运动的形体视觉刺激在工程制图课程教学中的作用

刘慧娟++罗慧中��

摘要：工程制图是通过平面图形表达三维物体的形状，其难点在于其空间概念的建立。但是人的认知是有规律的，运动的形体视觉刺激会加强人的认知能力，以Solidworks为载体，以运动的形体为手段，利用人的视觉认知规律，建立人的空间想象力从理论上是可行的，且该方法已经在教学中应用，具有有效性。

关键词：工程制图 运动视觉刺激 认知规律 空间想象力 组合形体

中图分类号：TB23文献标识码：A文章编号：1009-5349（2017）11-0190-02

工程制图是土木工程专业基础课，通过平面图形表达三维物体形状，培养学生读图和绘图的能力，实用性强，其难点在于其空间概念的建立。[1]教学过程中利用学生立体几何知识，将空间物体转化为平面图形，反过来，也能够从平面图样想象出物体的空间形状。[2]该课程学习的过程，就是分析空间几何关系和空间问题与平面图形之间对应的关系，对学生能力的培养、培养空间想象力是该课程重要的教学目的之一。

一、形体视觉刺激对空间想象力的影响

而空间想象力是需要动用人的认知能力才能达到的。[3]心理學认为，人的认知过程是个体获取知识和运用知识的过程，包括感觉、知觉、记忆和思维等。[4]人对客观事物的认识开始于感觉与知觉。感觉反映事物的个别属性和特性。而知觉反映事物的链体及其联系与关系。人们通过感知觉所获得的知识经验能存储在人的大脑中，形成“记忆”。人不仅能直接感知个别、具体的事物，认识事物的表面联系和关系，还能运用头脑中已有的知识去概括地认识事物，揭露事物之间的本质联系和内在规律。这就是“思维”。人对外部事物的感知是通过感觉器官来实现的。因此，由感觉器官所引起的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等构成了认知的源头。

对于空间想象力而言，空间的形体直接的视觉刺激对人在头脑中建立形体的认知是较为直接和有效的。如图1，利用三视图建立空间想象力是比较困难的，验证也比较困难。但如果建立一个如图2所示的立体图，形体的视觉刺激会引导大脑在很短的时间建立该形体的空间形体，进而与之前空间想象的形体对比验证，并修正，达到从平面图形到三维空间形体的转换能力的训练和培养。

二、运动的形体视觉刺激对空间想象力的影响

实际上，静止的形体给人的视觉刺激也是静止的，是一个主要视觉的刺激。如果该形体可以在空间做一个全方位的运动，该运动的形体对人视觉的刺激是很强烈的，人可在更短的时间内建立该形体的整体空间印象。好比一个静止的陌生人，记住他花的时间会比较长。但是如果同时观察到了这个人的形貌和举止，就很容易记住他的样子。这个认知过程在土木工程制图的教学中依然适用。如图3所示。该形体在solidworks中可以360度全方位旋转。眼睛可以从各个部位沿着时间的进展，观察到形体的“举止”，进而在大脑中快速地建立印象。

对于组合形体，运动中的视觉刺激更为有效地建立个体组合关系和组合体的空间形象。如图4所示，将螺母和螺杆组合起来，就会得到图5，这个过程中solidworks可以在运动中完成，给人的视觉刺激是很强烈的。完成组装后的形体，在solidworks中可360度全方位旋转。眼睛可以从各个部位随着时间的进展，观察到组合形体的“举止”，进而在大脑中快速地建立印象组合形体的“样子”。

三、结论

针对工程制图的培养目的和关键问题，提出了一个利用运动形体的视觉刺激，建立人的空间想象力的教学方法，并利用solidworks作为载体，从静止的形体、单一运动形体、运动的组合形体等逐步渐进的方式，讲解了该方法，并应用在实际教学中，取得了很好的效果。

参考文献：

[1]陈倩华.大学生的创新素质和工作能力培养浅议[J].广西大学学报（自然科学版），2008（z1）：274-275.

[2]任小艳.浅析《工程制图》教学中传统教学与多媒体教学的有效结合[J].北京电力高等专科学校学报，2011（6）：430-431.

[3]吴欣，徐建成，葛文庆.工程制图中教学难点的“体验教学”设计[J].工程图学学报，2008（6）：139-143.

[4]万振武.《工程制图》课程多感官参与性教学初探[J].高教论坛，2010（12）：15-16.

[5]伍新春.高等教育心理学[M].北京：高等教育出版社，1999：12-13.

责任编辑：杨国栋