中等职校机械制图教学中空间想象能力的培养研究

中等职校机械制图教学中空间想象能力的培养研究机电学区郭敬伟一、课题研究的背景和意义（一）研究的背景机械图样是工程界的“技术语言”，是用图线、规定符号、尺寸和技术说明等手段来表达设计者的意图，也是生产制造和检验的主要根据。

机械制图课程体系成熟于公元1345年的元朝，其代表人物为王祯，代表作为《王祯农书》。

课程体系的形成是在工业革命之后，随着工业、航海、航天、军械的高速发展，对图学的要求越来越高，而逐步形成的，世界各地文、理、医、工、农等专业学院和综合性大学也陆续开设画法几何、工程制图课程，并成立了相应的研究所、研究院，使得这门学科蓬勃发展，同时也使其形成了系统的技术体系和学术体系。

我国的机械制图的规范化教育起步于建国初期，成熟于50年代末60年代初，主要采用欧洲及前苏联的教学内容及体系，特别是前苏联的一整套图学体系。

其教学内容，课程体系、教学方法和手法，在我国得到了广泛的认可和应用。

我国的图学工作者在其基础上发展了一套适应于我国教学特点的方法理论，经过图学工作者几十年的不断探索，我国的工程图学教育已形成了自己的特点，主要有如下几种教育模式：一是强调在教学过程中以培养学生的能力为主即读图和绘图能力；二是强调在教学过程中培养学生的绘制机械图样的技能为主；三是把画法几何、机械制图、公差与配合、机械原理和机械设计等课程有机地结合在一起，建立机械设计制图课程，减少课程间的内容重复，使理论与实际、机件的形与质更紧密地结合。

90年代以前，我国的机械图学教育主要以第一和第二种模式为主。

90年代以后，随着社会的发展以及各个学校的历史、任务、层次、专业师资、培养目标、学生基础、教学保障条件的不同变化，因而采取了不同的教学模式，形成了一套适应各校工程图学教育特点的特色教学模式。

课题执笔：郭敬伟课题组成员：黄利明潘文菁杭建卫（二）目的和意义机械制图学科学习的目的是能正确的识读和绘制机械图样，工程图样是表达和交流技术思想的重要工具，是工程技术部门的重要技术文件。

所有工程技术人员都应当熟练地掌握这一技术语言，具备绘制和阅读工程图样的基本能力。

在中等职业教育中，本课程的教学对象为机械或相关专业的一年级学生，他们都是初中毕业生，知识体系还不完善。

机械制图以几何学为基础，以投影法为方法，研究几何形体的构成、表达及工程图样绘制、阅读的基础及方法。

本课程作为一门培养技术人才的工程学科的入门课程，肩负着培养学生的基本工程素质、空间思维与想象能力、动手能力及综合素质的重任，是一门机械或相关专业都开设的必修的基础课。

（三）问题的提出制图与读图一直是制图教学的两大任务，而它们都离不开空间想象，都离不开对空间形体的分析和表达，因此培养制图与读图的实质就是要培养学生对空间形体的想象能力、分析能力、表达能力，这三种能力是彼此关联、相互促进的，并以空间想象能力的培养为核心。

目前我校学生都是初中毕业生，由于年龄及知识方面的原因，他们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。

如何行之有效的培养学生的空间想象能力，使他们掌握制图理论，为己所用，是摆在我们面前的难题，这也是本课题要剖析的内容。

二、研究的理论依据（一）建构主义学习理论建构主义学习理论强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。

这就意味着教师应当在教学过程中采用全新的教学模式(彻底改变以教师为中心、强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的传统教学模式)、全新的教学方法和全新的教学设计思想，形成新一代学习理论——建构主义学习理论的同时，也逐步形成了与建构主义学习理论、建构主义学习环境相适应的新一代教学模式、教学方法和教学设计思想。

建构主义学习理论提倡的学习方法是教师指导下的、以学生为中心的学习；建构主义学习环境包含情境、协作、会话和意义建构等四大要素。

这样，我们就可以将与建构主义学习理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式概括为：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。

”在这种模式中，学生是知识意义的主动建构者；教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者；教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象；媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法，而是用来创设情境、进行协作学习和会话交流，即作为学生主动学习、协作式探索的认知工具。

显然，在这种场合，教师、学生、教材和媒体等四要素与传统教学相比，各自有完全不同的作用，彼此之间有完全不同的关系。

但是这些作用与关系也是非常清楚、非常明确的，因而成为教学活动进程的另外一种稳定结构形式，即建构主义学习环境下的教学模式。

（二）研究性学习理论研究性学习的开展为了扩大学生的知识，培养能力和其它意志品质等为主要目的的。

研究性学习强调的知识，不限于书本知识，尤其是不仅仅由基本教科书规定的知识。

研究性学习的着眼点不再追求教学大纲上规定的内容，追求对书本知识的加深和拓宽，而是强调学生把学到的学科知识加以综合并到实践中去运用。

要求学生在分析问题和解决问题的过程中，对学到的知识有更深切的体验和感受，使之真正成为自己的东西，学生在解决实际问题的过程中建构起来的知识将是灵活的知识。

这样的知识是他们自己的知识，是能够加以迁移的知识。

由此可见，研究性学习要求学生从全部地获得书本知识和间接经验，同时也总是通过实践活动，体验来获得直接经验并解决问题。

（三）合作学习理论合作学习是以小组活动为主体而进行的一种教学活动；合作学习是一种同伴之间的合作互助活动；合作学习是一种目标导向活动；合作学习把个人之间的竞争转换为小组之间的竞争，合作学习是由教师设计教学，分配学习任务和控制教学进程的活动。

众所周知，教学是一种双边活动，既有教师的主观能动作用，又必须要发挥学生的主观能动作用，只有把这两个作用有效地结合起来进行教学，才能达到良好的教学效果。

合作学习发挥学生的合作精神，减少两极分化的现象，大面积提高学习成绩。

三、课题内涵的界定根据心理学的观点，所谓“空间想象能力”其实就是形象思维与抽象思维两种思维活动的分析、综合、加工处理，从而产生新形象的一种综合性能力。

空间想象能力主要由形象思维、抽象思维、形象储存、加工和出现新形象五部分组成，主要来源于对空间形体的感性认识，因此只有在感性认识的基础上，对形体进行分析、综合、抽象、概括，达到理性认识，才能建立起正确的空间形体的表象，从而为形象思维与抽象思维对形体进行加工处理提供所需的素材。

本课题主要针对于技校、职高等中等职业学校的学生，由于基础差、底子薄、各方面能力普遍不强，《机械制图》学科作为一门新型专业基础课，主要以培养学生的空间想象能力，我们在教学提出一些新思路、新探索，对空间想象能力的培养提出一些新方法、新模式。

四、研究的目标和主要内容（一）研究目标机械制图教学中空间想象能力的培养研究，是以培养发展学生学习制图识图为目标，挖掘和建立学生的空间概念，积极提高学生的空间思维能力。

1、理论目标（1）通过对机械制图学科教学中空间想象能力的探索和研究，探讨新的更为有效的教育、教学模式。

（2）应用新的教学理念，运用建构主义学习理论将现代的教学手段和学科的教学过程紧密地结合起来，把教学理论融合到机械专业各学科的教学中，促进新的变革，提高教学质量，逐步实现课堂教学现代化。

（3）形成具有创新特色的教学整合模式，吸取传统教学的长处（如利用教学模型进行直观教学等），为培养学生的空间想象能力探索最佳教学理论。

2、实践目标（1）专业发展目标我校机械专业从20多年前办学开始就建立起来，通过许多年的努力和发展，如今已被确认为省级骨干专业，机械制图是机械专业的主干课程，在科学技术发展的今天，机械制图教学中对学生空间想象能力的培养的方法和过程存在着一些不足或缺陷。

通过本研究，摸索一套培养学生空间想象能力的机械制图教学理论，为其他专业课程的学习作好铺垫，并为学生以后从事的技术工作夯实基础，同时也推动我们机械专业向新的教学观发展。

（2）教师培养目标通过本研究，培养教师的创新意识，逐步改善传统教学方法的不足，充分利用现代化教学工具和教学手段，应用适应新时代发展的现代教学体系，提高教师素养，推动学校教师群体敬业、精业、创新精神的发展。

（3）学生培养目标通过师生互动、学生协作、人机交互等形式，培养学生形成自主性、协作性、创造性的心理品质，全面提高学生素质，为社会造就现代化人才。

（二）研究的主要内容1、空间想象能力的空间平面两个跨度研究2、空间想象能力培养中形象教学法的研究3、空间想象能力培养中启发教学法的研究4、空间想象能力培养中创新教学法的研究五、研究的基本原则1、客观性原则：从职高学生学习心理、知识程度的实际出发，不搞唯心主义，不搞主观臆断，实事求是，从实践中得出正确的结论。

2、主体性原则：学生是学习、发展、创新的主体，在教师的指导下成为认识学习的主人，要发挥学生在评价中的主体地位。

3、发展性原则：学生的心理是发展变化的，评价过程也会随着时代的发展在内容和形式上发展变化，因此学习心理的研究也应该是动态的。

4、合作性原则：现代教学论指出，教学过程是师生交往、生生合作，共同发展的过程。

合理安排合作活动，以课堂合作性和课外兴趣合作性交往来达到教学的认知和情意目标，培养学生的合作精神和交往技能。

5、创造性原则：鼓励学生提出独特、新颖的思路和想象，鼓励质疑求真的探究精神，并合理安排讨论活动，求证该创造性思维的可取性。

另外，教师要以动态的目光观测评价学生的发展趋势、发展潜力，而不仅是着眼于现有状况。

六、研究过程与方法（一）研究对象及研究步骤1、研究对象本研究对象为我校对05级、06、07级机电及相关专业的10个教学班，任教《机械制图》的教师和学生为参与者，以07机械电子技术应用（1）、（2）班为实验班，其他各班为参考班，以07数控（1）、（2）班作为对比班。

2、研究步骤2007年9月：预备阶段。

收集相关的理论资料，制定课题计划。

2007年10月－2008年6月：实施阶段。

完成教学实践，统计实验数据，得出合理结论。

2008年7月－2008年8月：收集整理研究资料，总结研究经验，完成结题工作。

2008年9月－2008年10月：完成结题报告，总结成效。

（二）研究的基本框架1、以动作技能学习为中心动作技能学习是以模仿、训练为中心，培养学生读图、画图的具体技能、科学态度和良好的心理品质等，其特征是：重视示范，重视模仿，重视过程，重视练习。