學(xué)科教育論文-培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力　提高《建筑制圖》教學(xué)效果.doc

學(xué)科教育論文-培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力提高建筑制圖教學(xué)效果摘要：在教學(xué)實(shí)踐中從引入空間坐標(biāo)概念、借助基本立體圖形、利用實(shí)物及多媒體教學(xué)等幾方面論述如何培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力。關(guān)鍵詞：空間思維；建筑制圖建筑制圖是工民建專業(yè)的一門理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。它不僅理論嚴(yán)謹(jǐn)，且與工程聯(lián)系緊密，學(xué)生能否學(xué)好這門課將直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，關(guān)系到將來(lái)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力及個(gè)人發(fā)展空間的大小。中職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，立體幾何知識(shí)欠缺，空間思維能力較差，要求學(xué)生靈活地運(yùn)用制圖語(yǔ)言來(lái)表達(dá)一個(gè)較復(fù)雜的形體比較困難。學(xué)生普遍認(rèn)為制圖課難學(xué)。如何運(yùn)用教學(xué)手段改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，把學(xué)生感到難學(xué)的內(nèi)容生動(dòng)、形象、直觀的展現(xiàn)在他們面前，幫助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(xué)實(shí)踐中，針對(duì)建筑制圖教學(xué)方法的改革進(jìn)行了以下探討。（一）引入空間坐標(biāo)概念，強(qiáng)化學(xué)生空間想象能力，實(shí)現(xiàn)由簡(jiǎn)單幾何元素投影向簡(jiǎn)單幾何形體投影的過渡畫法幾何是建筑制圖的基礎(chǔ)。它的教學(xué)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(nèi)容是用圖示、圖解法解決空間幾何問題，將空間幾何體展現(xiàn)為以三視圖為主的平面圖形。在投影作圖教學(xué)過程中，一定要在點(diǎn)的投影上多下工夫，使學(xué)生盡快“入門”，順利實(shí)現(xiàn)“二維”與“三維”之間的相互轉(zhuǎn)化，消除學(xué)生學(xué)習(xí)制圖課的畏難情緒，使學(xué)生以飽滿的熱情投入到后續(xù)章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。我們知道，三維立體的視圖是由圖形要素組成的，圖形要素可用量化的坐標(biāo)來(lái)表示，可將幾何圖形信息化為三維坐標(biāo)，在三維坐標(biāo)系中進(jìn)行分析，將其某一坐標(biāo)壓縮為零，如圖1所示，就可以很形象地說(shuō)明側(cè)立面圖的形成過程。這樣，通過坐標(biāo)點(diǎn)陣不但容易理解積聚性概念，而且能更深入地理解長(zhǎng)對(duì)正、高平齊、寬相等的投影對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而強(qiáng)化空間概念，幫助學(xué)生培養(yǎng)形象思維能力和空間想象能力。（二）通過視圖、軸測(cè)圖和立體模型三者之間轉(zhuǎn)換練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生空間形體思維能力建筑制圖是一門形象思維很強(qiáng)的課程，要不斷地由物畫圖、由圖想物，實(shí)現(xiàn)形象、聯(lián)想、想象、判斷、推理等復(fù)合思維形式的往復(fù)交替。制圖是立體思維向平面轉(zhuǎn)化，讀圖則是平面向立體思維轉(zhuǎn)化。我們知道，軸測(cè)圖既可以用來(lái)表示物體的形狀，又可用來(lái)表示物體的大小，被廣泛地應(yīng)用于輔助性圖樣，它的表現(xiàn)效果類似于人們觀察物體的視覺角度。因此，軸測(cè)圖的教學(xué)在培養(yǎng)職業(yè)學(xué)校學(xué)生的讀圖能力方面具有相當(dāng)重要的作用。由于學(xué)生空間概念不強(qiáng)，他們只能識(shí)別一些簡(jiǎn)單的立體圖，如長(zhǎng)方體、正方體、圓柱體等。針對(duì)這一特點(diǎn)，在軸測(cè)圖教學(xué)中，可以通過Solidworks展示一些軸測(cè)圖形，讓那些賞心悅目、頗具美感的作品成為學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)，使學(xué)生愿意帶著興趣、帶著目標(biāo)去學(xué)習(xí)。由于學(xué)生對(duì)繪畫不陌生，在教學(xué)過程中可以利用學(xué)生在繪畫方面的知識(shí)和技能，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生畫正等軸測(cè)圖的草圖。這樣，利用徒手繪制的軸測(cè)圖作為溝通視圖與空間形體的橋梁，通過畫軸測(cè)圖練習(xí)，可讓學(xué)生做到根據(jù)形體畫軸測(cè)圖，再由軸測(cè)圖畫出三視圖；或由三視圖畫出軸測(cè)圖，再由軸測(cè)圖想象出實(shí)際形狀。由此經(jīng)過從立體圖到平面圖、再?gòu)钠矫鎴D到立體圖的反復(fù)訓(xùn)練，他們能通過線條的變化區(qū)別不同的面并了解是何種性質(zhì)的面，對(duì)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(xué)中反復(fù)將視圖、軸測(cè)圖和立體模型三者對(duì)照，使學(xué)生對(duì)三者的聯(lián)系熟悉起來(lái)，進(jìn)而用一組不完整的視圖（如少一個(gè)視圖）要學(xué)生畫出軸測(cè)圖，再補(bǔ)畫所缺的視圖。在此基礎(chǔ)上逐步深入，引導(dǎo)學(xué)生畫一些簡(jiǎn)單疊加或切割的圖形，為后面分析組合體打下基礎(chǔ)。如圖2，通過對(duì)基本形體的軸測(cè)圖進(jìn)行部分修改的方式，逐步引導(dǎo)學(xué)生繪制較為復(fù)雜的三視圖。（三）借助基本立體圖形，結(jié)合形體分析法和線面分析法解決復(fù)雜組合體投影問題，提高學(xué)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(xué)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(shí)，教師要教會(huì)學(xué)生抓住視圖的主要特征，通過總體外圍輪廓分析，確定產(chǎn)生圖形的基本體，然后從疊加或切割的角度，依據(jù)從易到難、從大到小、由淺入深的順序，逐步逐個(gè)剖析，這樣物體的結(jié)構(gòu)形狀就會(huì)借助基本空間概念清晰地浮現(xiàn)出來(lái)。畫組合體的視圖時(shí)，首先對(duì)其進(jìn)行形狀分析：對(duì)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(jù)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(duì)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(huì)很快躍然紙上。（四）充分利用實(shí)物及多媒體進(jìn)行直觀教學(xué)講授制圖時(shí)，可以挑選一些常見的結(jié)構(gòu)和有代表性的模型，以及含有多種組合體的模型，逐步培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。如演示一些獨(dú)立基礎(chǔ)模型、樓梯模型、梁柱組合模型等，讓學(xué)生對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)觀察，對(duì)物體的形狀及外在關(guān)系進(jìn)行分析，在大腦中產(chǎn)生圖像記憶，并根據(jù)投影法想象出投影后的平面圖形。也可以讓學(xué)生根據(jù)投影圖想象出物體的結(jié)構(gòu)和形狀。在課堂教學(xué)中，靈活運(yùn)用實(shí)物教具教學(xué)，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(shí)物，不但可以使學(xué)生的思維能力得到不斷發(fā)展、想象力更為豐富、更有創(chuàng)造力，還能使理論和實(shí)踐結(jié)合，使學(xué)生感到所學(xué)的知識(shí)和生活有著密切的關(guān)系，使教學(xué)產(chǎn)生事半功倍的效果。利用多媒體制作軟件對(duì)圖形進(jìn)行加工處理，使一些普通條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)或觀察的過程和現(xiàn)象生動(dòng)、形象地顯示出來(lái)。在制圖教學(xué)中，可以針對(duì)截交相貫組合體這個(gè)難點(diǎn)建立三維模型庫(kù)，根據(jù)講課需要，隨時(shí)調(diào)用，將模型用投影儀顯示出來(lái)，并且根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)任意角度讓學(xué)生觀看，這樣可以很形象地說(shuō)明物體的形狀，給學(xué)習(xí)者以直觀形象的立體圖形演示，有助于學(xué)生空間概念的建立，對(duì)他們樹立學(xué)習(xí)信心和培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣非常重要，并為后面的畫圖打下了良好的思維基礎(chǔ)。（五）在制圖教學(xué)中充實(shí)AutoCAD繪圖知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生作圖能力和形體變現(xiàn)能力，使學(xué)生的空間思維和基本工程技能得到訓(xùn)練在制圖課程內(nèi)可以將計(jì)算機(jī)繪圖（簡(jiǎn)稱CAD）內(nèi)容納入到制圖課程教學(xué)中，介紹CAD軟件的基本功能及操作方法，教會(huì)學(xué)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(biāo)注方法，運(yùn)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(jié)構(gòu)施工圖等圖形。這樣，讓學(xué)生學(xué)會(huì)了手工繪圖和計(jì)算機(jī)繪