探索Cimtrone E軟件實體造型的教與學

王爽

摘 要：Cimtrone E是一款功能強大的CAD/CAM軟件，集二維繪圖、曲面造型、實體造型、鈑金設計、裝配設計、運動仿真為一體。立足于解決Cimtrone 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

Cimtrone 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Cimtrone E軟件課教學中的重要章節，是初學者學習Cimtrone E軟件的必經之路，比較難入門。在教學工作中，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Cimtrone E軟件課實體造型的教學作一探討。

1 教材分析

零件模塊分為草圖、基準、拉伸、約束、實體創建五個子模塊，常用的就是拉伸和約束兩個模塊。對于初學者而言，實體造型是Cimtrone E軟件課的重點與難點，因此，在專業知識的入門上，不能按職高生教學速度進行。Cimtrone 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。

2 強調二維草繪的重要性

二維草繪是Cimtrone 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。

3 優化課堂教學，突破傳統教學瓶頸

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。 Cimtrone E課程采用多媒體教學，學生人均一臺電腦。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。

3.1 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。Cimtrone 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。

3.2 精心設計，誘發探究

Cimtrone 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，例如電腦顯示器、水杯、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Cimtrone E的二維草繪環境是否也有偏移命令呢？答案是否定的。Cimtrone 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。

3.3 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，Cimtrone 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。

3.4 動手實踐、主動探究

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。Cimtrone 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。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。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。

4 教學效果

Cimtrone 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、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Cimtrone 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]王衛兵.Cimtrone E8中文版三維造型與數控編程入門視頻編程[M].清華大學出版社，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.

[3]和義清.教育界：高等教育研究，2013年第3期.