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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。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abc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。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“、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。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“、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。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8
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