浅谈三维图形的启发式教学

　　机械图样是工程界相互交流的语言。目前机械行业中一份机器的完整图样，不仅包含装配图、零件图、生产工艺卡片等，还会附一份该机器的三维造型电子图样存档。虽然人们观察的是二维图样，但是在大脑皮层反映的却是该图样的三维图形。中职学生毕业后将直接从事一线生产，要看懂图样就需要教师来唤醒和启发学生，充分利用课堂教学时间，尽量在有限的时间里学好三维图形。
　　一、学生的学习现状
　　学生初学制图时，根据固有的模式，往往对原有的平面图形印象深刻。在以往的传统教学中，教师主要以黑板画图居多，目前也可借助于一些常见的绘图软件如AUTOCAD、CAXA、PRE等进行课堂教学。此类教学模式重书本，讲究以教师为主导教学，教师课堂上讲得多，布置的课后制图作业多。这样一来，学生学习只是为了完成老师布置的任务，变成画图多、悟图少，从而错失了学习三维图形的最佳时机。
　　二、由简单到复杂，逐层深入地培养学生识读三维图形的能力
　　以平面中三点为例，首先反映出来的应该是在空间中三点定一面。教师在讲授时，可以将三点连线，让学生自行观察，此时形成的是一个三角形。此时以该三角形为一个面域，让学生发挥想象力，看看可以拉伸成多少不同的空间实体。教师在教学过程中可以启发学生用整个三角形拉伸，或某个点进行拉伸，或相反方向进行拉伸，让学生建立不同简单形体与投影都是该三角形的对应关系，通过识图、懂图、悟图，提高形象思维能力，进而激发学生学习三维图形的兴趣，提高学生自主学习的能力。
　　三、利用教模培养学生的识图能力
　　中职学校的学生几何基础相对较薄弱，自我学习的能力不强，积极性不高。因此教师在讲授三维图形新课的时候需要从最简单的立体图学起，如长方体、圆柱体等。对于圆柱体，教师可讲授学生要与前面所学的三视图结合起来，借助圆柱体教模对应长对正、高平齐、宽相等，分别找到可见部分的投影，分清轮廓线与素线之间的联系，理解三视图与三维图形的对应关系。接着可以识读一些不同直径的圆柱体的结合，包括套筒类零件。课后，教师可以将教模留在教室，让一些暂时没明白的学生加深对实体的认知，加强识图的能力。
　　四、引导观察身边物体，提高三维图形认知能力
　　机械行业是国民支柱行业，生活中处处可见机械产品的存在。教师在实际教学中，除了前面提到的教模以外，可以动用一切教学资源来启发学生对三维实体的认知能力。比如，三维图形中的x、y、z三坐标面，就可以以教室的对角面为例，讲解处于空间中的三维实体与三视图之间的对应关系。生活中的实体都可以在三坐标面中进行投影，喝水的杯子、走廊的开关等等。教师不要局限于传统的教学模式，看图一定要按投影正方向来观察，也可以让学生想象着环绕某个三维实体，从不同角度向教室的三堵墙壁进行投影，分别得到投影图形。教师可以多讲解此类三维图形的学习方法，多做课堂练习，多进行课堂互动，来提高学生对三维图形的认知能力。
　　五、结合专业特点，利用培训车间，增强实体的三维视感
　　机械专业学生学习的零件图类型与本专业紧密相连。目前，机械类学生都会进行普车实训和数车实训，往往接触回转体零件最多。在实训过程中，指导教师可以将图样与做出来的工件进行比对，重点讲解，加深学生的直观印象。学生通过熟悉和操作車床，了解车床的加工内容和加工方法，熟悉零件图，从而可以得知工件实体从何而来，怎么来。教师还应重点讲解学生有疑问的地方，让学生知道回转类零件的三维图形的形成过程。
　　三维图形是机械类专业学生学习制图必须掌握的环节，识读图样的能力是将来学生工作必备的能力。教师在讲授三维图形时，应启发学生多种方法并用，为后面读懂零件图和装配图打下良好的基础，还要培养学生在大脑中进行平面图形与三维图形转换的能力，让学生在学中做。这应当是职业学校机械制图课程的重点。