1、培養學生空間思維能力提高建筑制圖教學效果 摘要：在教學實踐中從引入空間坐標概念、借助基本立體圖形、利用實物及多媒體教學等幾方面論述如何培養學生空間思維能力。關鍵詞：空間思維；建筑制圖建筑制圖是工民建專業的一門理論性、實踐性都很強的專業基礎課。它不僅理論嚴謹，且與工程聯系緊密，學生能否學好這門課將直接影響到后續專業課的學習，關系到將來就業競爭力及個人發展空間的大小。中職學生數學基礎薄弱，立體幾何知識欠缺，空間思維能力較差，要求學生靈活地運用制圖語言來表達一個較復雜的形體比較困難。學生普遍認為制圖課難學。如何運用教學手段改變傳統的教學模式，把學生感到難學的內容生動、形象、直觀的展現在他們面前，幫助
2、他們盡快建立空間概念，提高空間思維能力和制圖水平。本人在多年的制圖教學實踐中，針對建筑制圖教學方法的改革進行了以下探討。（一）引入空間坐標概念，強化學生空間想象能力，實現由簡單幾何元素投影向簡單幾何形體投影的過渡畫法幾何是建筑制圖的基礎。它的教學由投影作圖入手，主要敘述投影的基本理論和作圖方法，其核心內容是用圖示、圖解法解決空間幾何問題，將空間幾何體展現為以三視圖為主的平面圖形。在投影作圖教學過程中，一定要在點的投影上多下工夫，使學生盡快“入門”，順利實現“二維”與“三維”之間的相互轉化，消除學生學習制圖課的畏難情緒，使學生以飽滿的熱情投入到后續章節內容的學習。我們知道，三維立體的視圖是由圖形
3、要素組成的，圖形要素可用量化的坐標來表示，可將幾何圖形信息化為三維坐標，在三維坐標系中進行分析，將其某一坐標壓縮為零，如圖1所示，就可以很形象地說明側立面圖的形成過程。這樣，通過坐標點陣不但容易理解積聚性概念，而且能更深入地理解長對正、高平齊、寬相等的投影對應關系，從而強化空間概念，幫助學生培養形象思維能力和空間想象能力。（二）通過視圖、軸測圖和立體模型三者之間轉換練習，培養學生空間形體思維能力建筑制圖是一門形象思維很強的課程，要不斷地由物畫圖、由圖想物，實現形象、聯想、想象、判斷、推理等復合思維形式的往復交替。制圖是立體思維向平面轉化，讀圖則是平面向立體思維轉化。我們知道，軸測圖既可以用來表
4、示物體的形狀，又可用來表示物體的大小，被廣泛地應用于輔助性圖樣，它的表現效果類似于人們觀察物體的視覺角度。因此，軸測圖的教學在培養職業學校學生的讀圖能力方面具有相當重要的作用。由于學生空間概念不強，他們只能識別一些簡單的立體圖，如長方體、正方體、圓柱體等。針對這一特點，在軸測圖教學中，可以通過Solidworks展示一些軸測圖形，讓那些賞心悅目、頗具美感的作品成為學生學習的目標，使學生愿意帶著興趣、帶著目標去學習。由于學生對繪畫不陌生，在教學過程中可以利用學生在繪畫方面的知識和技能，有意識地引導學生畫正等軸測圖的草圖。這樣，利用徒手繪制的軸測圖作為溝通視圖與空間形體的橋梁，通過畫軸測圖練習，可
5、讓學生做到根據形體畫軸測圖，再由軸測圖畫出三視圖；或由三視圖畫出軸測圖，再由軸測圖想象出實際形狀。由此經過從立體圖到平面圖、再從平面圖到立體圖的反復訓練，他們能通過線條的變化區別不同的面并了解是何種性質的面，對各種基本幾何體的輪廓有所了解，初步樹立起空間概念。教學中反復將視圖、軸測圖和立體模型三者對照，使學生對三者的聯系熟悉起來，進而用一組不完整的視圖（如少一個視圖）要學生畫出軸測圖，再補畫所缺的視圖。在此基礎上逐步深入，引導學生畫一些簡單疊加或切割的圖形，為后面分析組合體打下基礎。如圖2，通過對基本形體的軸測圖進行部分修改的方式，逐步引導學生繪制較為復雜的三視圖。（三）借助基本立體圖形，結合
6、形體分析法和線面分析法解決復雜組合體投影問題，提高學生的圖形思維能力 組合體從形體角度可以看成是由基本幾何體組合而成，其組合形式可以分為疊加式、切割式和綜合式三種。 讀組合體視圖有兩種方法：一是形體分析法，二是線面分析法。教學中，把握好基本幾何體（棱柱、圓柱、圓錐、球等）組成組合體這一原則，引用立體圖分析組合體，把形體分析和線面分析作為理論過渡。讀圖時，教師要教會學生抓住視圖的主要特征，通過總體外圍輪廓分析，確定產生圖形的基本體，然后從疊加或切割的角度，依據從易到難、從大到小、由淺入深的順序，逐步逐個剖析，這樣物體的結構形狀就會借助基本空間概念清晰地浮現出來。畫組合體的視圖時，首先對其進行形狀
7、分析：對疊加類的組合體，分清其組成部分，分別畫出各部分的視圖，再依據各組成部分的連接形式（共面、相交、相切）整合各部分視圖，從而得到組合體的視圖；對切割類的組合體，首先弄清切割前的形狀，并先畫出切割前形狀的三視圖，然后逐步切、逐步畫，這樣物體的三視圖就會很快躍然紙上。（四）充分利用實物及多媒體進行直觀教學講授制圖時，可以挑選一些常見的結構和有代表性的模型，以及含有多種組合體的模型，逐步培養學生的空間思維能力。如演示一些獨立基礎模型、樓梯模型、梁柱組合模型等，讓學生對其進行仔細觀察，對物體的形狀及外在關系進行分析，在大腦中產生圖像記憶，并根據投影法想象出投影后的平面圖形。也可以讓學生根據投影圖想
8、象出物體的結構和形狀。在課堂教學中，靈活運用實物教具教學，特別是盡量使用生活中的示例，如教室桌椅等生活中常見的實物，不但可以使學生的思維能力得到不斷發展、想象力更為豐富、更有創造力，還能使理論和實踐結合，使學生感到所學的知識和生活有著密切的關系，使教學產生事半功倍的效果。利用多媒體制作軟件對圖形進行加工處理，使一些普通條件下無法實現或觀察的過程和現象生動、形象地顯示出來。在制圖教學中，可以針對截交相貫組合體這個難點建立三維模型庫，根據講課需要，隨時調用，將模型用投影儀顯示出來，并且根據需要旋轉任意角度讓學生觀看，這樣可以很形象地說明物體的形狀，給學習者以直觀形象的立體圖形演示，有助于學生空間概
9、念的建立，對他們樹立學習信心和培養學習興趣非常重要，并為后面的畫圖打下了良好的思維基礎。（五）在制圖教學中充實AutoCAD繪圖知識，培養學生作圖能力和形體變現能力，使學生的空間思維和基本工程技能得到訓練在制圖課程內可以將計算機繪圖（簡稱CAD）內容納入到制圖課程教學中，介紹CAD軟件的基本功能及操作方法，教會學生使用CAD軟件建立組合體的三維模型及投影圖、剖面圖、斷面圖和尺寸標注方法，運用CAD軟件繪制建筑物的總平面圖、平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖、結構施工圖等圖形。這樣，讓學生學會了手工繪圖和計算機繪圖兩種技能，既可以培養他們對建筑工程圖樣的閱讀能力、表達能力和實際應用能力，又可以滿足他們日后工作的需要。總之，在建筑制圖教學過程中，要抓住制圖課程的特點，盡可能地結合學生實際情況，并通過實踐給每一位學生提供開拓空間思維能力的機會，培養學生繪圖和讀圖能力，提高建筑制圖教學效果。5
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