圆柱轮廓线。7模型3、例图7，这里有两种基本类型1）圆筒上切割，如图中的“Ⅰ、I1、I2”部分，分别为两边切和中间切。这类图形其实质还是圆柱上平行于轴线的切割，只是圆筒里有圆柱面和圆柱孔。在画截交线时，局部是否有线，内外圆柱轮廓线保留与否学生容易出错，只要把轴测图（实物）与三视图对照起来讲解,使截交线形状展现在大家面前就行。2）两圆柱相贯线，如图中的“I2”部分，这里有圆柱面与圆柱面的相贯线，也有圆柱孔内表面之间的相贯线。当学生理解和掌握了以上十个基本类型后，从中演变出来的另几种题型也能不难理解。例如掌握了模型1斜面上切梯形块，根据切割位置的不同和梯形的不同，至少还有4种题型。掌握了模型3圆筒上的切割，根据切割位置和切割部分的多少，还可出现另外的题型。掌握了模型3两圆柱相贯线的画法，再看复杂一点也只是大同小异。通过以上的实践,教学状况大有改观。以前上制图课许多学生昏昏欲睡，举手发言的廖廖无几。现在则精神饱满、兴趣盎然。来办公室探讨问题的多了，作业不交的少了；晚自修作图、刻模型的多了，讲空话、打磕睡的少了；拿着各种图形向别人炫耀的多了，文化课不好怪自己笨的少了。学生毕业后，绝大多数能学以致用。8机械是现代经济的基础行业，制图是机械行业的专业基础和技术语言。在读图想形状教学中需要研究的还有很多，如增强师生互动、挖掘制图趣味、不断改进教学方法等，都有待于我们去进一步尝试和实践。2006年10月参考文献：1994年赵庆鹏责任编辑的《机械制图习题册》2001年王幼龙主编的《机械制图》2001年王晓勇、俞建文主编的《教学研究论集》