機械制圖教學設計中運用Pro/E的研究與實踐

【摘 要】機械制圖是機械專業中應用性很強的課程，傳統教學方法都是著重從二維的平面幾何畫法開始要求學生想象空間實體，在培養學生空間思維能力上效果較差，特別對于技工類學生就更難于掌握。而基于Pro/E的一體化教學改變原有的教學模式，著重從三維立體到平面幾何圖形更符合人的認識規律。既更容易為學生所接受，又利于激發學生的學習興趣和欲望，從而提升學生的學習效果。

【關鍵詞】機械制圖 Pro/E 三維造型 一體化

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）19-0171-02

一 轉變教學觀念，從二維教學到三維一體化教學的重要性

機械制圖是一門傳統的專業基礎課，它在機械類各專業的課程體系中占有重要的地位。傳統教學方法都是著重從二維的平面幾何畫法開始要求學生想象空間實體，在培養學生空間思維能力上效果較差，學生普遍反映機械制圖難學。如何激發學生學習興趣，提高教學質量，是每一個制圖教師面臨的課題。目前，AutoCAD軟件已經應用于制圖教學中，增加了課堂信息量。但由于CAD仍是一種以表達平面圖形為主的二維軟件，所以傳統的制圖教學的思維方式并沒有發生本質變化。

隨著計算機技術的飛速發展，機械制造工作者的工作方式發生了巨大的變化。在目前三維軟件的支持下，可以首先考慮建立數字化的三維幾何模型，然后進行交互修改，最終生成三維產品。在這種情況下，機械制圖的教學僅停留在二維平面表達階段是遠遠不夠的。必須將三維CAD技術有效地融于課程教學之中，建立三維立體與二維圖形為一體的教學體系，以適應現代設計、信息科學發展和創新能力的高素質人才培養的需要。機械制圖課程中應用Pro/E三維建模軟件進行教學，不僅可以提高教學質量，還可以幫助學生了解計算機繪圖知識以及三維建模的方法，為以后的學習和工作奠定良好的基礎。

二 轉變教學模式和教學方法

在傳統的機械制圖教學中，注重理論教學，而輕視實踐應用，主要的教學手段就是通過使用模型、掛圖和實物，將難理解的投影關系變為較直觀的視覺印象。對于復雜的零件，尤其是裝配體，實物模型很難展示出其內部結構。

利用Pro/E進行輔助教學，將不同于以往的教學模式。以往教學中是以投影理論為主線，圍繞投影理論而展開的立體的視圖、軸測圖和透視圖、機件的圖樣畫法、零件圖等知識點都避免不了抽象、復雜、難懂的缺點。引用Pro/E后，教師將以三維模型為切入點，以投影理論為基礎，將機件的三維立體圖與二維工程圖進行有機結合，引導學生進行空間邏輯結構與二維平面圖形之間的轉換，培養學生的形象思維能力。

利用Pro/E三維軟件，可以根據不同的教學內容對各種三維模型進行修改和新建，大大降低了因缺少實物模型或掛圖而導致教學受限的影響。這種三維模型可以存儲在移動設備上，方便攜帶，易于管理，避免了由于傳統實物模型因體積大、重量重等原因造成的不便，同時也可以實現各教師之間的資源共享。

三 Pro/E三維設計在機械制圖一體化教學中的應用

空間思維能力培養是傳統教學中的重點和難點，而明確二維圖形與三維實體的關聯關系，是掌握空間思維能力的前提。在課上，可借助Pro/E實體設計的造型功能和動態工具繪制各種三維模型，從中講解三視圖形成規律，組合體、相貫線的概念，使學生一目了然、快速掌握。

第一，Pro/E在組合體教學中的應用。以借助Pro/E三維建模功能繪制組合體模型，給學生講解組成該組合體的各個基本體的形狀結構，以及各基本體之間的組合方式和相對位置關系，在具體畫三視圖的過程中需要注意的問題等。在課堂上經常以軸承座作為典型的組合體實例講解組合體的讀圖畫圖方法，如圖1所示，為利用Pro/E繪制的軸承座實體模型，調整出不同的視圖方向如FRONT、TOP、LEFT（分別相當于主視圖、俯視圖和左視圖的角度），學生可以觀察實體模型的標準三視圖。

第二，Pro/E在立體相交教學中的應用。如圖2所示，為立體相貫線的實體造型，可以在線框顯示模式和實體顯示模式之間隨意切換，還可以通過抽殼及分割操作，使相貫線能更清楚地展現在眼前。使學生形成動態的空間思維方式，有效提高學生對空間曲線的靈活思維能力。

第三，Pro/E在裝配圖教學中的應用。為了便于學生對裝配圖知識的學習和理解，同樣采用Pro/E的裝配體建模功能

繪制出組成裝配體的每個零件的實體模型，然后按照實際的裝配過程將繪制好的零件組裝成完整的裝配體模型，此實體模型還可以進一步生成爆炸視圖，能清晰地展示各個零件之間的裝配關系。還可以將該爆炸視圖錄制為動畫效果在課堂上播放，學生對整個裝配關系就非常清楚了，也利于學生對其工作原理的理解。

Pro/E并能方便地把裝配模型轉換成二維工程圖，將模型實體造型與模型的三視圖投影結合起來，形成一個完整的由三維模型到二維圖形的思維構架。如圖3所示，為采用Pro/E制作的油泵和增速器的實體模型裝配圖。

四 總結

毫無疑問，隨著計算機應用的快速普及，傳統機械制圖教學將會越來越多地與計算機三維造型相結合，使機械制圖教學跨上一個新的高度，這將是大勢所趨。

參考文獻

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〔責任編輯：肖薇〕