1、在制图教学中培养学生空间想象能力与思维能力的研究和探究论文关键词：空间想象能力 空间思维能力 空间概念 特殊能力二维平面图形 三维空间形体 论文摘要：职业学校应培养有一定理论基础、扎实专业知识、较强实践能力的人才。而制图作为工科学校一门必修的技术基础课，它培养学生具有一定的识图、绘图能力，为以后的识读和绘制专业图打下良好的基础。要学好这门课，首先，也是最难的一点就是空间概念的建立，培养学生空间想象能力与思维能力是制图的主要任务之一，本文从三个方面进行了一些研究和探讨。 培养空间想象能力与思维能力是制图的主要任务之一，也是制图教学中的一个重点和难点，还是图学教育工作者普遍研究的课题之一。 严格地
2、说，想象力是科学研究中的实在因素。古今中外在科学技术上有所进步的人，除了有渊博的知识以外，他们还具有丰富的想象力，而科学技术上的创造性想象，又都离不开空间想象能力与思维能力的培养。因此，世界上科学技术发达的国家，从小就注重孩子想象能力与思维能力的培养，都普遍重视图和图样知识、技能的普及和提高，以及通过它们培养空间想象能力与思维能力的教育。 人的能力可分为一般和特殊能力两类。所谓一般能力是指各种活动都需要的一些共同能力，如观察、思维、语言、记忆能力等。所谓特殊能力是指各种活动所需要的专门能力，如表演、绘画、计算、设计能力等。空间想象与思维能力对工科学校的学生来说是一种特殊能力，但它们又不同于一般
3、的想象和思维能力。 人们常说的想象能力，就是形象思维能力。心理学指出，想象是人脑对已有的表象进行加工改造而创造新形象的过程。因此，想象并不是单纯的表象再现，重要的在于加工改造，没有加工改造，就谈不上想象，更谈不上创造发明。 制图中的空间想象能力虽然有其独特的内涵，但就想象的心理过程来说，它与通常所说的想象能力是一致的，它也是对过去感知得来并通过记忆保持下来的表象，实行加工改造，从而进行“再造想象”及“创造想象” 。所不同的就在于空间想象所采取的方法是与众不同的，它要根据二维平面图形想象出三维空间形体。正是在这点上，空间想象能力有其独特的内涵。 空间思维能力又具有什么含义呢？ 思维是人脑反映事物
4、的一般特性和事物之间的规律性联系，以及对已有知识为中介进行推断和解决问题的过程。人的思维能力的发展是在掌握知识的过程中实现的，其中逻辑思维能力是以概念、判断、推理的形式来进行思维的能力，是人类认识事物的本质特征和规律的能力。我们所说的空间思维能力也正是这种逻辑思维能力。然而，由于我们的研究对象和方法有其独特性，因此这种逻辑思维能力是在三维空间中进行的。培养学生的空间思维能力是一个循序渐进、螺旋上升的过程，必须坚持由空间到平面，再由平面到空间的反复过程，也就是由实物到投影图，由投影图到立体的双向过程。 应该指出，空间想象能力与空间思维能力是相互制约，相辅相成的，它们之间既有联系又有区别。空间想象
5、能力是借助于“想象” ，空间思维能力则更多的借助于“推理” ，当然在推理过程中也有想象。 在制图教学中，究竟怎样培养学生的空间想象能力与空间思维能力呢？为此，我们从三个方面进行了研究和探讨。 一、适度运用直观教具留有抽象思维余地 要学习、掌握制图这门课程，需要一定的空间概念，而大多数学生在初中阶段缺乏这方面的感性认识，高职校学生均在刚进校的十五、六岁年龄开始学习制图，而这时还没学过立体几何，因而他们初学时就感到难以理解，在多年的制图教学中发现学“点”时学生是最茫然的。由于制图中是用二维平面图形来反映三维空间形体，解决问题是在空间进行的，这更增加了思维的难度，因此，教师在教学过程中，就应该遵循认
6、识事物的一般规律，引导学生从具体到抽象，从感性到理性进行认识，正确贯彻直观教学原则，适度运用直观教具。 如点的投影规律贯穿于整个画法几何的始终，是学习其它内容的基础，也是学生开始建立空间概念、掌握投影规律的起点。因此，在教学过程中要特别重视，可以借助于教室中的黑板、地面及墙面所构成的三个互相垂直的投影面加以说明，还要应用多媒体的动画效果演示，增强学生的学习兴趣。使学生得到三个互相垂直的投影面的直观印象，加深对三维空间的认识，然后再利用直观教具论证点的投影规律，并要求学生能根据点的空间位置，准确地画出点的投影图，反之根据点的三面投影图又能正确地想象出点的空间位置，进而再将这些点放到简单的形体上进
7、行投影分析。这样就使得学生初步认识了二维平面上的图形和三维空间上的实物之间的转化规律，即开始建立了空间概念。 当然运用直观教具不是教学的目的，只是一种手段，在于帮助学生建立抽象思维与形象思维之间的联系，并且借以培养和扩展学生的空间想象能力。直观教具一般用于初学阶段，初学时还可自制简易模型，帮助理解空间与平面的关系。但要有选择地运用直观教具，不能滥用直观教具。 二、培养学生观察能力，为空间想象作准备 观察是知觉的特殊 形式，是有目的、有计划的比较持久的知觉。观察力就是观察能力。前苏联生物学家巴甫洛夫认为：“观察力的完善具有很大意义，它是研究人员和学者在日常活动中的必备品质” 。就制图教学而言，培
8、养观察力的重要任务是训练学生的空间知觉能力以及对物体形状、大小、方位和结构等特征的知觉能力，使学生充分地了解三维空间几何关系，并能够通过各种形体确定组成形体的基本单元、数量、相对位置和组合形式，进而能够了解各类物体的形状和组成的规律性。同时还应使学生善于从物体视图中确定特征视图(绘三视图时应先画特征视图)，并能从视图中分离出各个线框和图线的对应关系。 学生进行观察时，教师的主导作用也是十分重要的，教师应引导学生认真仔细地进行观察分析，进而掌握其投影规律，比如，对同一个问题，为什么有的人看得比较肤浅，而有的人却看得比较深刻呢？这是因为有的人只停留在事物的表象上，而有的人却透过现象看到了事物的本质
9、。学生在观察实物绘制投影图时也是一样，有的学生能通过观察分析总结出物体的结构特点，而有的学生则以偏概全，一无所获。这就需要教师的正确引导。特别是进行图物对照观察时，更要求学生细心领会图形是如何反映物体的。如果教师能够有目的、有计划地让学生观察大量的形体，使学生将观察的形象储存于脑海中，并记住一些典型实物及图形，能够从纷繁复杂的形体中分辨出各自的形状特征，这样就为学生进行空间想象奠定了基础，这对培养学生的空间想象能力是非常有益的。 然而，一个人知识面的宽窄将会影响想象力的高低，一个刚踏进高职校的初中生，知识面是有限的，这直接影响他的想象力。因此，作为制图教师，在教学中就不能仅局限于制图本身，而应
10、该有计划、有目的地向学生传授一些机械、建筑等知识，有步骤有选择地讲解一些企业生产知识。此外，教师还应及时地将制图方面的新动态、新理论向学生进行介绍，以开拓他们的视野，充分发挥他们的想象力，使其张开想象的翅膀，自由地飞翔。 三、遵循逻辑思维规律，发展创造性思维 逻辑思维是按照逻辑规律，逐步分析推导，最后获得合乎逻辑的正确答案或合理结论的思维，在制图教学过程中，教师必须遵循逻辑思维的基本规律，培养学生正确的思维方法，使学生既能够利用积存的空间表象进行分析、综合、抽象、概括来解决空间形体的构思和表达，也能够利用投影概念、空间几何关系及投影规律进行合乎逻辑的设想、推理、判断来解决空间较为复杂的构思和表
11、达。如在进行读图教学时，可以采用看图搭积木，看图画立体草图，根据两视图补画第三视图等方法，进行思维训练，尤其是据两视图补画第三视图的训练对学生特别具有挑战性，是最好的思维训练方法。据一视图补画另两个视图的练习，也能充分发挥学生的想象能力，因为可能每题会得到十多种正确答案。 但教师在按照逻辑思维基本规律进行教学时，不能局限于常规性思维，必须在传授知识经验的同时，鼓励学生突破逻辑思维，发展创造性思维，所谓逻辑思维是凭借一般的现成的知识经验，按习以为常的方式解决思维任务的那种思维，而创造性思维是指个人在头脑中发现事物之间的新关系、新联系或新答案，用以组织某种活动或解决某种问题的思维过程。它是人类思维
12、的高级形式，具有新颖性和独特性的根本特征。当然创造性思维必须以常规性思维为基础。 在制图教学中，我们要鼓励学生从不同的角度去思考问题，解题上的“标新立异” ，学习中的求异思维，最能激发人的创造性。这些都是教学中所采用的模拟创造性思维训练方法，目的是为了培养学生的一种创造能力空间构思能力。它的培养不是孤立的，是在丰富的空间想象能力的基础上，紧密结合表达能力一起进行的，它是空间思维能力的更高阶段。空间构思能力的培养，对于学生参加专业课程设计、毕业设计、创新大赛及今后的实际工作都具有深远的意义。 当然，空间想象能力和空间思维能力的培养，不是靠短短一学期的制图学习就可以完成的，需要长期、坚持不懈地进行。这不仅是制图这门课程的主要任务，而且也是后继专业课程需要完成的任务之一。如果从事各课教学的教师都能重视培养学生的空间想象能力和空间思维能力，这将发掘出学生的潜能，对学生信心的恢复、智力的提高，会有极大的帮助，学生将在今后一生的学习、生活、工作中终身收益！ 参考文献： 1韩满林.工程制图.东南大学出版社. 2吴舒琛，王献文.土木工程实图. 3郭其福，应忠业.世界观.人生观.北京师范大学出版社. 4韩树英.通俗哲学.中国青年出版社.
