借助唐诗宋词培养学生“工程图学”中的形象思维
张艺萱王鑫峰秦忠宝李艳娇
［摘要］当代教育要求全方位培养学生，特别是高校教育，不仅要培养学生具备从事科研工作所需的逻辑思维能力，更要培养其形象思维能力。学科交叉发展能更好地实现学生综合能力的提升。学习“工程图学”课程的难点在于培养学生的形象思维。只有具备了一定的形象思维能力，学生才能更好地实现立体的二维模型（2D）与三维模型（3D）之间的思维转换。这也是成为机械工程师必备的能力。在“工程图学”课程中，通过唐诗宋词等元素的引入，可调动学生学习的兴趣，活跃课堂氛围，实现唐诗宋词与工程图学知识点的有机融合，从而培养学生的形象思维能力。
［关键词］工程图学；形象思维；唐诗宋词
［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2023）24-0172-04［收稿日期］2022-06-09
当代教育提倡各类学科交叉发展，这就要求学生的知识面必须广。文理工管各类学科必须相互渗透，为的就是把科研工作中需要的逻辑思维能力和文学创作中特有的形象思维能力有机地结合起来。著名科学家钱学森在《形象思维学》一文中曾着重指出，科技工作者具有较强的形象思维能力，对于他们在科学技术研究工作中发挥创造精神是很有价值的［1］。这就要求高校教师尤其是理工科专业的教师，在授课过程中应当注重培养学生的形象思维能力，便于理工科学生在日后更好地开展科学研究工作。
“工程图学”一般面向大学一年级学生开设，它是一门研究工程图样表达的工科基础课程。该课程以图形表达为核心，以形象思维为主线，通过工程图样与形体建模培养学生的工程设计与表达能力，提高学生的工程素质，从而增强创新意识［2］，最重要的是培养学生的形象思维能力。
诗词的特点是通过形象思维创造出艺术形象［3］。中华文化博大精深，历史悠久，尤其是古代文学中，唐诗宋词可以说是我国文学史上两颗璀璨的明珠，也是世界诗歌艺术宝库中一块无价的瑰宝。那么，对于理工科大学生来讲，学习唐诗宋词不仅是为了扩大知识面和提高自身的文学素养，更是进行爱国主义教育，在思维方面也有利于培养学生的想象力和创造能力。因此，在“工程图学”课程中加入唐诗宋词等中华优秀传统文化元素，不仅可以创新教学内容引入的方式，增强课堂的趣味性，还可以充分挖掘各个知識点与唐诗宋词之间的联系，以小见大，实现“工程图学”课堂上课程思政与形象思维培养的有机结合。笔者从投影法概述开始，到点、线、面、体的投影，以及如何在这些知识点中穿插唐诗宋词的元素，以期让学生在掌握知识点的同时，也能借助唐诗宋词元素增加学习的乐趣。
一、投影法概述
投影法的概念贯穿了“工程图学”这门课程，投影是由日常生活中的影子转换而来的，不管是太阳光下的物体，还是借助灯光打造的皮影、手影艺术等，用到的都是影子。明末清初散文家张岱在《湖心亭看雪》一文中写道：“雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白。湖上影子，惟长堤一痕、湖心亭一点、与余舟一芥，舟中人两三粒而已。”翻译过来便是：湖面上冰花一片弥漫，天与云与山与水，上下一白。湖上的影子只有一道长堤的痕迹、一点湖心亭的轮廓，以及我的一叶小舟，舟中的两三个人影罢了。这段描写其实也运用了“工程图学”课程中投影法的概念以及正投影的特性。
教师在授课过程中，可以用“惟长堤一痕、湖心亭一点、与余舟一芥，舟中人两三粒而已”来开始有关投影法概念以及正投影特性的讲解。教师可提问学生，为什么立体的长堤、亭子以及小舟等三维立体投影到湖面上却是二维的图形，投影的核心含义是什么等，借此讲解正投影的特性，即真实性、积聚性和类似性。通过这个例子教师还可以代入“降维思维”，体现该知识点的形象思维。“降维思维”实际上就是将三维立体转换成几个二维图形，把不易观察的空间物理量用二维图形表示出来，从而找到各个物理量之间的关系。如：在力学中用平行的四边形分解定律来实现“力的降维”和“运动的降维”。“工程图学”是理工科大一学生的必修课，是他们接触科学技术的基础，因此，教师在授课过程中不仅要讲授图学知识点，更要通过图学课程内容向学生传递一种科学的思维方式，而这种思维方式在其他学科中是一通百通的。
二、两点的相对位置
在讲解空间中两点的相对位置时，教师给出空间中两点各自的坐标值，让学生去判断两点的相对位置。根据图学理论，通过比较两点x、y和z坐标值的大小，学生就能判断出这两点在左右、前后、上下方向的相对位置。如：空间中点A的坐标为（25，16，35），点B的坐标为（18，20，0），通过比较三个坐标值的大小，学生可以判断出，空间中点A在点B的右、后、上方。类似这样的讲解中规中矩，可能会让有些学生觉得枯燥乏味而不认真听讲。但是，判断空间中两点的相对位置，是学习重影点可见性判别的基础，而重影点的可见性判别更是学习线线相交、线面相交以及面面