毛 昕， 黃 英， 那履弘， 劉 陽

（東北大學(xué)機(jī)械工程與自動化學(xué)院，遼寧 沈陽 110004）

在工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求中，思維能力的培養(yǎng)被列為教學(xué)的重要任務(wù)之一，這既體現(xiàn)了工程圖學(xué)課程的教學(xué)特點(diǎn)，也反映了課程在高等工程教育體系中的特色。什么是工程圖學(xué)思維？它具有哪些特征？工程圖學(xué)思維中有哪些常用的思維方法？工程圖學(xué)思維中的哪些品質(zhì)影響到課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量？怎樣使這些思維品質(zhì)得到提高？通過對這些問題的分析和回答，可以使我們更準(zhǔn)確地掌握課程的思維規(guī)律，提高教學(xué)效果；同時更主動、有效地對學(xué)生進(jìn)行思維能力方面的培養(yǎng)。

1 工程圖學(xué)思維及其特征

思維是思維主體對客觀事物本質(zhì)屬性和內(nèi)部規(guī)律性的概括和間接的反映，是認(rèn)識過程的高級階段。思維過程中，大腦能動地獲取各種環(huán)境信息并對其進(jìn)行加工處理，形成對事物發(fā)展?fàn)顟B(tài)的把握。

根據(jù)思維的抽象程度可將其分為行動思維、形象思維和邏輯思維。行動思維是以直觀的動作和活動為媒介而進(jìn)行的思維，通過對動作和活動過程及結(jié)果的感知和概括形成對事物的認(rèn)識，科學(xué)實(shí)驗(yàn)就包含行動思維的成分；形象思維是一種加工處理形象信息的思維方式，頭腦中的這種形象信息被稱為表象，通過對表象的分析和概括形成結(jié)論。形象思維具有形象性、整體性、跳躍性、情感性等特點(diǎn)；邏輯思維是以概念信息為材料，通過判斷、推理等方式來揭示事物規(guī)律的思維方式。它具有抽象性、過程性、深刻性和必然性的特點(diǎn)[1]。

工程圖學(xué)思維是指在工程圖學(xué)教學(xué)中，人的大腦與課程研究對象、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式相互作用，認(rèn)識和掌握教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在的理性認(rèn)知活動。工程圖學(xué)思維廣義上從屬于一般的思維規(guī)律，但也有其自身的特點(diǎn)，形象性、嚴(yán)謹(jǐn)性、工程性和創(chuàng)造性是工程圖學(xué)思維的主要特征。

1.1 工程圖學(xué)思維的形象性

工程圖學(xué)是用圖形系統(tǒng)來表達(dá)、處理工程對象技術(shù)信息的科學(xué)。與工科專業(yè)絕大多數(shù)課程不同，學(xué)習(xí)中從內(nèi)容的感知、記憶、思考直至得出某種結(jié)論，思維過程基本上是以圖形信息為素材；教材中數(shù)百幅插圖可視化地構(gòu)成了課程的內(nèi)容體系；講授中，直觀性教學(xué)成為最重要的教學(xué)原則之一，各種教學(xué)方法大都落實(shí)到“用圖形說話”；以視覺媒體為主的多媒體運(yùn)用成為得力的教學(xué)手段。因此，形象性成為工程圖學(xué)最主要的思維特征，形象思維成為學(xué)習(xí)中最主要的思維方法。

1.2 工程圖學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性

工程圖學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性主要源于其理論基礎(chǔ)畫法幾何學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性和解題思維的邏輯性。畫法幾何學(xué)基于“投影”的核心思想，用平面表達(dá)立體，用二維刻畫三維，具有自己完整的理論和方法體系；在利用圖解方法解決工程問題時，解題思路的分析實(shí)際上是確定一個由已知條件通向答案目標(biāo)的操作序列的過程，這其中要思考使用哪些概念以及這些概念的應(yīng)用次序。比如圖1中求AB 和CD 兩直線的最短距離EF 時的思考：①EF⊥AB，EF⊥CD；②∵AB⊥H，EF⊥AB，∴EF//H；③∵EF//H，EF⊥CD，∴ef⊥cd；④∵EF//H，∴e'f'//OX。在這個序列中相繼用到了公垂線、直線相對位置、直角投影定理和水平線投影特性等4 個概念，經(jīng)過對這些概念的判斷和推理得出結(jié)論。這個過程思維客體雖處在三維空間，但思維方法更多地屬于邏輯思維的范疇，而嚴(yán)謹(jǐn)性是邏輯思維的突出特點(diǎn)。即便在讀圖的形象思維過程中，也不能排除邏輯思維的作用，比如線面分析法中“一封閉線框?qū)?yīng)其他視圖，不是其類似形，便積聚為直線”的規(guī)則就是一種邏輯判斷推理?？梢娫诠こ虉D學(xué)思維中，形象思維和邏輯思維經(jīng)常是相互作用、互為補(bǔ)充的。

圖1 求作兩直線的最短距離

1.3 工程圖學(xué)思維的工程性

工程圖學(xué)思維的工程性是由課程研究對象的工程屬性決定的。首先，課程所有內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)都是面向工程的，基礎(chǔ)理論部分的學(xué)習(xí)雖是研究點(diǎn)、線、面和形體的投影規(guī)律，但應(yīng)具有工程抽象和工程建模的思想；工程圖樣部分在結(jié)構(gòu)、表達(dá)、尺寸和技術(shù)要求等各方面，都受到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和生產(chǎn)要求的約束。另外，課程中多種重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)也體現(xiàn)了工程性的思維過程，專業(yè)制圖部分的內(nèi)容主要是通過實(shí)踐來掌握的。同時，工程性思維特征也在培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)和獨(dú)立工作能力當(dāng)中得以體現(xiàn)。

1.4 工程圖學(xué)思維的創(chuàng)造性

工程圖學(xué)是以形象思維為主要思維方式的課程，工程圖學(xué)思維的創(chuàng)造性主要包含于形象思維的創(chuàng)造性特點(diǎn)當(dāng)中。對于創(chuàng)造性思維過程，較有影響和代表性的是沃拉斯的四階段理論，即創(chuàng)造性思維要經(jīng)歷準(zhǔn)備階段、醞釀階段、閃光階段和驗(yàn)證階段。醞釀和閃光兩個中間階段是關(guān)鍵，而其間基于右腦的直覺思維起著重要作用，使人產(chǎn)生靈感和頓悟。愛因斯坦說過：“想象力比知識更重要。”著名法國數(shù)學(xué)家龐加萊說：“邏輯是證明的工具，直覺是發(fā)現(xiàn)的工具?！蔽粗?guī)律的探索很難用已有知識和邏輯思維來進(jìn)行推導(dǎo)，而沒有想象力就無法突破邏輯思維的約束。形象思維以右腦為主要活動區(qū)域，以形象、聯(lián)想、整合等為基本思維方法。顯然，課程的形象思維訓(xùn)練對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力有著重要作用。值得注意的是，目前右腦思維開發(fā)的研究還不充分，基礎(chǔ)教育階段對形象思維訓(xùn)練的重視不夠，學(xué)生形象思維能力的欠缺成為影響工程圖學(xué)學(xué)習(xí)的主要矛盾，而工程圖學(xué)又是工科教學(xué)計劃中少有的以形象思維為主要思維方式和培養(yǎng)目標(biāo)的課程，這些都為工程圖學(xué)形象思維和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)賦予了特殊的意義和期待。

2 工程圖學(xué)的形象思維方法

2.1 形象思維的一般過程

形象思維是人在頭腦中加工形象信息的一種思維方法。

形象思維的主體是人，其生理基礎(chǔ)是人的右腦及其機(jī)能。人的大腦左右兩半呈對稱結(jié)構(gòu)，中間通過約兩億條神經(jīng)纖維組成的胼胝體相連接，每秒要進(jìn)行數(shù)十億次的信息傳遞。在大腦機(jī)能方面做出巨大貢獻(xiàn)的是美國心理生物學(xué)家羅杰·斯佩里博士，他通過裂腦人實(shí)驗(yàn)的一系列研究，證實(shí)了大腦不對稱性的“左右腦分工理論”，并因此獲得了1981 年度的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎?，F(xiàn)在我們知道，左腦和右腦各有其獨(dú)立的意識和記憶并以不同的方式進(jìn)行思維，左腦更適于語言、計算、文字、推理、排列等邏輯思維，而右腦則更適于圖像、色彩、空間、想象、情感等形象思維，它們在功能上相互補(bǔ)充，構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)[2]。

形象思維的客體是人腦能夠反映的整個客觀世界。工程圖學(xué)形象思維的客體便是我們學(xué)習(xí)過程中的各種形象信息，比如畫法幾何問題、具體工程問題、工程圖樣等，它們的已知條件、幾何模型、給出視圖等往往構(gòu)成了形象思維中最初的感知材料。

形象思維過程中頭腦中的形象信息被稱為表象。根據(jù)《中國大百科全書·心理學(xué)》的定義，表象是在物體并沒有呈現(xiàn)的情況下，頭腦中出現(xiàn)的該物體的形象。認(rèn)知心理學(xué)把以前存儲在頭腦中而再現(xiàn)的事物形象稱為記憶表象；把經(jīng)過加工改造而形成的新的事物形象稱為想象表象。作為形象思維加工材料的表象具有下面的特征：① 表象一定是形象的；② 表象是客體形象在頭腦中的反映，是客觀見之于主觀的；③ 表象具有不同程度的概括性；④ 表象具有圖像和語言雙重編碼，它們可以相互轉(zhuǎn)換[3]。

圖2 表示了形象思維的一般程式。形象信息首先通過視覺通道進(jìn)入大腦，經(jīng)過對信息初步的組織和解釋形成形象感知；感知的形象以表象的形式存儲在大腦中形成記憶，或直接進(jìn)入加工過程；記憶的表象可以通過匹配和識別來進(jìn)行提取，提取出的再現(xiàn)形象可以直接描述輸出，也可以用來進(jìn)一步加工；通過表象的加工，可以在頭腦中形成過去沒有的新形象，實(shí)現(xiàn)形象創(chuàng)建；再現(xiàn)形象和創(chuàng)建形象都可以重新存儲在頭腦中，當(dāng)然新的存儲表象經(jīng)過進(jìn)一步的概括，達(dá)到了更高的存儲層次。圖3 所示是一個非常簡單的組合體讀圖例子。看到給題初步會形成這樣的感知：屬于切割體；基礎(chǔ)為長方體；從主視圖看少了左上角，從俯視圖看少了左前角和左后角；右側(cè)結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。如有些讀圖經(jīng)驗(yàn)，圖中表達(dá)的左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)并不陌生（在頭腦中有所存儲），通過識別直接就能想出結(jié)構(gòu)形狀，補(bǔ)出左視圖；如欠缺讀圖經(jīng)驗(yàn)，可通過線面分析（即表象加工）在頭腦中創(chuàng)建出立體形狀，再補(bǔ)左視圖。題目做完后可對左下端結(jié)構(gòu)投影特點(diǎn)進(jìn)行概括歸納，以高層次表象形式進(jìn)入記憶存儲，形成新的讀圖經(jīng)驗(yàn)。

圖2 形象思維的一般程式

圖3 讀組合體的投影圖

2.2 形象思維的主要方法

想象和聯(lián)想是工程圖學(xué)中形象思維主要方法。

想象是人們在頭腦中有意識地把原有表象加工成新的表象的思維方法，它一般具有主動性、開放性、創(chuàng)造性和情感性的特點(diǎn)。主動性有助于收集更多的表象素材，豐富思維基礎(chǔ)，同時在加工過程中把握正確的思維方向；開放性可以形成發(fā)散、并行的思維形式，發(fā)散增加了思維的自由度，并行提高了思維效率；創(chuàng)造性使想象成為科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明中的重要手段；情感性反映了人的主觀能動作用。想象是工程圖學(xué)中常用的思維方法，比如由投影圖看懂物體的形狀、分析綜合性幾何問題的空間形態(tài)、幾何形體的構(gòu)型訓(xùn)練、裝配圖的拼畫等都離不開想象。想象又被分為創(chuàng)造想象和再造想象：創(chuàng)造想象不依賴現(xiàn)成的描述和圖像而獨(dú)立地創(chuàng)造出新的表象，構(gòu)型訓(xùn)練大多屬于這一類；再造想象則要依賴現(xiàn)有的描繪和圖像，經(jīng)過加工再現(xiàn)出以前思維主體尚未得到的新的表象，讀圖就是再造想象的過程。

假如給出題目：“求一般位置兩直線AB 和CD 的最短距離”，我們馬上會想起圖1 中的例子，并立刻得出解題方法：把其中一條直線變換為投影面的垂直線，然后執(zhí)行圖1 中方法。這個思維過程就是聯(lián)想。聯(lián)想在這里指思維主體根據(jù)事物表象間的聯(lián)系規(guī)律，借助于類比的思維工具，通過由一事物向另一事物推移而形成新表象的思維方法，它是事物普遍聯(lián)系規(guī)律在人頭腦中的反映。聯(lián)想存在于很多情形中。當(dāng)看到一個半剖視圖，會想到與圖樣表達(dá)呈鏡像結(jié)構(gòu)的未知的內(nèi)腔和外部形狀，由一個零件會想到這個零件所在的部件或機(jī)器，這是在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)想；計算機(jī)繪圖時會類比尺規(guī)繪圖，先載入線型、設(shè)置線寬、繪圖框、布圖等，這是在程序上的聯(lián)想；投影變換時，主左兩投影間的操作可類比主俯兩投影間的操作來進(jìn)行，這是在方法上的聯(lián)想；學(xué)習(xí)三維尺寸標(biāo)注時，容易想起要增加寬度方向的尺寸基準(zhǔn)，這是在功能上的聯(lián)想等。聯(lián)想思維方法有助于尋找和發(fā)現(xiàn)事物之間規(guī)律性的聯(lián)系。

2.3 形象記憶

記憶是學(xué)習(xí)中不可缺少的，這里指的是記憶結(jié)構(gòu)中的長時記憶，他像一個數(shù)據(jù)庫，把有用的信息保留下來，為學(xué)習(xí)活動提供必要的知識基礎(chǔ)。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)的研究，信息進(jìn)入長時記憶時總是要將其轉(zhuǎn)換為適合記憶系統(tǒng)的形式，即所謂信息編碼。長時記憶由此可分為表象系統(tǒng)和語言系統(tǒng)，它們分別以表象代碼（形象）和語言代碼（命題）來存儲事物的信息。表象代碼中以視覺表象為主，而命題則包括概念、規(guī)則、定律等。

認(rèn)知心理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明：同一事物可以不同的編碼形式進(jìn)入記憶，并且它們之間可以相互轉(zhuǎn)換；事物的形象信息主要是以表象系統(tǒng)來存儲的，它可以直接進(jìn)行提?。ɑ貞洠?，如果事物的形象信息以語言系統(tǒng)進(jìn)行存儲，在提取應(yīng)用時還需要把它轉(zhuǎn)換為表象，降低了思維效率；各種事物的形象要素是有差別的，比如“圓柱體”比“尺寸公差”的形象要素要多，形象要素多的事物具有較高的表象值，這樣的信息更容易記憶。神經(jīng)生理學(xué)研究證明：圖像和語言相比具有整體性（宏觀、并行、大容量）和多屬性（形狀、色彩、維度、關(guān)聯(lián)）的特點(diǎn)，容易對大腦形成更深的刺激，提高記憶的速度和深度[4]。

形象記憶方法即盡量利用事物的形象要素來加深記憶的思維方法。工程圖學(xué)課程內(nèi)容大都為圖形對象，思維記憶過程多處在表象系統(tǒng)中，這是理解和記憶的優(yōu)勢。但在另一方面，課程的教材是用文字說明的，教師的講授是用語言來表達(dá)的，這些卻處在語言系統(tǒng)當(dāng)中。形象的事物用語言來表達(dá)有時是困難的，比如很難僅用語言把一個哪怕稍復(fù)雜的組合體形狀說清楚，用來描述幾何元素及其操作的文字也經(jīng)常出現(xiàn)不易閱讀的“長難句”，說明圖形對象規(guī)律的定理有時反而不如抽象事物的定理容易記憶，這都是因?yàn)楸磉_(dá)手段和表達(dá)對象是處在不同的系統(tǒng)當(dāng)中，是理解和記憶的劣勢。因此，教學(xué)中要揚(yáng)長避短，以圖形為主來看書、理解和記憶。像幾何元素投影規(guī)律、直角三角形法、直角投影定理、各種規(guī)定畫法等內(nèi)容可以直接記憶其圖形結(jié)構(gòu)，即使像國家標(biāo)準(zhǔn)、表達(dá)方法、標(biāo)注規(guī)則等敘述性較多的內(nèi)容也應(yīng)該強(qiáng)調(diào)配合適當(dāng)?shù)膱D形對象來幫助記憶。

3 工程圖學(xué)的辯證思維方法

辯證思維方法是立足于對象的對立統(tǒng)一本質(zhì)而展開的思維, 它是工程圖學(xué)思維中的高級形式。

3.1 分析與綜合

分析是把整體分解為各個部分逐個加以研究的思維方法，它強(qiáng)調(diào)事物的局部性和結(jié)構(gòu)性；綜合是在分解的基礎(chǔ)上，研究各部分的結(jié)果和聯(lián)系，從整體上把握事物的思維方法，它強(qiáng)調(diào)的是事物的整體性和功能性。

分析與綜合是讀圖時最主要的思維方法。組合體讀圖時分解的是形體（形體分析法）和表面（線面分析法），看懂各部分的形狀和位置，綜合時把握各部分的相對位置，重建為整體；零件圖讀圖是對零件結(jié)構(gòu)的分解（結(jié)構(gòu)分析法），除看懂各結(jié)構(gòu)形狀和位置外，還要注意結(jié)構(gòu)的作用。綜合時還要考慮結(jié)構(gòu)合理性、精度要求和加工方法等；裝配圖讀圖時要看懂機(jī)器或部件的工作原理和裝配關(guān)系，其實(shí)質(zhì)是對其功能及其實(shí)現(xiàn)方法的分析和掌握，因此這時分析的應(yīng)是功能（功能分析法），通過看懂各級功能的功能載體（由哪些零件來實(shí)現(xiàn)）和功能解法（用什么方法來實(shí)現(xiàn)），最后看懂整體的裝配關(guān)系和工作原理。

又如在涉及定位問題的綜合性題目中，軌跡法是常用的解題方法。軌跡法的實(shí)質(zhì)是首先把答案幾何元素的解空間根據(jù)幾何從屬條件分解，分別升維到若干個高維幾何空間，形成若干個“軌跡”，然后再把這些“軌跡”綜合求交，交集元素即為問題的解答。

分析與綜合是辯證統(tǒng)一的關(guān)系，它們既有區(qū)別，又互相聯(lián)系。分析是綜合的基礎(chǔ)，是在綜合指導(dǎo)下的分析；綜合是以分析為基礎(chǔ)的綜合。比如，讀圖分析時要考慮劃分位置合理，數(shù)量適當(dāng)，不但每一部分容易看懂，而且便于綜合出總體形象。軌跡法解題時，也要優(yōu)化選取“軌跡”的種類，以方便求出它們的交集。

3.2 求同與求異

求同思維是從不同的事務(wù)中研究它們的共同屬性來揭示事物間聯(lián)系的思維方法；求異思維是在共同事務(wù)中探求事物差別或特性的思維方法。求同與求異思維的根據(jù)就是事物矛盾普遍性和特殊性，共性與個性的對立統(tǒng)一關(guān)系。

工程圖學(xué)課程內(nèi)容分在不同的模塊和章節(jié)，但許多內(nèi)容間存在著有機(jī)的聯(lián)系，具有某種一致性。比如：點(diǎn)的投影規(guī)律與立體投影三等規(guī)律在本質(zhì)上的一致性；平面投影中不同表示方法在其空間定位上的一致性；求解不同立體表面交線中，表面取點(diǎn)法在利用平面、柱面積聚性上的一致性，輔助平面、球面法在利用第三表面迂回求解上的一致性；組合體、零件圖和裝配圖讀圖在分析與綜合方法上的一致性等。異中求同有利于引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，更系統(tǒng)地掌握教材內(nèi)容，提高綜合分析問題的能力。

課程中還有一些內(nèi)容，看似相同，卻存在著差異。比如，同為幾何元素綜合性問題求解，對于定位問題多用軌跡法，一般是由已知條件向解答的正向思維；而對于度量問題則多用反推法，一般是按解的需求反過來確定求解路線的逆向思維。又如，回轉(zhuǎn)體截交線問題，用相同的方法求解，對于圓柱、圓錐和圓球一般得到二次曲線，而對于圓環(huán)則一般得到四次曲線，形狀會出現(xiàn)拐點(diǎn)。同中求異有利于引導(dǎo)學(xué)生抓住具體事物的特殊性，使學(xué)習(xí)更加深入。

3.3 發(fā)散與收斂

發(fā)散思維是從某點(diǎn)出發(fā)，沿各個方向輻射出去，從而得到新的有用信息的擴(kuò)張性思維；收斂思維是以某種目標(biāo)為集合點(diǎn)，積聚相關(guān)信息以達(dá)到該目標(biāo)的集中性思維。發(fā)散是收斂的信息源和前提條件，收斂是發(fā)散的歸結(jié)和評判。

機(jī)件表達(dá)方案的確定，常先根據(jù)零件特點(diǎn)發(fā)散地形成多種表達(dá)方案，再經(jīng)過諸方案的分析比較，優(yōu)化地收斂于一個最佳方案。讀圖訓(xùn)練中，“二補(bǔ)三”的題目往往收斂于確定的結(jié)構(gòu)形狀，但在讀圖時往往經(jīng)過形狀試確定、肯定與否定的過程，收斂中包含著發(fā)散。“一補(bǔ)三”的題目可以經(jīng)過發(fā)散思維得出不同的結(jié)構(gòu)形狀，但出于工程的考慮，這些零件必須是可加工的，還可能要符合某些結(jié)構(gòu)約束，可見發(fā)散也常常是有條件的或是有限的。

3.4 規(guī)定與非規(guī)定

規(guī)定意味著確定、不變化；非規(guī)定則意味著不確定、可變化。它們構(gòu)成對立統(tǒng)一的矛盾雙方。工程圖學(xué)課程中包含了不少規(guī)定性的內(nèi)容，教學(xué)中也往往容易更強(qiáng)調(diào)這些內(nèi)容，而忽略了事物的另一方面。有時“規(guī)定”多涉及的是知識的傳達(dá)，而“非規(guī)定”卻體現(xiàn)出思想、創(chuàng)新和能力。

課程中貫串始終的國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定表達(dá)方法是典型的規(guī)定性內(nèi)容。教學(xué)中若只是把這些內(nèi)容告訴學(xué)生，效果往往并不理想，這時非規(guī)定的一面往往可以作為很好的教學(xué)補(bǔ)充。比如，任何一部標(biāo)準(zhǔn)都不是某些人的刻意之作，而是生產(chǎn)關(guān)系適應(yīng)生產(chǎn)力發(fā)展的自然結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生有它的客觀性；其次，標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容不是隨意的，標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生有它的合理性；另外，每一部標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容都不是一成不變的，這體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的更新性。在這些意義上，規(guī)定與非規(guī)定、確定與變化聯(lián)系在一起。其實(shí)，工程圖學(xué)課程本身也是在適應(yīng)科技進(jìn)步和生產(chǎn)發(fā)展中不斷變化的，也是非規(guī)定的，不但教師應(yīng)該以發(fā)展的眼光看待課程本身，把這種思想傳達(dá)給學(xué)生也是有益的。

4 工程圖學(xué)思維的智力品質(zhì)及其培養(yǎng)

4.1 工程圖學(xué)思維的智力品質(zhì)

思維品質(zhì)是對個體所表現(xiàn)出來的思維水平和差異的描述，一般包括深刻性、敏捷性、靈活性、創(chuàng)造性和批判性等幾個方面[5]。工程圖學(xué)思維的智力品質(zhì)是指思維活動對課程內(nèi)容理解掌握的程度或水平，單從課程特點(diǎn)考慮，主要集中在學(xué)習(xí)者的表象品質(zhì)和規(guī)范品質(zhì)兩個方面。

表象品質(zhì)指在形象思維過程中的表象操作水平，可以從敏感差異、質(zhì)量差異、概括差異和儲備差異四方面來評價。

敏感差異反映對形象對象感知的敏銳程度。敏感性越高，對問題形象要素的捕捉并形成記憶越快，對記憶表象的提取速度和加工效率越高，思維中的糾錯能力也越好，能夠快速得出結(jié)論。形體分析法讀圖時形體分解的速度和好壞就反映了敏感差異。

質(zhì)量差異反映表象加工過程中形成新表象的水平，主要表現(xiàn)在表象形成的清晰性、完整性和穩(wěn)定性上。清晰性高，頭腦中的表象就越“鮮明”，像在眼前看到一樣；完整性是指表象形成時具有完整的信息，沒有缺漏；穩(wěn)定性是新表象在頭腦中持續(xù)時間的長短。這3 個方面越好，表象的質(zhì)量就越高，越容易形成正確結(jié)論。形體分析法讀圖時綜合的速度和正確與否直接反映了表象形成的質(zhì)量差異，清晰性和完整性影響著讀圖快慢和對錯；穩(wěn)定性則影響著綜合的成敗，若后面結(jié)構(gòu)的表象形成時，前面結(jié)構(gòu)的表象已經(jīng)失去，讀圖就無法完成。

概括差異反映表象加工過程中表象基本單元的復(fù)雜程度。概括性越好，復(fù)雜程度越高，加工能力也就越強(qiáng)。同一個物體讀圖，有人要分解較多部分才能看懂，有人分解較少部分甚至不加分解就能看懂，就是這個道理。

儲備差異反映頭腦長時記憶中存儲的表象素材的數(shù)量和質(zhì)量。數(shù)量越多，范圍越寬，概括越高，越有條理，就越容易被有效提取和使用。有了好的儲備，處理問題時就可以直接運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，不必每次都從最底層開始加工操作。

對于表象加工品質(zhì)，既具有人的先天生理因素，更有后天的培養(yǎng)因素。承認(rèn)先天可以樹立學(xué)習(xí)的信心；注重后天會更主動地進(jìn)行思維能力的培養(yǎng)。

規(guī)范品質(zhì)指學(xué)習(xí)者對課程規(guī)定性要求的遵從和執(zhí)行能力。如遵守國家標(biāo)準(zhǔn)、滿足生產(chǎn)需求、做好實(shí)踐環(huán)節(jié)等，這其中會有一個從被動適應(yīng)到主動貫徹的過程。因?yàn)楣こ虉D學(xué)是一門以應(yīng)用性為主的科學(xué)，所以這方面品質(zhì)的培養(yǎng)也是教學(xué)中的一項(xiàng)重要任務(wù)。

4.2 教學(xué)中形象思維能力的培養(yǎng)

根據(jù)形象思維的培養(yǎng)規(guī)律，開展了如下幾方面的工作：

（1） 在07 和08 屆學(xué)生中開設(shè)“形象思維與制圖學(xué)習(xí)”和“思維可視化”專題講座，普及形象思維理論知識，提高培養(yǎng)的科學(xué)性和自覺性。

（2） 建設(shè)了工程圖學(xué)助學(xué)平臺，通過展柜、觸摸屏、素材庫等形式使學(xué)生有機(jī)會接觸更多的圖形素材，豐富學(xué)生的表象積累。

（3） 開發(fā)了高水平的教學(xué)課件，在教學(xué)中遵循直觀教學(xué)原則，多種媒體合理選用，幫助學(xué)生提高形象思維的質(zhì)量和效果。

（4） 在學(xué)習(xí)中提倡“記圖”學(xué)習(xí)方法。在教學(xué)和新版教材中采用思維導(dǎo)圖形式，多使知識內(nèi)容以點(diǎn)（知識點(diǎn)）、線（聯(lián)系）圖式結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)線性文本形式，符合形象記憶原則，利于理解和記憶。

（5） 在教學(xué)中注意對常見結(jié)構(gòu)和圖形要素的總結(jié)歸納，幫助學(xué)生提高表象概括能力和儲備質(zhì)量。

（6） 在教材中增加“工程問題的畫法幾何建?！币还?jié)，教學(xué)中也盡量聯(lián)系工程實(shí)際，使頭腦中的表象素材更加生動，增強(qiáng)學(xué)生的思維敏感程度和實(shí)踐意識。

（7） 注意“一題多解”和“非收斂”問題的增加引入，提高學(xué)生的發(fā)散思維能力。

（8） 正在研制開發(fā)“形象思維訓(xùn)練與評測系統(tǒng)”，以期更加科學(xué)有效地進(jìn)行形象思維能力的培養(yǎng)。

5 結(jié) 束 語

形象性是工程圖學(xué)思維的重要特征，形象思維是工程圖學(xué)教學(xué)中的主要思維方法，表象加工水平是工程圖學(xué)思維中的重要智力品質(zhì)；辯證思維方法利于學(xué)生在更高層次上理解和把握工程圖學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)，是工程圖學(xué)思維中的高級形式。以思維理論為基礎(chǔ)，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析掌握工程圖學(xué)思維的特點(diǎn)和形式，對于教學(xué)中有意識地鍛煉學(xué)生的思維品質(zhì)和提高教學(xué)效果很有意義。

[1] 邵志芳. 思維心理學(xué)[M]. 上海： 華東師范大學(xué)出版社, 2007. 8.

[2] 溫寒江, 連瑞慶. 開發(fā)右腦[M]. 杭州： 浙江教育出版社, 2001. 3-10.

[3] 張大松. 科學(xué)思維的藝術(shù)[M]. 北京： 科學(xué)出版社, 2008. 57-74.

[4] 王 甦, 汪安圣. 認(rèn)知心理學(xué)[M]. 北京： 北京大學(xué)出版社, 2006. 111-131.

[5] 張德然. 概率論思維論[M]. 合肥： 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社, 2006. 48.