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《机械制图》教学难点―――三视图投影规律之宽相等的突破

来源:华材网时间:2013-06-27 10:32 分享至:

摘 要:《机械制图》是一门通过空间想象能力和空间思维能力把平面图形(视图)想象出空间图形(立体),反之根据空间图形(立体)画出平面图形(视图)的课程。由于职校生没有接触立体几何知识,在学习机械制图时遇到了许多困难,如何克服这些困难?这就要求教师很好的把握《机械制图》课程的重点和难点,并巧妙的将之突破,为此我采用直观教学、互动教学、多媒体教学、“跑道”理论等方法把重点难点一一突破,从而取得良好的教学效果。

关键词:机械制图、读图、画图、三视图、投影规律、长对正、高平齐、宽相等、方位

《机械制图》是职业技术学校机械类专业开设的一门专业基础课,要求学生通过学习,掌握基本的绘图知识,能够识读和绘制中等复杂程度的机械图样(主要是读图)。当前师生们普遍反映《机械制图》是一门较难的课程,难点是学生读图和绘图技能的培养,无论是图形转化为立体(读图)还是立体转化为图形(绘图)都要求学生具有一定的空间想象能力和空间思维能力。职中生是从初中直接升入职校的,初中没有接触立体几何,空间想象能力和空间思维能力差,因此大多数同学难以适应,那么在教学中该如何提高学生的适应性,开发学生的空间思维、培养学生的读图和绘图能力哪?追根索源,《机械制图》分两大部分,一是《机械制图》的理论基础即图示原理;一是国家标准《机械制图》的有关规定画法及规定符号的使用。后者是建立在前者基础之上即掌握了图示原理之后的进一步深化和应用。课本第二节“三视图及其对应关系”的内容分两部分:一个是三视图的形成;一个是三视图之间的对应关系。前者讲述三视图形成的全过程,它直接关系到学生对 “三视图”概念的建立及理解,而三视图之间的对应关系是建立在三视图形成基础上的,它重点揭示了图与图、图与物之间的内在联系和规律,三视图及其投影规律是学生今后读图和画图最基本也是最重要的理论依据,全书自始至终都是围绕这一知识点展开的,它是进入图示原理的门槛,是《机械制图》课程的理论根源所在,是全书的精髓,是本课程的重点。

本节内容包括三点:一是三视图的位置关系;二是三视图上的方位;三是方向尺寸与投影规律。前两点内容直接由三视图的形成所产生,便于理解和掌握。后一个内容方向尺寸与投影规律,特别是投影规律即 “长对正,高平齐,宽相等”,它也是建立在三视图形成的基础上,是本节的重点,学生只要透彻的理解和掌握这三句话九个字,无论是读图还是画图遇到问题都能迎刃而解,套用一句俗语叫“学好三句话,走遍天下都不怕”,学生对后续内容的学习能否接得上,在很大程度上取决于此,因此三视图的投影规律是《机械制图》课程的重中之重,切不可忽视。然而多年的教学实践证明,学生对这三句话的理解和掌握不到位,特别是“宽相等”比较难理解,掌握起来困难大。因此“宽相等”是个难点,应当高度重视,讲深讲透,切不可忽视。

三视图及其投影关系是建立在投影的基础之上。这一小节紧跟在投影的基础知识之后,文字叙述不多,习题和练习也较少,一般认为它是本课程的因子,后续课程会跟进,不易引起重视。相反我认为该节课时应适当增加,且要增加一些读、画简单物体三视图的练习,并应有课堂练习辅导课与课后作业相配合,以帮助学生建立、理解和巩固三视图及其投影规律这一概念,为学生学好本课程打下一个坚实的基础。

那么,如何攻克本课程的重点、重中之重及难点哪?可从以下几个方面着手去做。

一、三视图的形成

三视图的形成是本课程的重点。学生画物体的三视图,有些将画好的三个视图一字摆开,这反映出学生简单的将“视图”理解为看到什么就画什么,没有真正理解三视图是如何形成的。我通过身边的实例帮学生建立三视图的概念,比如课室的墙角、粉笔盒。我将粉笔盒一个角的三个面去掉,剩下的就是一个可以拖在手上的空间的直角坐标系,将物体比如长方体(一块橡皮)、圆柱体(一直粉笔)、一个六棱柱(一截铅笔)等等,放在坐标系中,然后分别向三个坐标面正投影(这里要强调是“正投影”,为后续的投影规律埋下一个伏笔),则在三个坐标面得到三个视图,这就是三视图。通常图是画在纸上的,怎么将这三个视图画在同一张纸上那?我向学生提出问题,让他们思考,之后再将粉笔盒的正投影面贴着黑板,然后将水平面向下压,侧面向右压,三个视图活灵活现的展示在黑板上了。这就是三视图的形成(见下图)。这样生动直观的将物体与视图联系起来,帮助学生建立三视图的概念。为学生建立空间思维打下良好的基础。

二、三视图之间的对应关系。

三视图之间的对应关系包括:位置关系、方位关系、方向尺寸与投影规律。

由三视图的形成可以看出三个视图的位置是固定不变的:主视图在上,俯视图在下,左视图在右,不可随意摆放。学生画图时将三个视图任意摆放,是对三视图形成的概念不清,应当加以纠正。三视图的形成是采用直角坐标系对同一物体从三个不同方向向三个坐标平面“正投影”的结果。这里应抓住 “正投影”,如何加深理解这句话?设问:俯视图在主视图下方,不对齐有错位,可不可以?这时不要急于回答,我将三视图的形成过程用多媒体课件再播放一遍,让学生仔细观察,深刻理解“正”字的真正含义,强调正投影的“正”字是不能有“歪斜”的。他们自然得出答案:歪斜是不行的,是错误的,今后他们就不会再将视图位置任意摆放了,这也为学习后续内容六个基本视图打下良好的基础。

同样三视图的形成也确定了三视图的方位及其方向尺寸,这一内容可以设置为几套问题,由学生分组讨论思考回答,第一套方位及方向尺寸问题,第一组:主视图反映物体那几个方位?那几个方向的尺寸?主视图不能反映哪个方位?哪个尺寸?第二组:俯视图反映物体那几个方位?那几个方向的尺寸?俯视图不能反映哪个方位?哪个尺寸?第三组:左视图反映物体那几个方位?那几个方向的尺寸?左视图不能反映哪个方位?哪个尺寸?第二套物体的尺寸问题:第四组,哪几个视图能反映物体的长度尺寸?第五组,哪几个视图能反映物体的宽度尺寸?第六组,哪几个视图能反映物体的高度尺寸?第三套方位问题:第七组,物体的左右方位在那几个视图上能反映出来?第八组,物体的高低方位在那几个视图上能反映出来?第九组,物体的前后方位在那几个视图上能反映出来?之后由老师点评和归纳总结,这里老师要揭示出方位关系的难点,上下、左右方位和通常的方位一致不会出错,难点是左、俯视图前后方位的判断。为了使学生比较容易理解和判断,告诉学生在左、俯视图中远离主视图的是前,靠近主视图的是后。通过这样的学习,可以激发学生学习的主动性,调动学习积极性,活跃课堂气氛,从而培养学生逻辑思维、逻辑推理、归纳总结和空间想象能力,进一步加深理解建立起物体与三视图之间空间的一一对应关系。

三、攻克重中之重三视图投影规律及难点“宽相等”

学生最难掌握的,画图时出错最多的是宽相等。这就是本书的重中之重三视图的投影规律及其难点宽相等。

三视图是从三个不同的方向采用 “正”投影观察同一物体的结果,所以它们必然会存在着内在的联系即三视图的投影规律。见下图:

“主、俯视图:长对正;主、左视图:高平齐;左、俯视图:宽相等”通常被称为“三等”关系,其中“长对正,高平齐”这两点从图上可以直观地看出,学生易于接受和理解,但是初学者往往只停留在两个视图表面上的等量关系,而忽视了其对应规律。这里要深刻理解“对正和平齐”的内在真正含义。让学生知