淺談Pro/E軟件課實體造型的教與學

【摘 要】筆者立足于解決Pro/E軟件課中實體造型的入門問題，通過精心的課堂教學設計，激發學生的學習興趣，活躍學生的思維，促進學生自主探索，從而獲得較好的教學效果。

【關鍵詞】實體造型 入門 教學設計

Pro/E軟件課是機械類學生作為計算機輔助設計課程教材使用，適合技能型緊缺人才的培訓。它有貼合專業的特色，對相關課程的學習能起到良好的幫助和提高作用。實體造型是Pro/E軟件課教學中的重要章節，是初學者學習Pro/E軟件的必經之路，比較難入門。在教學工作中，筆者總結出一條經驗，不但能充分的調動學生的積極性與主動性，而且還能挖掘學生潛在的能力，大大提高教學效果。下面就Pro/E軟件課實體造型的教學作一探討。

一、教材分析

零件模塊分為實體、復合、鈑金件、主體、線束五個子模塊，常用的就是實體和鈑金件兩個模塊。對于初學者而言，實體造型是Pro/E軟件課的重點與難點，下面針對這一子模塊進行詳細介紹。

實體：實體零件是眾多的幾何特征組合而成，幾何特征包括：實體特征、曲面特征、曲線特征及基準特征等。詳見如下表：

特征特征類型基本特征

實體特征基礎實體特征拉伸/旋轉/掃描/混合/高級

放置實體特征圓孔/倒圓角/拔模/管道/殼/倒角/筋

曲面特征基本曲面特征拉伸/旋轉/掃描/混合/高級

操作曲面特征合并/面組

基準特征基準點/基準軸/基準曲線/基準面/坐標系

高級特征又分為：螺旋掃描、掃描混合、可變截面掃描。

1.教學目標

根據教學內容和教學大綱的要求，考慮到學生的知識水平和心理特征，制定了如下教學目標：

知識目標：（1）了解三維建模的預備知識；

（2）熟練掌握草繪操作；

（3）熟練掌握基本實體特征。

能力目標：能夠應用拉伸/旋轉/掃描/混合及高級實體特征創建一般零件。

情感目標（1）培養學生分析問題、解決問題的能力。（2）培養學生的自主學習能力。

2.重點與難點

根據教學大綱，從學生已有的知識結構出發，在理論與實踐相結合的基礎上，我確立了如下教學重點、難點。

教學重點：基礎實體特征的應用

教學難點：高級實體特征的應用

3.教學方法

案例教學法、演示法、練習法、任務驅動法、自主合作探究式教學法。

二、分析學生的特點，要求其掌握基本概念

Pro/E實體造型是在二年級開設的，學生已經掌握了機械制圖、計算機輔助設計（CAD）等理論與技能。但是，農村中職生的理解能力較差，尤其是對枯燥乏味的專業理論知識；學生學習主動性不足，缺乏明確的奮斗目標。因此，在專業知識的入門上，不能按普高生的教學速度進行。Pro/E軟件課是一門實踐性強的專業課。教師在講授實體特征的概念時，不能照本宣科，一筆帶過，尤其是高級特征概念。必須把概念的講解融合在實體造型創建的過程中，這樣才能具體形象的向學生闡述實體特征的概念，變抽象為具體。學生通過練習簡單零件的創建，加深對實體特征概念的理解與運用，達到融會貫通的作用，為今后復雜造型的學習奠定堅實的基石。

三、強調二維草繪的重要性，要求學生掌握其作圖技巧

二維草繪是Pro/E最基本的獨立功能模塊。所有的二維圖形都是由點、直線、矩形、弧、圓等基本圖元構成的。每個實體模型都是由一個個簡單的特征累計而成的，而在創建特征之前，往往都需要先建立二維截面圖。所以，草繪是特征創建的基礎，草繪貫穿于實體建模的整個過程，通常是實體造型的第一步。如果草圖繪制不完整，就無法生成實體，所以學會使用基本圖元的繪制命令是首要之務。在講授實體造型之前，教師必須通過至少兩周的時間對二維草繪進行精講，學生在實踐的過程中能夠熟練的運用基本圖元進行作圖，掌握二維作圖技巧，活靈活用，為實體造型的學習埋下伏筆。

四、突破傳統教學瓶頸，優化課堂教學

傳統的教學方法是黑板加粉筆，模式單一，實體造型的教學僅借助“黑板+粉筆”，學生會感到抽象，難以消化和理解。由于缺乏演示工具，學生對三維空間的想象力感到茫然。

Pro/E課程采用多媒體教學，學生人均一臺電腦。筆者根據多年的軟件課教學經驗，總結了突破傳統教學瓶頸，優化課堂教學的方法，供大家商榷。

（一）創設情景，激發興趣

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師”，如何調動學生的學習興趣是課堂教學的關鍵。通過創設情景把學生引入到課堂中，激發學生的學習興趣與相互討論，為新知識做鋪墊。

計算機課程具有操作性強、適于視頻教學和實踐教學的特點。Pro/E軟件課以圖形化界面和鼠標操作為主，通過向學生播放視頻，詳細地展示實體造型的操作步驟，有效地集中學生注意力并挑起好奇心。而且，通過視頻教學也為學生創造了一個能聽、能看、能動手操作以及進行相互討論、交流的環境。激發學生的學習興趣，體現學生課堂中的主體地位。

（二）精心設計，誘發探究

Pro/E實體造型以案例教學為主，那么教師在案例上應該精心選擇能夠激發學生進行探究的欲望，例如臺燈、幸運星、電話筒、鼠標蓋等。而且教師在演示繪制零件的操作過程中分析它的結構特點，巧設問題，誘導學生進行科學的探究。例如，直齒圓柱齒輪，它的輪齒是利用拉伸命令創建的。如果要創建斜齒圓柱齒輪，它的輪齒是否也能運用拉伸命令創建？若不能，是否混合、掃描等命令可行；CAD的偏移命令是針對二維圖而言的，運用靈活。那么Pro/E的二維草繪環境是否也有偏移命令呢？答案是否定的。Pro/E的偏移（偏距）命令只存在零件模塊環境下，而且只能對曲面進行偏移，實體不能運用偏移命令。教師只有通過巧妙的設置問題，才能調動學生學習的主動性與積極性，引起學生的興趣，學生帶著問題積極的參與到課堂當中，有效的活躍課堂氣氛。

通過問題的設計，不但能加深學生對知識的理解，而且更能訓練學生從多個角度探究問題，從而提高學生科學探究的能力。

（三）擴展多變，激發探究

零件是由一個個基本特征累計而成的。是否一個零件只有一種創建方法呢？不是的，Pro/E提供了拉伸、旋轉、掃描、混合等多種建模方式。例如創建一個圓柱孔，方法一：可以通過繪制兩個同心圓，運用拉伸命令生成：方法二：運用混合命令生成一個圓柱，然后利用拉伸除料的方法創建孔特征；方法三：運用掃描命令生成一個圓柱，然后利用拉伸除料的方法創建孔特征。若發現圓柱孔的尺寸或形狀不對，是否要徹底刪除，重新創建呢？不是的，可以對模型樹中指定的二維草圖進行編輯定義，修改二維草圖的參數便可。

通過靈活多變的習題，學生既能獲得“一題多練”“一題多得”的學習效果，又能提高學生綜合運用知識的能力，激發學生探究問題興趣。發散思維的學習方式，有利于建立不同知識點間的橋梁。不但能促成知識的遷移，又能有效的發散學生思維空間能力，培養學生科學探究能力，多方位發展。

（四）動手實踐、主動探究

陶行知先生曾說過：真正的教育必須培養出能思考會創造的人。處于被動的學習狀態下的學生是不可能獲得思考能力和創造能力的。學生只有主動參與課堂教學，才能充分發揮其主體的能動作用，創新學習，營造出一種生動活潑的學習氣氛。

Pro/E實體造型的教學具有很強的實踐性，學生只有通過實踐操作，理論與實踐相結合，才能更好的掌握作圖技巧與方法。因此，在教學過程中，應竭盡全力的為學生創造學練結合的機會。按分組競賽的方式讓學生參與到課堂教學中，教師采用案例教學法進行教學，通過講授、演示操作同步的教學方式讓學生直觀的獲得知識內容。學生通過觀看教師演示并結合課本、視頻親自動手實踐。學習中若出現瓶頸，通過認真反復的觀看視頻，找出自己的操作步驟與視頻有何差異，主動探究；可以與同學相互探討、交流，合作學習；可以向巡視的教師請教。教師在巡視的過程中，檢查學生的掌握知識的進度，并對理解、接受能力較差的學生進行輔導，分層次教學，增強學生的自信心，實現個性化教學。同時，盡量培養多個“小助手”幫助有需要的學生。讓學生親自動手實踐，變空間想象力為現實實體，學生在學習的過程獲得成就感，促使他們愿意去主動探究。

五、教學效果

Pro/E實體造型的教學宜精講多練，通過教師的邊演示邊講解，讓學生在觀看——討論——分析——實踐——探究的過程中掌握實體造型的創建流程及各種命令的作圖技巧。這一教學模式打破了傳統教學，變被動為主動。教師注重理論與實踐的融合，關注學生的學習過程，通過實踐教學提出引導性問題，讓學生在實踐過程中進行問題的思考，促進學生的個性發展。學生通過教師巧設問題，相互探討、交流，參與課堂互動，發揮他們的主觀能動性，通過自己實踐操作完成課堂任務，在實踐中分析問題、解決問題，提高學生的動手能力，增強團隊合作精神。

總之，在教學中教師應該不斷的總結、不斷的改進，充分調動學生的積極性與創造性，師生、生生在交往互動中參與課堂教學，讓學生在學中樂，樂中學，享受學習Pro/E實體造型的樂趣。由于機械零件繽紛多樣，創建方法復雜多變，因此教師應靈活運用，培養學生獨立思考的習慣，以達到真正提高教學效果的目的，提高學生的素質及能力。

【參考文獻】

[1]張曉紅. Pro/E實訓教材[M].北京：電子工業出版社，2009.

[2]郭春鳴. 中等職業教育改革探索[M].上海：華東師范大學出版社，2004.