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摘 要：机械制图的教学质量高低直接影响着学生的专业素质，许多学生在学习这门课程时相当吃力。笔者根据多年的教学观察与总结，认为主要是因为“抽象—直观”思维转换能力较差而导致学生学习困难，因此，教师在教学中应把学生的思维能力训练（形象思维和抽象思维能力的强化以及这两种思维转换能力的训练）作为重点解决的问题。
关键词：机械制图 教学 思维能力 训练
一、机械制图课程的教学难点
机械制图课程的基本能力要求是：在绘图时，需要把一个视觉上非常直观的立体结构（机械零件）转换成为由点、线、面组成的平面视图（在机械设计过程中零件实体并不存在，而是存在于设计者的想象中，设计者要依据自己的想象画出视图）。在读图时，要把平面视图迅速地转换为具有特定形状和尺寸的立体模型，并能够正确地描述该立体模型。教师在教授机械制图时，都有一个共识，即培养学生的空间想象能力对于教学的成功非常重要，但是，在培养学生的空间想象能力的方法问题上缺乏深入的思考和研究。常见的情况是，在这门课程结束时学生还不具备识读简单视图的能力，也就是说，一直到课程结束，学生的空间想象能力也没有得到有效的培养与训练。如果把这种现象归结为学生的思维能力先天不足是不对的，而是学生的思维能力在基础教育过程中没有得到充分的开发和培养，需要在后续教育中进行强化与训练。对于机械制图这门需要空间想象能力的课程而言，思维能力训练应该是贯穿教学过程的核心任务，是课程教学成功与否的关键，也是教学难点。
二、思维能力的内涵
1.形象思维和抽象思维的概念
从思维科学的角度，作为理性认识的个体思维表现为三种形式，即抽象思维﹑形象思维和特异思维，或者称为逻辑思维、形象思维和直觉思维，它们都是在实践基础上由感性认识产生的。抽象思维是一种以语言过程为媒介进行表达，以概念、判断、推理为基本形式，以比较与分类、抽象与概括、分析与综合、归纳与演绎等逻辑方法为基本方法的思维方式。形象思维是依靠对形象材料的意识领会得到的理解，它是以表象、直感和想象为基本形式，以观察﹑联想﹑猜想等形象方法为基本方法的思维方式。形象思维必须渗透于抽象思维过程中，如果没有形象思维的参与，抽象思维就不可能很好地展开和深入。抽象思维以形象思维为基础发展和成熟，在理性认识活动过程中，二者紧密联系，相互作用。
2.抽象思维和形象思维的转换
（1）抽象思维和形象思维的转换。思维转换是思维从一种状态转为另一种状态的复杂的心理过程，抽象思维和形象思维的相互转换是思维的最基本转换之一，其转换方式大致有两种：
一是逻辑转换。抽象思维以抽象材料为载体，形象思维以形象材料为载体，抽象材料与形象材料之间存在着各种逻辑联系，当它们通过相互之间的联系转化时，思维形式也随之转换，这种转换叫做思维的逻辑转换，转换的逻辑通道是思维载体间的逻辑联系。如实体结构（形象）与视图（逻辑）之间的逻辑联系是平行投影，则思维转换的逻辑通道就是投影体系。
二是潜逻辑转换。思维的潜逻辑转换往往表现为不按通常的逻辑顺序进行的直觉判断，转换过程具有跳跃性和间断性，主要表现为发生转换的逻辑通道是隐蔽的，转换的逻辑过程在潜意识中完成。这种跳跃与间断实质是思维过程的简约。因此，思维的潜逻辑转换以逻辑转换为基础，它是思维能力向高层发展的结果，也是灵感思维产生的源泉。生产者通过读图直接进行零件加工，就属于思维的潜逻辑转换——结构本身在生产者的想象中，投影体系被抛弃了。
（2）思维转换能力的培养。如前所述，抽象思维和形象思维的逻辑转换与它们的载体之间的相互转换密切相关。为此，教学中应注意以下几点。
第一，让学生积累丰富的形象素材和抽象素材。理性认识是建立在感性认识的基础上的。形象并不是头脑中凭空臆造出来的，它根源于现实的物质世界，离开了对物质世界的感性认识，形象思维便成为无源之水。因此，应当重视向学生呈现丰富的感性材料。如基本几何体是组成机械零件结构的基本单元，属于形象思维的素材；点、线、面及其空间位置关系，是视图的基本要素，属于抽象思维素材。利用教学模型使学生尽可能多地积累这两方面的素材，是培养和训练思维能力的基础。
第二，提高学生的思维概括能力。概括是知识领会过程中对感性知识进行分析、综合，逐步形成理性认识的过程。提高思维的概括能力就是提高揭示所学知识本质特征并概括为概念或形象的能力。如三视图中，主视图、俯视图、左视图之间“长对正、高平齐、宽相等”的对应关系，就是对投影线面的规律性概括，在此基础上，可以训练学生进一步找到右视图、仰视图与基本视图之间的联系。概括能力的提高不可能一蹴而就，是在思维能力训练过程中逐步强化的。
第三，努力丰富学生的想象力。想象是人脑对已有表象进行加工改造、创造新形象的思维过程。教学中应鼓励学生大胆将已有知识信息进行改造重组并作恰当的推测估计，有利于丰富想象力。在训练中将已知条件进行必要的改造重组，以丰富的想象力为基础运用形象思维进行判断推理得出结果，有利于丰富学生的想象能力。如机械制图课的习题，可以通过修改已知三视图的点、线、面，让学生去想象视图修改以后其对应的实体结构的变化，并画出轴测图。
三、机械制图教学中思维能力训练实践
1.点、线、面、投影知识教学中的思维训练
点、线、面、投影知识的主要教学目的是建立空间投影体系，培养学生的空间想象能力，为后续的看图、绘图打下基础。这一部分是机械制图的重点内容，同时也是教学难点。学生在学习这一部分的内容时，其思维发展正处在形象思维占主导地位的时期，根据课程内容和学生的思维发展规律，在教学中应主要采用形象比喻的教学方法，引导学生把抽象的点、线、面投影转换为具体而又直观的投影模型。例如：从两点的三面投影图来判断两点之间的空间位置关系，可以让学生用硬纸板制作一个三面投影体系模型，将三面投影图与投影模型进行对比，定出两点间的空间位置，学生通过自己的思维判断，加上老师的引导归纳，使其思维判断从现实空间得到证实。 2.几何体投影知识教学中的思维训练
几何体投影知识教学中的思维训练，应当遵循从简单到复杂的规律，即从基本几何体到组合体分段进行训练。两个阶段中，学生的思维训练需要在老师的引导下，从实物到平面视图（从形象到抽象），再从平面视图回到实物（从抽象回到形象），使学生的空间思维能力在这种反复的转换变化中得到有效的训练。在此过程中，利用大量的实物模型来积累学生的抽象素材（即各种基本几何体在三维投影体系中处于不同的空间位置时，其投影三视图的对应关系的变化）也是非常重要的，在组合体投影教学中对教学效果影响很大。组合体投影知识教学是以基本几何体投影知识为基础，因此，对组合体的合理分解、切割——即形体分析，在教学中很重要。如果学生只是对着组合体模型画其视图而不进行形体分析，效果就不理想。
3.识读零件图教学中的思维训练
读懂图样是机械制图课程的最终目的。读懂零件图的关键是理解零件的结构和形状，也是重点和难点。因此，组合体投影的思维训练方法仍适用于识读零件图。在读图时应联系零件的工作位置、用途以及它和其他零部件的相对位置关系综合思考，较为复杂的零件图还可以借助绘制轴测草图来帮助想象，可以绘出整个零件的立体草图，也可以只绘出一部分形体。另外，标题栏、技术要求、尺寸标注、零件视图是组成零件视图的四大部分，它们相互关联，分析、想象零件结构时必须将这些内容结合起来。
零件图视图分析的顺序一般是先整体后局部、先主体结构再次要结构、先主视图再其他视图，按投影关系分析零件图中各视图的配置和相互间对应关系，运用形体分析法和线面分析法去理解零件各部分的结构，想象零件的结构形状。在课堂教学中，应注意引导学生的思维方式，使学生按照正确的步骤，综合运用已学过的知识和已具有的空间思维能力去解决问题，老师要通过设计一系列的问题有目的、有层次地启动学生的思维，使学生的思维程序按照教师预先构思好的框架线路运行，方能取得良好的思维训练效果。
四、教学中的其他思维问题
1.思维惰性
有些学生自主学习能力较差，对自己缺乏信心，总是被动接受知识，思维始终处于抑制状态，容易产生思维惰性。为了使学生积极参与到教学活动中，教师应注重帮助学生克服的心理障碍，使其树立成功意识，有意识地鼓励他们积极思维，使学生敢想、敢讲。在讨论问题时，教师应激发学生的思维潜能，鼓励他们大胆表达自己的思考，只要发现学生的想法有一定的正确性，就要有意识地表扬并鼓励其继续思考。经过这样的训练，学生树立了自信心，就会积极参与到教学活动中，自主学习的能力会逐步增强，思维能力也能得到提高。
2.培养严谨、细致的思维习惯
严谨、细致的思维习惯是一个工程技术人员应具备的基本素质，要让学生深刻地认识到作为未来的工程技术人员养成细致、严谨的作图习惯的重要性。教师在机械制图课程教学中应对学生进行养成教育，使他们在分析、解决问题的过程中养成严谨、细致的思维习惯，渗透“至详至悉，毫发不爽”的图学理念及图学精神。
总之，教师不能将机械制图教学视为简单的知识传授和技能训练。事实上，如果思维训练没有成效，做再多习题也是徒劳。教学过程中，每一章节都要围绕思维能力的培养、强化与训练这个中心任务来组织素材，辅之以科学的教学方法，困难就会迎刃而解。
参考文献：
[1]温寒江.学习与思维：学习中思维的全面协调可持续发展[M].北京：教育科学出版社，2011.
[2]袁绪兴.思维技术[M].西安：西安交通大学出版社，2011.
（作者单位：湖北省恩施州交通技工学校）
关键词：机械制图 教学 思维能力 训练
一、机械制图课程的教学难点
机械制图课程的基本能力要求是：在绘图时，需要把一个视觉上非常直观的立体结构（机械零件）转换成为由点、线、面组成的平面视图（在机械设计过程中零件实体并不存在，而是存在于设计者的想象中，设计者要依据自己的想象画出视图）。在读图时，要把平面视图迅速地转换为具有特定形状和尺寸的立体模型，并能够正确地描述该立体模型。教师在教授机械制图时，都有一个共识，即培养学生的空间想象能力对于教学的成功非常重要，但是，在培养学生的空间想象能力的方法问题上缺乏深入的思考和研究。常见的情况是，在这门课程结束时学生还不具备识读简单视图的能力，也就是说，一直到课程结束，学生的空间想象能力也没有得到有效的培养与训练。如果把这种现象归结为学生的思维能力先天不足是不对的，而是学生的思维能力在基础教育过程中没有得到充分的开发和培养，需要在后续教育中进行强化与训练。对于机械制图这门需要空间想象能力的课程而言，思维能力训练应该是贯穿教学过程的核心任务，是课程教学成功与否的关键，也是教学难点。
二、思维能力的内涵
1.形象思维和抽象思维的概念
从思维科学的角度，作为理性认识的个体思维表现为三种形式，即抽象思维﹑形象思维和特异思维，或者称为逻辑思维、形象思维和直觉思维，它们都是在实践基础上由感性认识产生的。抽象思维是一种以语言过程为媒介进行表达，以概念、判断、推理为基本形式，以比较与分类、抽象与概括、分析与综合、归纳与演绎等逻辑方法为基本方法的思维方式。形象思维是依靠对形象材料的意识领会得到的理解，它是以表象、直感和想象为基本形式，以观察﹑联想﹑猜想等形象方法为基本方法的思维方式。形象思维必须渗透于抽象思维过程中，如果没有形象思维的参与，抽象思维就不可能很好地展开和深入。抽象思维以形象思维为基础发展和成熟，在理性认识活动过程中，二者紧密联系，相互作用。
2.抽象思维和形象思维的转换
（1）抽象思维和形象思维的转换。思维转换是思维从一种状态转为另一种状态的复杂的心理过程，抽象思维和形象思维的相互转换是思维的最基本转换之一，其转换方式大致有两种：
一是逻辑转换。抽象思维以抽象材料为载体，形象思维以形象材料为载体，抽象材料与形象材料之间存在着各种逻辑联系，当它们通过相互之间的联系转化时，思维形式也随之转换，这种转换叫做思维的逻辑转换，转换的逻辑通道是思维载体间的逻辑联系。如实体结构（形象）与视图（逻辑）之间的逻辑联系是平行投影，则思维转换的逻辑通道就是投影体系。
二是潜逻辑转换。思维的潜逻辑转换往往表现为不按通常的逻辑顺序进行的直觉判断，转换过程具有跳跃性和间断性，主要表现为发生转换的逻辑通道是隐蔽的，转换的逻辑过程在潜意识中完成。这种跳跃与间断实质是思维过程的简约。因此，思维的潜逻辑转换以逻辑转换为基础，它是思维能力向高层发展的结果，也是灵感思维产生的源泉。生产者通过读图直接进行零件加工，就属于思维的潜逻辑转换——结构本身在生产者的想象中，投影体系被抛弃了。
（2）思维转换能力的培养。如前所述，抽象思维和形象思维的逻辑转换与它们的载体之间的相互转换密切相关。为此，教学中应注意以下几点。
第一，让学生积累丰富的形象素材和抽象素材。理性认识是建立在感性认识的基础上的。形象并不是头脑中凭空臆造出来的，它根源于现实的物质世界，离开了对物质世界的感性认识，形象思维便成为无源之水。因此，应当重视向学生呈现丰富的感性材料。如基本几何体是组成机械零件结构的基本单元，属于形象思维的素材；点、线、面及其空间位置关系，是视图的基本要素，属于抽象思维素材。利用教学模型使学生尽可能多地积累这两方面的素材，是培养和训练思维能力的基础。
第二，提高学生的思维概括能力。概括是知识领会过程中对感性知识进行分析、综合，逐步形成理性认识的过程。提高思维的概括能力就是提高揭示所学知识本质特征并概括为概念或形象的能力。如三视图中，主视图、俯视图、左视图之间“长对正、高平齐、宽相等”的对应关系，就是对投影线面的规律性概括，在此基础上，可以训练学生进一步找到右视图、仰视图与基本视图之间的联系。概括能力的提高不可能一蹴而就，是在思维能力训练过程中逐步强化的。
第三，努力丰富学生的想象力。想象是人脑对已有表象进行加工改造、创造新形象的思维过程。教学中应鼓励学生大胆将已有知识信息进行改造重组并作恰当的推测估计，有利于丰富想象力。在训练中将已知条件进行必要的改造重组，以丰富的想象力为基础运用形象思维进行判断推理得出结果，有利于丰富学生的想象能力。如机械制图课的习题，可以通过修改已知三视图的点、线、面，让学生去想象视图修改以后其对应的实体结构的变化，并画出轴测图。
三、机械制图教学中思维能力训练实践
1.点、线、面、投影知识教学中的思维训练
点、线、面、投影知识的主要教学目的是建立空间投影体系，培养学生的空间想象能力，为后续的看图、绘图打下基础。这一部分是机械制图的重点内容，同时也是教学难点。学生在学习这一部分的内容时，其思维发展正处在形象思维占主导地位的时期，根据课程内容和学生的思维发展规律，在教学中应主要采用形象比喻的教学方法，引导学生把抽象的点、线、面投影转换为具体而又直观的投影模型。例如：从两点的三面投影图来判断两点之间的空间位置关系，可以让学生用硬纸板制作一个三面投影体系模型，将三面投影图与投影模型进行对比，定出两点间的空间位置，学生通过自己的思维判断，加上老师的引导归纳，使其思维判断从现实空间得到证实。 2.几何体投影知识教学中的思维训练
几何体投影知识教学中的思维训练，应当遵循从简单到复杂的规律，即从基本几何体到组合体分段进行训练。两个阶段中，学生的思维训练需要在老师的引导下，从实物到平面视图（从形象到抽象），再从平面视图回到实物（从抽象回到形象），使学生的空间思维能力在这种反复的转换变化中得到有效的训练。在此过程中，利用大量的实物模型来积累学生的抽象素材（即各种基本几何体在三维投影体系中处于不同的空间位置时，其投影三视图的对应关系的变化）也是非常重要的，在组合体投影教学中对教学效果影响很大。组合体投影知识教学是以基本几何体投影知识为基础，因此，对组合体的合理分解、切割——即形体分析，在教学中很重要。如果学生只是对着组合体模型画其视图而不进行形体分析，效果就不理想。
3.识读零件图教学中的思维训练
读懂图样是机械制图课程的最终目的。读懂零件图的关键是理解零件的结构和形状，也是重点和难点。因此，组合体投影的思维训练方法仍适用于识读零件图。在读图时应联系零件的工作位置、用途以及它和其他零部件的相对位置关系综合思考，较为复杂的零件图还可以借助绘制轴测草图来帮助想象，可以绘出整个零件的立体草图，也可以只绘出一部分形体。另外，标题栏、技术要求、尺寸标注、零件视图是组成零件视图的四大部分，它们相互关联，分析、想象零件结构时必须将这些内容结合起来。
零件图视图分析的顺序一般是先整体后局部、先主体结构再次要结构、先主视图再其他视图，按投影关系分析零件图中各视图的配置和相互间对应关系，运用形体分析法和线面分析法去理解零件各部分的结构，想象零件的结构形状。在课堂教学中，应注意引导学生的思维方式，使学生按照正确的步骤，综合运用已学过的知识和已具有的空间思维能力去解决问题，老师要通过设计一系列的问题有目的、有层次地启动学生的思维，使学生的思维程序按照教师预先构思好的框架线路运行，方能取得良好的思维训练效果。
四、教学中的其他思维问题
1.思维惰性
有些学生自主学习能力较差，对自己缺乏信心，总是被动接受知识，思维始终处于抑制状态，容易产生思维惰性。为了使学生积极参与到教学活动中，教师应注重帮助学生克服的心理障碍，使其树立成功意识，有意识地鼓励他们积极思维，使学生敢想、敢讲。在讨论问题时，教师应激发学生的思维潜能，鼓励他们大胆表达自己的思考，只要发现学生的想法有一定的正确性，就要有意识地表扬并鼓励其继续思考。经过这样的训练，学生树立了自信心，就会积极参与到教学活动中，自主学习的能力会逐步增强，思维能力也能得到提高。
2.培养严谨、细致的思维习惯
严谨、细致的思维习惯是一个工程技术人员应具备的基本素质，要让学生深刻地认识到作为未来的工程技术人员养成细致、严谨的作图习惯的重要性。教师在机械制图课程教学中应对学生进行养成教育，使他们在分析、解决问题的过程中养成严谨、细致的思维习惯，渗透“至详至悉，毫发不爽”的图学理念及图学精神。
总之，教师不能将机械制图教学视为简单的知识传授和技能训练。事实上，如果思维训练没有成效，做再多习题也是徒劳。教学过程中，每一章节都要围绕思维能力的培养、强化与训练这个中心任务来组织素材，辅之以科学的教学方法，困难就会迎刃而解。
参考文献：
[1]温寒江.学习与思维：学习中思维的全面协调可持续发展[M].北京：教育科学出版社，2011.
[2]袁绪兴.思维技术[M].西安：西安交通大学出版社，2011.
（作者单位：湖北省恩施州交通技工学校）