工程制圖課程與學(xué)生綜合思維能力培養論文

　　【摘要】分析學(xué)生在學(xué)習工程制圖時(shí)表現的常態(tài)性問(wèn)題，并提出在工程制圖課堂教學(xué)中有機融合綜合思維能力培養的教學(xué)改革思路。

　　【關(guān)鍵詞】工程制圖；空間思維能力；發(fā)散思維能力；邏輯思維能力；教學(xué)改革

　　一、學(xué)生在工程制圖課程的學(xué)習過(guò)程中遇到的問(wèn)題

　　學(xué)生在工程制圖課程學(xué)習的過(guò)程中遇到的常態(tài)性問(wèn)題主要表現為以下三個(gè)方面：一是對照二維視圖難以在腦海里將其物化為空間立體形態(tài)，在進(jìn)行作業(yè)練習時(shí)無(wú)法根據已知的部分視圖繪制第三視圖或其他視圖。二是對指定的立體進(jìn)行視圖表達時(shí)，認知局限于“答案唯一”，沒(méi)有“既可如此表達，也可那般表達”的發(fā)散式思維意識，大部分同學(xué)的作業(yè)中表達均完全雷同，形式單一，不夠靈活。三是視圖表達不完整，雖然在腦海中可以物化立體形態(tài)，但在視圖表達中總存在多線(xiàn)或漏線(xiàn)現象。深究這些常態(tài)性問(wèn)題的本源，第一，學(xué)生難以在腦海里物化立體形態(tài)，源于缺乏空間思維能力，無(wú)法將二維視圖的點(diǎn)、線(xiàn)、面構成與立體形態(tài)建立聯(lián)系。第二，學(xué)生對于立體的視圖表達方式不夠靈活，源于學(xué)生長(cháng)期以來(lái)接受應試教育而形成了“標準答案唯一”的意識，這種習慣抑制了發(fā)散思維能力的發(fā)揮，在做作業(yè)時(shí)相互參照，求同避異，導致作業(yè)結果雷同，無(wú)法體現活學(xué)活用的學(xué)習效果。第三，在進(jìn)行視圖表達時(shí)，學(xué)生在很多情況下只是單純對照腦海里的立體形態(tài)進(jìn)行視圖表達，較少運用邏輯思維來(lái)分析視圖表達的正確性和完整性，加上缺乏嚴謹的學(xué)習態(tài)度，導致雖然表達時(shí)大部分結構都是正確的，但是在局部和細節表達上往往出現錯漏線(xiàn)條或線(xiàn)型表達錯誤等現象�？臻g思維能力、發(fā)散思維能力以及邏輯思維能力構成了識讀和繪制工程圖樣的綜合思維能力。根據以上常態(tài)性問(wèn)題分析可知，在進(jìn)行工程制圖課程教學(xué)改革時(shí)，應圍繞培養學(xué)生的這三大思維能力來(lái)開(kāi)展教學(xué)方法與手段的改革。

　　二、綜合思維能力的培養

　�。ㄒ唬┛臻g思維能力的培養空間思維能力是人們對客觀(guān)事物的空間形式進(jìn)行觀(guān)察、分析、認知的一種抽象思維能力。無(wú)論是識讀還是繪制圖樣，空間思維能力都是不可或缺的基本能力。在工程制圖中，它主要體現為：能根據直觀(guān)的二維視圖或者語(yǔ)言表述，在腦海中呈現相應的空間立體形態(tài)；能根據空間立體形態(tài)，在腦海中形成其各個(gè)視角的直觀(guān)二維圖。能對復雜的立體結構在腦海中進(jìn)行拆分、疊加或刪減，理解拆分后各結構的形態(tài)，完成對復雜立體結構的整體認知�？臻g思維能力并非憑空捏造，即便是天馬行空的想象也是建立在細致入微的觀(guān)察及知識累計的基礎上。因此，空間思維能力的培養需按照層次逐級培養提高。階段一的培養重點(diǎn)為強化學(xué)生對三維空間投影體系的認知，以觀(guān)察為主，讓學(xué)生建立起清晰的三維投影空間體系。教學(xué)過(guò)程中，可借助教室角落等直觀(guān)的三個(gè)墻面構成現實(shí)的三面投影體系，讓學(xué)生觀(guān)察這三個(gè)面的相對方位，并要求學(xué)生用語(yǔ)言表達其觀(guān)察結果。階段二是強化投影特點(diǎn)的認知。通過(guò)不同方位觀(guān)察投影體系中的'實(shí)物，了解各個(gè)投影方向上實(shí)物所呈現出來(lái)的結構形態(tài)。選取的實(shí)物案例應為學(xué)生最熟悉的實(shí)物，可讓學(xué)生作為實(shí)物案例站立于該三面投影體系中，同學(xué)們通過(guò)前方、左方以及想象從上方看到的人物投影，用簡(jiǎn)單的輪廓線(xiàn)將所看到的人物影像表達出來(lái)，并區分各個(gè)投影中觀(guān)察看到的人物身體部位特征，如正面投影可看到左右手，左右腿，了解頭部、手臂和腿等各部分的上下左右方位關(guān)系。正面投影和左面投影均能通過(guò)觀(guān)察得到人物影像的概念，由此再引申到俯視方位，讓同學(xué)們想象從上方看到人物的影像。以學(xué)生最熟悉的人物案例作為階段二的代表性案例，既讓學(xué)生覺(jué)得有趣，也讓他們從最熟悉的事物開(kāi)始積累觀(guān)察經(jīng)驗，從不同視角的想象來(lái)激發(fā)學(xué)生的空間想象力。階段三，讓學(xué)生利用卡紙建立一個(gè)三面投影體系，提供基本立體模型，將立體模型放置于三面投影體系中，學(xué)生從三個(gè)基本投影方向分別觀(guān)察及測量立體模型，并將觀(guān)察到的影像繪制出來(lái)。接著(zhù)收回模型及學(xué)生繪制的圖形，讓學(xué)生憑借印象再次進(jìn)行三個(gè)投影的繪制。學(xué)生在此過(guò)程中逐漸將觀(guān)察轉化為想象，并在腦海里形成具體的三維空間投影概念。階段四，通過(guò)語(yǔ)言表達，對基本立體進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加或切割，讓學(xué)生在繪制好的視圖中進(jìn)行修改，強化其空間思維能力。階段五，提供對該立體進(jìn)行另一種疊加或切割的二維視圖，讓學(xué)生觀(guān)察視圖并口頭描述視圖中的形體在原型的基礎上進(jìn)行了何種修改，培養學(xué)生從二維直觀(guān)圖轉換到腦海中的空間形體的想象能力。任何事物的發(fā)展規律均需要一個(gè)逐級發(fā)展的過(guò)程，空間思維能力的培養也是如此，不能采用拔苗助長(cháng)的教學(xué)方式。不重視空間思維能力的培養，最終將導致學(xué)生在面對復雜的立體投影圖時(shí)無(wú)所適從。想象力具有明顯的遞增性，只有按照其發(fā)展規律，適當地設計教學(xué)環(huán)節，組織好教學(xué)內容，逐級提高學(xué)生的空間思維能力，將其培養滲透到每個(gè)知識點(diǎn)中，才能產(chǎn)生潤物細無(wú)聲的教學(xué)效果。

　�。ǘ�）發(fā)散思維能力的培養發(fā)散思維又稱(chēng)求異思維，以其獨特型、變通性及流暢性，可使人克服腦海中固定的思維框架，思路呈現豐富的多樣性和多面性。在工程制圖知識體系中，培養發(fā)散性思維有助于幫助學(xué)生突破局限，擴展思路，在面對結構復雜的零部件和裝配體視圖表達時(shí)，積極尋求不同的表達方案組合，掌握最優(yōu)方案的評估方法，以達到面對任何工程圖學(xué)問(wèn)題都能不拘泥一格，靈活表達，具備解決復雜實(shí)際工程問(wèn)題的能力。發(fā)散思維能力是創(chuàng )新能力的基礎，隨著(zhù)高等教育對創(chuàng )新型技術(shù)人才培養的側重，發(fā)散思維能力的培養日趨重要。在工程制圖課程教學(xué)中，發(fā)散思維的培養需要借助橫向類(lèi)比、觸類(lèi)旁通等教學(xué)手法，使思維沿著(zhù)不同方向擴散。圖1“發(fā)散思維案例示范（一）”是一個(gè)培養發(fā)散思維能力的實(shí)例。對于圖1中的a視圖，讓學(xué)生在1分鐘內想象并繪制出可能的左視圖。只有一個(gè)投影視圖的立體給學(xué)生提供了很大的想象空間，1分鐘內學(xué)生想到的結構見(jiàn)圖1中的b～d視圖。經(jīng)實(shí)踐證明，在學(xué)生的想象力得到認可的基礎上，再給學(xué)生5分鐘的時(shí)間，學(xué)生通過(guò)比較分析，其運用發(fā)散性思維的能力將得到快速提高。在該實(shí)例教學(xué)中，學(xué)生在后5分鐘內共想出了44種可能的左視圖方案。見(jiàn)圖2“發(fā)散思維案例示范（二）”。雖然根據排列組合計算該題的方案遠不止44種，但學(xué)生通過(guò)訓練可以深刻體會(huì )發(fā)散思維的開(kāi)發(fā)過(guò)程。擴展性的立體視圖分析有助于學(xué)生對立體投影發(fā)散式思考能力的培養，同樣將這種訓練延伸至組合體視圖的表達方法上，養成多角度思考表達方式的思維習慣，從而熟知各種視圖表達方法的特點(diǎn)，掌握能靈活應對復雜的工程圖樣問(wèn)題的能力。除教師結合課堂內容教學(xué)提供發(fā)散思維訓練題外，可由學(xué)生自行設計該類(lèi)型的作業(yè)，以此驅動(dòng)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行發(fā)散性思考，打破自身思維禁錮，開(kāi)放性地接受課程內容，并能舉一反三，可持續性地延伸課程內容。

　�。ㄈ�）邏輯思維能力的培養工程制圖中，邏輯思維能力的培養應建立在空間思維能力和發(fā)散思維能力培養的基礎上。當學(xué)生能夠在二維投影圖和空間立體形態(tài)中產(chǎn)生聯(lián)系，并學(xué)會(huì )從多角度認識立體結構，結合邏輯思維分析，在進(jìn)行識讀和繪圖時(shí)進(jìn)行視圖的認知和校正。邏輯思維能力的培養在工程制圖課程中最具代表性的是利用形體分析法和線(xiàn)面分析法進(jìn)行復雜組合體形態(tài)的分析及視圖的繪制。以形體分析法在繪制組合體視圖的應用為例，在進(jìn)行組合體的視圖繪制時(shí)，首先在腦海里將復雜形體拆分成若干基本立體，建立各個(gè)基本立體之間的位置邏輯關(guān)系，進(jìn)行繪圖時(shí)，再逐次將基本立體重組為組合體的形態(tài)。繪圖過(guò)程中，按照基本立體的投影視圖進(jìn)行繪制，并分析在特定的投影方向上基本立體之間的遮擋邏輯關(guān)系，進(jìn)行視圖細節部分的處理，如被遮擋的立體輪廓改用虛線(xiàn)表達等。在邏輯思維能力的培養中，學(xué)生往往存在片面性。例如在利用形體分析法進(jìn)行繪圖時(shí)，學(xué)生常常只是單純地將組合體進(jìn)行拆分，而忽略了對基本立體位置的邏輯分析，以及沒(méi)有意識到所謂拆分只是假想的過(guò)程，而非真實(shí)動(dòng)作等。以至于繪圖過(guò)程中常將假想拆分后的基本立體獨立繪制，不考慮各個(gè)基本立體之間的拆分邏輯，繼而出現了多線(xiàn)或少線(xiàn)、以及線(xiàn)型表達錯誤的問(wèn)題。因此在進(jìn)行邏輯思維能力的培養中，應從淺入深，先從由兩個(gè)基本立體組成的組合體視圖表達開(kāi)始，訓練學(xué)生在組合體視圖表達中的邏輯思維能力，逐層提高組合體的復雜程度，使學(xué)生能夠深刻領(lǐng)會(huì )邏輯分析在工程圖樣表達時(shí)的重要性。圖紙是工程交流的主要語(yǔ)言，工程圖樣的表達能力是工科學(xué)生必備的基本能力。要掌握工程圖樣的識讀及繪圖技能，就必須具備良好的空間思維能力、發(fā)散思維能力和邏輯思維能力。在工程制圖課程教學(xué)改革中，應將這三方面的思維能力培養有機地融入課程內容體系中，以使培養的學(xué)生真正做到“能表達，能靈活的表達，能科學(xué)的表達”。

　　【參考文獻】

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