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1、開拓求異思維 培養(yǎng)創(chuàng)新能力
如何在組合體的教學(xué)中提高讀圖能力的探索
《機(jī)械制圖》是技工學(xué)校機(jī)電類專業(yè)學(xué)生必學(xué)的一門專 業(yè)基礎(chǔ)課程,是工程界的技術(shù)語言。然而目前以初中畢業(yè)生 為主要生源的技工學(xué)校,由于配套的基礎(chǔ)教育滯后,學(xué)生的 基礎(chǔ)知識、認(rèn)識水平較低,致使學(xué)生空間想象力未能得到提 高,繼而使讀圖能力受阻。《機(jī)械制圖》課程對于技工學(xué)校 的學(xué)生來說以識圖為主,在課程教學(xué)中讀圖能力既是重點(diǎn)又 是難點(diǎn),學(xué)生普遍感到課堂上對于老師講的內(nèi)容易于接受, 而作業(yè)卻無從下手,在組合體的教學(xué)中情況更是如此。提高 組合體識讀能力對學(xué)生提高空間思維能力、想象力,對后續(xù) 內(nèi)容的教學(xué)起著承上啟下的作用。那么如何在組合體
2、的教學(xué) 中解決學(xué)生讀圖能力差的問題呢?在教學(xué)中開拓學(xué)生求異 思維,培養(yǎng)探索創(chuàng)新能力,往往能起到化難為易,激發(fā)學(xué)生 學(xué)習(xí)興趣和事半功倍的效果。
一、調(diào)動“求異”思維的積極性
在制圖課程教學(xué)中,出現(xiàn)的習(xí)題大多為求同式的問題, 它表現(xiàn)為把問題所提供的各種信息聚合起來,得出一個正確 答案的過程。它要求學(xué)生掌握制圖基本概念及足夠的基本知識,積累素材,應(yīng)用制圖中的基本方法形體分析法和線面分 析法,熟練運(yùn)用求同的手段即類比歸納的方法來解決問題, 采用的是求同思維,由于舊習(xí)慣的影響,學(xué)生往往滿足于“聽 懂、會做”就行,使學(xué)生的思維方式趨于禁錮,不利于學(xué)生 創(chuàng)新能力的發(fā)揮。求異思維是一種較為復(fù)雜的腦力勞動,
3、欲 使求異思維發(fā)展就必須調(diào)動學(xué)生“求異”的積極性。在課堂 教學(xué)中,應(yīng)重視挖掘教材的內(nèi)在因素,誘發(fā)學(xué)生的“興趣”、
“信心”。比如作如下設(shè)計:
題目:已知主、左視圖,求第三視圖(圖1):
(a)
(c)
(d)
圖1
首先由學(xué)生根據(jù)給定條件,由主、左視圖,可求出(a)、 (b)圖的解答,由一個長方體左、右前方各切去一個小長 方塊或三角塊,學(xué)生可迅速地得出二個答案來。在學(xué)生做出 解答以后,教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考,如果該形體是采 用疊加而非是切割的,是否另有答案?學(xué)生經(jīng)過思考后可以 做出(c)圖,該形體由一個長方形與半圓柱疊加。最后教 師還可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生,如形體的切割非平面
4、切割,而是 曲面立體切割(四分之一圓柱)是否還有答案呢?學(xué)生經(jīng)過 一陣思考后,就很快做出(d)圖的答案,該形體是由長方 體左右前方各切去一塊四分之一圓柱而形成。
通過挖掘條件,聯(lián)想學(xué)過的各種常規(guī)解法,對比分析, 學(xué)習(xí)發(fā)生遷移,思維分化了,形成了一題多解,在實(shí)踐--- 獨(dú)立作業(yè)、思考中獲得成功,效果促使學(xué)生把掌握知識與開 拓求異思維結(jié)成了暫時的聯(lián)系,引起了激情,產(chǎn)生了興趣, 增強(qiáng)了信心,使得學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和工作過程中都能夠用 求異思維觀察問題、分析問題,增強(qiáng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新能力。
二、通過各種渠道,使求異思維活動與愉快的情緒建立起固 定的聯(lián)系,形成條件反射
1、培養(yǎng)學(xué)生的觀察力,為學(xué)生創(chuàng)
5、新能力的發(fā)展打下基 礎(chǔ)
觀察力是一種善于全面、深入、正確地認(rèn)識事物特點(diǎn)的 能力。就制圖課而言,觀察力是指將物體的空間形象抽象成 基本體的能力,及將基本體抽象成點(diǎn)、線、面的能力。通過 對基本體、組合體的觀察,掌握組合體的組合形式及特點(diǎn), 掌握組合體的組合形成主要有疊加和切割,而常見的是這兩 種形式的綜合,才構(gòu)成了千變?nèi)f化的物體。因此在教學(xué)過程 中應(yīng)多出示一些不同類型的組合體模型讓學(xué)生觀察。如綜合 類型組合體可以教材中軸承座為例,讓學(xué)生仔細(xì)觀察軸承座 各部分之間的組合形式和相互位置關(guān)系。除了讓學(xué)生觀察這 幾類組合體外,還要多給學(xué)生介紹一些典型體,多畫一些組 合體圖形供學(xué)生思考,從而使學(xué)生更好地理
6、解組合體的組合 形式和特點(diǎn)。總之,通過觀察力的培養(yǎng),增加學(xué)生的形象分 析能力,為空間想象能力的發(fā)展打下基礎(chǔ)。
2、 采用各種教學(xué)方法,使教學(xué)形象化
形象化教學(xué)是直觀性和實(shí)踐性教學(xué)原則的具體體現(xiàn)。在 教學(xué)過程中多開展討論課、問答課,為學(xué)生創(chuàng)造一個寬松的 自由環(huán)境,充分調(diào)動每位同學(xué)的積極性。根據(jù)三視圖想象形 體的形狀、制作模型、再繪制模型的三視圖以檢驗(yàn)是否正確, 多進(jìn)行圖樣與立體對應(yīng)的練習(xí)。在授課中每一個三視圖都要 求學(xué)生建立方位關(guān)系,時刻牢記左右為長,上下為高,前后 為寬,把原投影規(guī)律中長對正、高平齊、寬相等變通為主、 俯左右對正,主、左上下平齊,俯、左前后相等。強(qiáng)調(diào)每一 個三視圖只不過是從
7、形體的三個不同方位觀察所得的結(jié)果。 這些若在老師的引導(dǎo)下得出的結(jié)論,則更能加深學(xué)生的理 解。
3、 記圖是提高學(xué)生讀圖能力的基礎(chǔ)
所謂記圖,就是在理解的基礎(chǔ)上,記住基本體、簡單的 組合體的圖形特征及其聯(lián)系,增加學(xué)生的形象儲備。人,如 果沒有記憶,就無法發(fā)明創(chuàng)造和聯(lián)想,所以記圖是制圖教學(xué) 中培養(yǎng)學(xué)生讀圖能力的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生再現(xiàn)性 想象和創(chuàng)造性想象的基本途徑。
總之,在課堂教學(xué)中和自習(xí)課的輔導(dǎo)中,通過觀察力的 培養(yǎng),通過直觀和實(shí)踐教學(xué),通過記圖,增加學(xué)生的形象儲 備,激發(fā)學(xué)生的注意力、興趣和求知欲望,為空間想象力的 發(fā)展打下基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中,教師要讓學(xué)生互相交流,對 學(xué)生解題中
8、的解題方法,哪怕是錯誤也不要打擊,而要鼓勵, 要正確引導(dǎo)。對學(xué)有獨(dú)創(chuàng)的解法要尊重、要表揚(yáng),通過經(jīng)常 地刺激學(xué)生的求異思維,會使學(xué)生習(xí)慣知難而上,不但不覺 得苦,而會覺得有趣。
三、提高學(xué)生的“求異”水平,開拓學(xué)生的求異思維,提高 創(chuàng)新能力
學(xué)生有愿望,教師還要用科學(xué)的方法去指導(dǎo),通過學(xué)生 的自身實(shí)踐、總結(jié)才能有效地開拓求異思維。首先根據(jù)學(xué)生 的知識和技能基礎(chǔ),從原有的求異思維出發(fā)加強(qiáng)基本訓(xùn)練。 把每一個例題,通過教師加工,從學(xué)生已掌握的知識技能開 始,編制一整套科學(xué)程序,進(jìn)行類比分析、對比分析,從而 形成多種順理成章的解法而不是為一題多解而生硬地搞一 些方法。其次,在學(xué)生對知識掌握較多、技
9、能掌握較好的前 提下,對一些例題加以引伸,以開拓學(xué)生的求異思維。
如以“切割體的繪制與識讀”一節(jié)中圓柱被切割為例, 根據(jù)截平面與圓柱軸線相對位置的不同一平行于軸線、垂直 于軸線、傾斜于軸線,產(chǎn)生的截交線分別為矩形、圓和橢圓
三種;由于是采用單個平面完全切割,截交線的形狀完整, 學(xué)生很容易接受,例題很容易聽懂,但作業(yè)中一碰到變例就 困難了,根本無法想象形體的形狀,針對這一問題,用準(zhǔn)備 好的模型增加感性認(rèn)識,誘導(dǎo)學(xué)生分解題目,降低難度,采 用步步化解的方法解題可收到良好的效果。如圖2已知主、 俯視圖,求左視圖。 。
圖2
左視圖上的截交線較難想象。首先讓學(xué)生斜切模型并 依照實(shí)體畫出截交
10、線,然后引導(dǎo)學(xué)生作一高度的水平面,將 模型水平截切,根據(jù)立體畫出截斷后的模型的投影,學(xué)生很 容易畫出,這樣學(xué)生在邊觀察邊分析的情況下,學(xué)生頭腦中 便有了清晰的解題思路,感到學(xué)有所得,提高空間想象力和 思維能力,比學(xué)生以往只會畫例題收獲大多了。
在講授清楚單一截平面切割圓柱體及變化后,將組合截平面切割圓柱體---切口類問題的思維解答方法講解給學(xué)生 聽,讓學(xué)生掌握圓柱中間開槽、前后開槽時截交線的求法和 步驟。否則學(xué)生在碰到形體開槽較多或位置變化時,就會無 法想象截交線。
首先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)模型畫出圓柱體兩邊開切口的投影, 如圖3,畫出投影,然后引導(dǎo)學(xué)生畫出圓柱體中間開槽的投 影,如圖4,將二者結(jié)
11、合在一起,就變成了求接頭的投影(如 圖5)。
圖3
圖4
圖5
此外,為了增加學(xué)生的感性認(rèn)識和提高靈活多變的能 力,提出了一些問題,由學(xué)生課后討論解決:
(1) 截平面相對圓柱軸線傾斜角度改變時,截交線的投影 是否變化?尤其是等于45度時,它的截交線非圓投影是否 為圓?
(2) 圓柱中間開槽位置由上部改為中部,即圓柱挖方孔(如
Q
圖6)其截交線的求法。 圖6
通過這種逐漸變化的引伸,使得一題多用,開辟了學(xué)生 的眼界,可以培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生空間想象能力,調(diào)動了學(xué)生的 求異思維,提高他們分析問題、解決問題的能力。
求異思維是創(chuàng)新思維的重要組成部分,求異思維可以同 時從廣度和深度上進(jìn)行多維度的活動,具有流暢、變通、獨(dú) 特的性質(zhì),是比較靈活的思維活動。一題多解、一題多變等 形式是制圖過程中培養(yǎng)求異思維的主要手段。當(dāng)然求異思維 與其他思維活動是相聯(lián)的,因此孤立地培養(yǎng)學(xué)生的求異思維 品質(zhì)是不可取的,必須放在各種思維活動過程中,并通過發(fā) 展求異思維,促進(jìn)相關(guān)思維能力的提高??傊诮M合體的 教學(xué)中,通過觀察力的培養(yǎng),增加學(xué)生的形象的儲備,開拓 學(xué)生的求異思維,這樣不但為學(xué)生的空間想象力發(fā)展打下基 礎(chǔ),同時也激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性, 既提高了學(xué)生的讀圖能力,又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。