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在制圖教學中培養(yǎng)學生空間想象能力與思維能力的研究論文
論文摘要：職業(yè)學校應培養(yǎng)有一定理論基礎、扎實專業(yè)知識、較強實踐能力的人才。而制圖作為工科學校一門必修的技術基礎課，它培養(yǎng)學生具有一定的識圖、繪圖能力，為以后的識讀和繪制專業(yè)圖打下良好的基礎。要學好這門課，首先，也是最難的一點就是空間概念的建立，培養(yǎng)學生空間想象能力與思維能力是制圖的主要任務之一，本文從三個方面進行了一些研究和探討。
論文關鍵詞：空間想象能力空間思維能力空間概念特殊能力二維平面圖形三維空間形體
培養(yǎng)空間想象能力與思維能力是制圖的主要任務之一，也是制圖教學中的一個重點和難點，還是圖學教育工作者普遍研究的課題之一。
嚴格地說，想象力是科學研究中的實在因素。古今中外在科學技術上有所進步的人，除了有淵博的知識以外，他們還具有豐富的想象力，而科學技術上的創(chuàng)造性想象，又都離不開空間想象能力與思維能力的培養(yǎng)。因此，世界上科學技術發(fā)達的國家，從小就注重孩子想象能力與思維能力的培養(yǎng)，都普遍重視圖和圖樣知識、技能的普及和提高，以及通過它們培養(yǎng)空間想象能力與思維能力的教育。
人的能力可分為一般和特殊能力兩類。所謂一般能力是指各種活動都需要的一些共同能力，如觀察、思維、語言、記憶能力等。所謂特殊能力是指各種活動所需要的專門能力，如表演、繪畫、計算、設計能力等。空間想象與思維能力對工科學校的學生來說是一種特殊能力，但它們又不同于一般的想象和思維能力。
人們常說的想象能力，就是形象思維能力。心理學指出，想象是人腦對已有的表象進行加工改造而創(chuàng)造新形象的過程。因此，想象并不是單純的表象再現(xiàn)，重要的在于加工改造，沒有加工改造，就談不上想象，更談不上創(chuàng)造發(fā)明。
制圖中的空間想象能力雖然有其獨特的內涵，但就想象的心理過程來說，它與通常所說的想象能力是一致的，它也是對過去感知得來并通過記憶保持下來的表象，實行加工改造，從而進行“再造想象”及“創(chuàng)造想象”。所不同的就在于空間想象所采取的方法是與眾不同的，它要根據(jù)二維平面圖形想象出三維空間形體。正是在這點上，空間想象能力有其獨特的內涵。
空間思維能力又具有什么含義呢？
思維是人腦反映事物的一般特性和事物之間的規(guī)律性聯(lián)系，以及對已有知識為中介進行推斷和解決問題的過程。人的思維能力的發(fā)展是在掌握知識的過程中實現(xiàn)的，其中邏輯思維能力是以概念、判斷、推理的形式來進行思維的能力，是人類認識事物的本質特征和規(guī)律的能力。我們所說的空間思維能力也正是這種邏輯思維能力。然而，由于我們的研究對象和方法有其獨特性，因此這種邏輯思維能力是在三維空間中進行的。培養(yǎng)學生的空間思維能力是一個循序漸進、螺旋上升的過程，必須堅持由空間到平面，再由平面到空間的反復過程，也就是由實物到投影圖，由投影圖到立體的雙向過程。
應該指出，空間想象能力與空間思維能力是相互制約，相輔相成的，它們之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。空間想象能力是借助于“想象”，空間思維能力則更多的借助于“推理”，當然在推理過程中也有想象。
在制圖教學中，究竟怎樣培養(yǎng)學生的空間想象能力與空間思維能力呢？為此，我們從三個方面進行了研究和探討。
一、適度運用直觀教具留有抽象思維余地
要學習、掌握制圖這門課程，需要一定的空間概念，而大多數(shù)學生在初中階段缺乏這方面的感性認識，高職校學生均在剛進校的十五、六歲年齡開始學習制圖，而這時還沒學過立體幾何，因而他們初學時就感到難以理解，在多年的制圖教學中發(fā)現(xiàn)學“點”時學生是最茫然的。由于制圖中是用二維平面圖形來反映三維空間形體，解決問題是在空間進行的，這更增加了思維的難度，因此，教師在教學過程中，就應該遵循認識事物的一般規(guī)律，引導學生從具體到抽象，從感性到理性進行認識，正確貫徹直觀教學原則，適度運用直觀教具。
如點的投影規(guī)律貫穿于整個畫法幾何的始終，是學習其它內容的基礎，也是學生開始建立空間概念、掌握投影規(guī)律的起點。因此，在教學過程中要特別重視，可以借助于教室中的黑板、地面及墻面所構成的三個互相垂直的投影面加以說明，還要應用多媒體的動畫效果演示，增強學生的學習興趣。使學生得到三個互相垂直的投影面的直觀印象，加深對三維空間的認識，然后再利用直觀教具論證點的投影規(guī)律，并要求學生能根據(jù)點的空間位置，準確地畫出點的投影圖，反之根據(jù)點的三面投影圖又能正確地想象出點的空間位置，進而再將這些點放到簡單的形體上進行投影分析。這樣就使得學生初步認識了二維平面上的圖形和三維空間上的實物之間的轉化規(guī)律，即開始建立了空間概念。
當然運用直觀教具不是教學的目的，只是一種手段，在于幫助學生建立抽象思維與形象思維之間的聯(lián)系，并且借以培養(yǎng)和擴展學生的空間想象能力。直觀教具一般用于初學階段，初學時還可自制簡易模型，幫助理解空間與平面的關系。但要有選擇地運用直觀教具，不能濫用直觀教具。
二、培養(yǎng)學生觀察能力，為空間想象作準備
觀察是知覺的特殊
形式，是有目的、有計劃的比較持久的知覺。觀察力就是觀察能力。前蘇聯(lián)生物學家巴甫洛夫認為：“觀察力的完善具有很大意義，它是研究人員和學者在日�；顒又械谋貍淦焚|”。就制圖教學而言，培養(yǎng)觀察力的重要任務是訓練學生的空間知覺能力以及對物體形狀、大小、方位和結構等特征的知覺能力，使學生充分地了解三維空間幾何關系，并能夠通過各種形體確定組成形體的基本單元、數(shù)量、相對位置和組合形式，進而能夠了解各類物體的形狀和組成的規(guī)律性。同時還應使學生善于從物體視圖中確定特征視圖（繪三視圖時應先畫特征視圖），并能從視圖中分離出各個線框和圖線的對應關系。
學生進行觀察時，教師的主導作用也是十分重要的，教師應引導學生認真仔細地進行觀察分析，進而掌握其投影規(guī)律，比如，對同一個問題，為什么有的人看得比較膚淺，而有的人卻看得比較深刻呢？這是因為有的人只停留在事物的表象上，而有的人卻透過現(xiàn)象看到了事物的本質。學生在觀察實物繪制投影圖時也是一樣，有的學生能通過觀察分析總結出物體的結構特點，而有的學生則以偏概全，一無所獲。這就需要教師的正確引導。特別是進行圖物對照觀察時，更要求學生細心領會圖形是如何反映物體的。如果教師能夠有目的、有計劃地讓學生觀察大量的形體，使學生將觀察的形象儲存于腦海中，并記住一些典型實物及圖形，能夠從紛繁復雜的形體中分辨出各自的形狀特征，這樣就為學生進行空間想象奠定了基礎，這對培養(yǎng)學生的空間想象能力是非常有益的。
然而，一個人知識面的寬窄將會影響想象力的高低，一個剛踏進高職校的初中生，知識面是有限的，這直接影響他的想象力。因此，作為制圖教師，在教學中就不能僅局限于制圖本身，而應該有計劃、有目的地向學生傳授一些機械、建筑等知識，有步驟有選擇地講解一些企業(yè)生產(chǎn)知識。此外，教師還應及時地將制圖方面的新動態(tài)、新理論向學生進行介紹，以開拓他們的視野，充分發(fā)揮他們的想象力，使其張開想象的翅膀，自由地飛翔。
三、遵循邏輯思維規(guī)律，發(fā)展創(chuàng)造性思維
邏輯思維是按照邏輯規(guī)律，逐步分析推導，最后獲得合乎邏輯的正確答案或合理結論的思維，在制圖教學過程中，教師必須遵循邏輯思維的基本規(guī)律，培養(yǎng)學生正確的思維方法，使學生既能夠利用積存的空間表象進行分析、綜合、抽象、概括來解決空間形體的構思和表達，也能夠利用投影概念、空間幾何關系及投影規(guī)律進行合乎邏輯的設想、推理、判斷來解決空間較為復雜的構思和表達。如在進行讀圖教學時，可以采用看圖搭積木，看圖畫立體草圖，根據(jù)兩視圖補畫第三視圖等方法，進行思維訓練，尤其是據(jù)兩視圖補畫第三視圖的訓練對學生特別具有挑戰(zhàn)性，是最好的思維訓練方法。據(jù)一視圖補畫另兩個視圖的練習，也能充分發(fā)揮學生的想象能力，因為可能每題會得到十多種正確答案。
但教師在按照邏輯思維基本規(guī)律進行教學時，不能局限于常規(guī)性思維，必須在傳授知識經(jīng)驗的同時，鼓勵學生突破邏輯思維，發(fā)展創(chuàng)造性思維，所謂邏輯思維是憑借一般的現(xiàn)成的知識經(jīng)驗，按習以為常的方式解決思維任務的那種思維，而創(chuàng)造性思維是指個人在頭腦中發(fā)現(xiàn)事物之間的新關系、新聯(lián)系或新答案，用以組織某種活動或解決某種問題的思維過程。它是人類思維的高級形式，具有新穎性和獨特性的根本特征。當然創(chuàng)造性思維必須以常規(guī)性思維為基礎。
在制圖教學中，我們要鼓勵學生從不同的角度去思考問題，解題上的“標新立異”，學習中的求異思維，最能激發(fā)人的創(chuàng)造性。這些都是教學中所采用的模擬創(chuàng)造性思維訓練方法，目的是為了培養(yǎng)學生的一種創(chuàng)造能力——空間構思能力。它的培養(yǎng)不是孤立的，是在豐富的空間想象能力的基礎上，緊密結合表達能力一起進行的，它是空間思維能力的更高階段。空間構思能力的培養(yǎng)，對于學生參加專業(yè)課程設計、畢業(yè)設計、創(chuàng)新大賽及今后的實際工作都具有深遠的意義。
當然，空間想象能力和空間思維能力的培養(yǎng)，不是靠短短一學期的制圖學習就可以完成的，需要長期、堅持不懈地進行。這不僅是制圖這門課程的主要任務，而且也是后繼專業(yè)課程需要完成的任務之一。如果從事各課教學的教師都能重視培養(yǎng)學生的空間想象能力和空間思維能力，這將發(fā)掘出學生的潛能，對學生信心的恢復、智力的提高，會有極大的幫助，學生將在今后一生的學習、生活、工作中終身收益！
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