空间思维能力与制图教学效果
制图在工科学校中是一门重要的技术基础课。学生在这门课程上学习的好坏，不但对将要进行的后续课程的学习有一定的影响，而且还事关学生将来的综合工作能力。因此，如何让学生学好制图课，掌握扎实的制图理论和熟练的绘图技巧、提高学生的综合应用能力就显得尤为重要。
目前我校学生大都以初中毕业生为主。由于年龄及知识方面的原因，学生的空间想象及对事物的认识能力较差，要想使学生用制图语言来表达一个较复杂的机件就比较困难。笔者根据在近年来从事制图课教学的一些体会，归纳总结出学生在这方面的问题主要表现在以下几方面：
1、视图选择及位置摆放不当。一般应把能较多反映形体和位置特征某一面作为主视图的投影方向，而其它视图应作为主视图的补充。但若视图选择不当，不仅直接关系到能否把形体内外结构和形状表达清楚，而且也关系到其它视图的数量及位置。另外视图在图幅上的配置不当，还影响了尺寸的标注和图幅美观。
2、剖切位置选择不当，影响了对内部结构的表达效果。在机械图中，如何选择剖视或剖视图的位置相当重要。正确的选择不但能准确表达物体内部结构的形状，而且还能减少视图中的虚线，给读图、绘图带来方面。但在设计图中，不少学生选择剖切的位置不当，该剖的没剖，不该剖的剖了，这些都说明了学生还没有完全掌握好剖视图的表达方法。
3、缺乏对空间线性尺寸的认识，缺乏空间长度的概念。其结果就是学生在画一个视图时，往往当图线都画到边框线上时，才知道比例大了或图纸小了，不能事先预计。
4、尺寸标注混乱，出现重复标注及遗漏。究其原因，往往是因为学生空间概念差，分不清形状尺寸的关系而造成的。
5、缺乏对整体的认识。由于目前的制图教学对后续课特别是对专业课缺乏有机联系，往往是为学制图课而制图。学生在画单个形体时较容易，但在画一些较复杂的部件和机器设备时，由于没有接触过，再加上缺乏空间想象力，纵使教师想尽各种表达方法进行讲解，效果往往也不很理想。
综合以上几方面存在的问题，归纳为一条，主要就是因为学生的空间思维能力较差而影响了学生的空间思维感知与表达能力。因此如何在教学中改进教学方法、提高教学技巧来增强学生的空间思维能力、就显得尤为重要。
本人根据从事多年专业课教学的经验，摸索出了一些行之有效的尽快提高学生空间思维能力、增强学生的学习效果和制图水平的教学方法，现介绍如下：
1、 加强基本技能的训练
由于目前我校学生多以初中毕业生为主，平面几何知识普遍较差，而立体几何还未学过，所以在教学过程中首先应适当地补充一些立体几何的基本知识，如线与线、线与面及面与面的一些基本关系，建立起一些最基本的立体空间概念。
其次，通过画轴测图练习，即根据形体画轴测图，再由轴测图画出三视图；或由三视图画出轴测图, 再由轴测图想象出实际形状。由此经过从立体图到平面图、再从平面图到立体图的反复训练，学生的空间思维能力普遍得到了提高。
再其次，还可以一些简单而直观的方法，例如用橡皮泥让学生做一些形体，先让学生根据这些形体画出投影图，然后再让其反复观察投影与实物的关系，这样可使学生既动手又动脑，达到了提高学生空间思维能力的目的。
另外，可提前让学生到机加工车间参观一些机械零件及具体加工过程，在头脑中先产生一定的感性认识，因而在具体讲解机械制图部分时，学生就比较容易想象出零件的形状，画出的投影图也不易产生线条漏画的现象。
2、 形象教学法
要作好投影图首先应把物体的空间形象弄清楚。要弄清空间形象，可先借助教学模型、挂图、教师手势等进行仔细分析，然后逐步过渡到立体图，再发展到由投影图想象空间形体。例如在讲到螺柱连接及螺钉连接时，学生往往搞不清投影线的关系。本人采用挂图及实物，首先分析螺纹孔的加工工具——钻头的形状，因为其头部120°锥角而使加工出的孔的底部成圆锥形；然后再分析内螺纹的加工工具——丝锥头部形状，由此可知内螺纹不可能加工到孔的最底部，即内螺纹终止线不可能与底部圆锥与圆柱相接的线重合。再看螺钉或螺柱的末端，因都有倒角，所以投影图上有一根倒角线及端面线，且与轴线垂直。当螺钉或螺柱旋入螺纹孔后，画它们的连接图时，在全剖的主视图的底部就应有四条与轴线垂直的线。通过以上讲解，学生在做这类作业时就很少出现错误了。
3、 启发式教学
要做好启发式教学，就应在教学措施上采用多种多样的方法来激发学生的学生积极性。例如在讲解直线及各种位置直线的投影这章节时，由于内容比较简单，因此，可先让学生自学，然后针对学生的掌握情况选择恰当的思考题，如：（1）几个点可以确定一条直线？（2）如何确定一条直线的三面投影？（3）如何确定直线上任一点的投影？（4）特殊位置直线的投影特点是什么？（5）什么时候投影图上的一个点代表一条直线？等等，组织学生在课堂上对这些问题进行讨论，鼓励学生从不同侧面提出不同的答案，最后再由学生自己进行归纳总结得出正确答案。通过这种启发式教学，可以充分调动学生的积极性，积极思维，变被动学习为主动学习，增强了学生空间思维能力。
4、开展计算机辅助教学
目前我校所有班级的制图课都加入了CAD的教学内容，并且每期都有二十学时左右的教学上机时间。通过CAD的学习，可使学生在制图方面的基本技能还不太熟练的情况下，以鼠标代替铅笔和尺子，达到增加学生认识感知能力的目的。
由于以往学生因缺乏想象力，对所要描述的对象缺乏整体印象，因而在画图时无从下笔。而现在，学生只需利用鼠标即可结合相关的提示，在屏幕上随意地作图。由此通过学生自己在屏幕上的反复摸索和理解，使学生达到了从未知到逐步了解再到完全认识的过程，起到了事半功倍的作用。因此学生普遍反映，传统的制图技巧与现代的CAD技术相结合，使得以往一些复杂难懂的问题变得容易和一目了然了，因而学生学制图的积极性也就更高了。特别是我校采用的由我国自行研制的新一代CAD软件，具有丰富的视图生成能力，能自动将零件模型与部件装配模型转换成二维工程图。这些功能对培养和提高学生空间思维能力大有帮助。笔者充分利用现代化教学手段特别是零件设计、标准件库、装配设计等方面的内容结合教材中的内容进行讲解。不但开阔了学生的视野、打开了学生的思维和想象空间、激发了学生的求知欲和学习兴趣、提高了教学效果，而且还为学生将来走出校门实际接触这方面的工作打下了一定的基础。因此制图课的CAD教学，不仅仅是教学形式上的更新，更主要的还是通过此方式，能引导学生积极地思考，并开拓其思维想象空间。无疑，这对增强学生的空间想象力是非常有益的。
总之，本人通过多年的摸索与总结，在如何提高学生的空间思维能力方面进行了一些实践，取得了较好的效果。同学们普遍反映制图课好懂了易学了，空间思维能力与综合素质也较以前有了较大提高，学习的积极性也更高了。通过对教学方法的改进与探索，对教师也是一次提高的过程。教师只有在工作中不断地求新、求变，才能使自己的教学达到更加完善的境界，取得更好的教学效果。
