摘要：对机械专业学生而言，空间思维能力是机械制图课程的基础性要求，掌握较好的空间思维能力对学好机械制图这门课程有很大促进的作用。目前，有很多学生存在空间思维能力薄弱的问题，造成其专业课程的学习障碍。一方面，学生自己应认识到空间思维能力的重要性，主动训练和提升自身的空间思维能力，这样有利于机械制图等专业课程的理解和掌握。另一方面，教师需深入研究学生空间思维能力薄弱的根源，针对不同学生的薄弱原因提出教学内容和方法上的应对策略，帮助学生提高空间想象能力，从而真正掌握机械制图的有关课程。文章主要针对机械制图教学中空间思维薄弱问题与策方面进行分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
关键词：空间思维；工程图样；信息技术
引言：
空间思维并不是一门独立学科，它是一种渗透于相关学科的思维方式。学习机械制图课程良好的空间思维能力，在教学过程中起到重要作用。所以教学过程中，应制定相应的教学策略，重视培养学生空间思维能力，整合空间思维的培养到各学科相关内容的教学当中
1.空间思维薄弱的成因
1.1空间思维能力概述
空间思维也称“立体思维”，狭义空间思维是通过平面联想立体，能够打破点、线、面的限制，多方位思考问题的能力。广义空间思维的定义，是以空间概念为前提、人通过呈现及推理过程对研究对象做出合理判断、联想、对比、归纳，从而得到深层次认知的大脑活动。机械制图对学生将二维图样转化为三维立体的能力要求较高，所以空间思维能力的锻炼是课程学习的重点。
1.2原因分析
大一学生在入学前，普遍擅长理论知识的记忆和推导，而对空间立体问题的分析和处理相对困难。对空间思维知识的匮乏，导致学生对立体分析问题的理解不全面，缺乏广泛性；学生可能把空间思维视为通过某些课程考核的能力，却忽视了自身发展需要空间思维的引导和促进。不重视空间思维的培养，体现了学生在认识上的狭隘性；工程图样具有极强的实践性，很多内容涉及生产实践，没有一定工科背景和实际经验的学生，很难完全读懂图样的含义。只是凭借空间概念的理解和联想，孤立地分析和推理问题，很难把图样中的内容与实际相联系；工科学生擅长理论的推演和理解，而创造力和联想能力的训练相对不足。空间思维是要实现平面图形与三维立体的相互转换和关联，实现抽象问题具体化。结合基本知识点，只有具备良好的三维分析能力，才能复杂问题简单化。因此，空间思维薄弱的原因是多种多样的，应具体分析并制定相应策略。
2.“TPACK理论”教学策略
21世纪是信息时代，教育领域发生了巨大而又深刻的变革，信息技术迅速融合到每一个教学环节，成为教师教学过程的重要部分。TPACK理论框架是一个进行信息技术融合教学的知识系统，它强调了学科知识与教学知识融合的重要性，而且重视信息技术在课堂教学中的发展和应用，具有新工科教学特点。基于TPACK理论，结合机械制图的教学特点，制定针对空间思维薄弱问题的教学策略。
2.1多元关联化策略
多元关联化策略是指利用动态可视技术，对语言和图形进行表征，重新多元化关联和动态集成，促使学生在学习过程中动态地捕捉机械制图涵盖的知识内容，有效提高学生对空间立体的认知和理解。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机械制图是研究零件图样的学科，空间立体的结构及投影是研究内容的外在特征，也体现出机械制图的主要思想——三维与二维间的相互转化。实践表明，如果学生在认知机械图样时，只是利用语言信息进行交流，或是单单凭借视觉化信息进行理解，会导致信息解读的不准确，造成知识认知上的浅薄、闭塞、或偏离。通过现代信息整合技术，对机械制图教学的语言和视觉化信息进行整合和动态打包，充分体现机械图样的多元信息表征属性，满足机械制图的教学要求。对学生而言，语言信息与视觉化学习的融合，能降低学习过程的认知负荷，加深对工程图样的本质理解。同时，将教学课堂的多元素进行关联表征，有助于发现知识内容和教学方法的内在联系，深入挖掘课堂教学的优势与潜力。
2.2认知视觉化策略
认知视觉化策略是通过实物道具，对制图中抽象概念、投影规律、规定画法等问题，进行视觉化表征并解释内在含义。合理利用动态可视化技术，将教学模型、演示视频、互动多媒体等可视化工具融入教学课堂中，使工程图样上的抽象信息具体化，减轻学生学习过程的负荷，提高空间立体的认知程度。对机械制图学习困难的学生，大多数都是感觉学习压力过大，产生畏惧心理而失去学习兴趣的。机械制图的教学内容中，大量的空间立体需要抽象的投影画法来表达。尤其是正投影法的不可见性问题，学生需要通过空间想象力，将几何立体的抽象不可见部分表达在工程图样上，使几何结构得到完整表达。在学习制图的过程中，学生被几何立体及其投影的抽象特征与内在关联所困扰，导致空间想象认知过程出现误区和盲点。学生在此阶段，处于空间实体向逻辑想象的过渡期，和思维认知方式的转折点。此时需要充足的直观感受作铺垫，帮助学生更好地认知空间立体及投影特点，提高空间思维的想象力和逻辑推理能力。利用可视化教学手段，对发挥教学过程的作用，提高认知水平的层次，是一种必要的策略。由于机械制图的特点，认知视觉化策略的实现，不仅包括二维图形的视觉化，更加注重三维空间下的动态表征和可视化实现。首先，工程图样中的抽象图形应尽可能三维立体呈现，制造逼近现实的仿真环境，充分刺激学生的视觉感官，使学生更直观地建立感知与知识点的联系；其次，有利于内在隐性联系的凸显，形成深层次的认知和理解[1]；最后，归纳知识的现象细节，梳理学生认知的发生顺序，提高对于空间立体的想象能力。
2.3结果辨别化策略
结果辨别化策略是指对机械制图抽象知识的结果进行分析、判断和辨别，包含立体结构、投影特性、规定画法和常用表达等问题。采用基于现代数字的动态技术，对机械制图知识框架的基本特性，研究内容和层次结构进行辨别，有利于学生深化自身的知识和提高空间思维判断力。机械制图教学的结果主要包括对投影原理、投影特性、常用零件表达等问题的分析与归纳。学生认知的结果是真正掌握工程图样的看图、识图和作图能力。大多数学生在认知过程中，都存在或多或少的模糊认识和错误的理解，没有及时反馈和解决。同时缺乏辨别知识本身对错的能力，造成学习过程中累积性的认识偏差，影响最终的学习结果。在日常教学中，教师尽可能地表达空间立体的认知过程。但对认知结果的辨别过程准备不足，导致学生难以理解空间立体与投影画法，工件结构与表达方法间的内在深层联系。针对这种情况，应采用有效措施，做到有问题及时反馈、及时辨别。整合信息技术的动态认知过程，凸显机械制图知识的“异”与“同”，帮助学生辨别知识间的隐含关系，整理知识体系，提高对三维立体的理解能力，实现认知结果的辨别[2]。
结论：
简而言之，空间思维能力是工科生应具备的基本素质，属于机械制图教学的基本要求。本文针对工科生学习机械制图的现状，分析学生空间思维能力薄弱的原因，提出具有新工科教学特点的教学策略，改善学生的空间思维方式，培养学生的学习兴趣和创新能力。
参考文献：
[1]陈柯，冯羽.工科学生立体思维能力薄弱的原因分析[J].课程教育研究，2018（43）：213-214.
[2]李慧娟，张晶晶《.机械制图》课程学习兴趣的激发[J].科技风，2019（03）：24-25
论文作者:姜卫红
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/17
标签：空间论文; 认知论文; 机械制图论文; 学生论文; 图样论文; 思维论文; 思维能力论文; 《基层建设》2019年第18期论文;