立体图在制图教学中的应用


立体图在制图教学中的应用
机械制图是一门理论性、实践性都很强的技术基础课。技校学生因其知识结构的差距,学习难度较大。为达到制图课的教学目的,取得良好的效果,我尝试了在教学中应用立体图解决实际问题。
一、用立体图树立空间概念
画图是立体向平面转化,读图是平面向立体思维。无论读图与画图都离不开立体,这就要求学习制图必须具备空间概念。刚入校的技校生因其知识结构的差距,几乎没有什么空间概念,但是他们能凭借自己生活经验所产生的直觉识别一些简单的立体图。如:长方体、正方体、圆柱体等。我针对这一特点,在教学中充分利用,带领学生画基本立体图形。开始的时候并不严格按照轴测图的要求画图,这是因为还处于培养学生兴趣阶段,避开理论学生更易接受。但是也不能让他们任意发挥,而应在画图过程中有意识地引导学生画比较接近正等测的草图。学生在我的示范下能迅速画出棱柱体、圆柱体,圆锥体等基本几何体,并很快转变为自己的技能。虽然这时候学生所画的图形不规范,但是他们能通过线条的变化区别不同的面并了解是何种性质的面,对各种基本几何体的轮廓有所了解,初步树立了空间概念。通过对学生直观感觉的引导,大大激发了学生的学习兴趣,避免单纯理论知识的晦涩难懂,消除对制图的畏难情绪。在此基础上逐步深入,引导学生画一些简单叠加或切割的图形。
作这些图形一方面继续树立学生的空间概念,另一方面使学生懂得:复杂的几何体是由一些基本立体变化而成。为后面分析组合体打下基础。
二、用立体图得出投影规律
在进行初步训练培养空间概念之后归入主题——投影作图。为了防止学生过分依赖立体图的心理,我特别指出:立体图不能反映物体真实形状,平面图才是工程技术交流的重要文件。以此激发学生的求知欲,明确学习的目的及任务。投影规律是投影作图的精髓,虽然容易记住,但是初学者不能灵活运用。为此我让学生画出简单的立体图及其三视图并标明六方关系。学生标明六方关系后就会发现:主视图、俯视图都表示立体图的左右距离:主视图、左视图都表示立体图的上下距离;俯视图、左视图都表示立体图的前后距离。立体图一经确立,其上下、左右、前后距离就不变。这样,直观得出三视图投影规律:主俯视图长对正,主左视图高平齐,俯在视图宽相等。为了使学生熟练掌握立体六方向平面六方转换关系,从心理上接受三视图所表示的六方,我要求学生每画一立体图都要画出三视图并标明六方关系。通过由简单到复杂的训练后,强化了感性认识,避免在后面的作图、读图时六方关系区别不清。
三、用立体图解决几何元素投影
点、线、面等几何元素投影理论性强,为了便于学生的理解掌握,我仍然用立体图帮助教学,一方面因为通过前面的学习,学生对立体图已经很熟悉;另一方面这样可以由感性认识向理性认识转变,便于学生理解。课程进行到点、线、面投影时,我先让学生借助轴测图画出规范的立体图及其三视图,然后我根据教学目的在立体图上给出几何元素,让学生在三视图中指出其投影,最后在教师的引导下归纳为投影特征理论。这样的教学过程既避免单纯讲解理论,又可以使学生领会学习几何元素的目的,使他们不但理解掌握了理论知识,而且知道学习后的作用,避免理论学习中无的放矢的现象,为系统分析立体投影奠定了理论基础。
四、用立体图解决组合体投影难题
学生掌握几何元素投影知识后,就具备了投影作图的理论基础,能够解决一般的组合体投影问题;但是对于比较复杂的组合体问题,他们的理论水平则稍嫌不足。为此,我仍借助立体图来解决。课本中读组合体视图介绍了两种方法:一是形体分析法;二是线面分析法。这两种方法对于初学者来说理论性强,不易掌握。教学中,我把握基本几何体组成组合体这一原则,引用立体图分析组合体,只把形体分析和线面分析作为理论过渡。运用这种方法的决定性条件是:学生熟练掌握基本立体(棱柱、圆柱、圆锥、球等)投影知识及截割叠加后投影图的变化。
用基本立体图解决复杂组合体投影是依据组合体由基本体组成这一原则把复杂图形进行程序化处理,使其条理清楚且直观易懂,避免初学者因理论基础不牢固导致线面分析混乱这一缺点。用基本立体图解决制图中的问题既是遵循制图教学来源于实践、服务于实践,由易到难、由浅入深的发展规律,也是对机械制图以读引画、以画助读原则的认真贯彻。