SolidWorks軟件在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用與探索

陶慶　袁陸　鄒琪　王琦

摘? 要：為提高產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量，在理解教學(xué)內(nèi)容基本要求的情況下，分析現(xiàn)階段教學(xué)模式中存在的問題，聯(lián)系科學(xué)理論，發(fā)揮SolidWorks建模軟件的自身優(yōu)勢。在現(xiàn)有的教育教學(xué)模式下，如何更好地達(dá)到課程教學(xué)要求，探索符合現(xiàn)階段設(shè)計(jì)發(fā)展需要且能達(dá)到產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程要求的教學(xué)模式，這對于培養(yǎng)高素質(zhì)設(shè)計(jì)類人才具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程? SolidWorks三維設(shè)計(jì)? 教學(xué)模式

中圖分類號：G64 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）04（c）-0085-03

隨著計(jì)算機(jī)信息化社會的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，計(jì)算機(jī)輔助軟件也扮演著越來越重要的角色，計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下，生產(chǎn)效率極大地提高[1-2]。如今計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件種類較多，根據(jù)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)方向及專業(yè)特性，選擇高效、方便操作的軟件對于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程的教學(xué)起到至關(guān)重要的作用。

SolidWorks三維設(shè)計(jì)軟件由于其強(qiáng)大的參數(shù)化建模體系，且能進(jìn)行單個(gè)零件的建模、裝配及工程圖的導(dǎo)出等功能，使其在工程方面應(yīng)用廣泛。而SolidWorks三維建模軟件課程學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的加入，不僅可以將理論聯(lián)系到實(shí)際，讓學(xué)生在掌握方法技巧后，通過自己設(shè)計(jì)構(gòu)想，將自主設(shè)計(jì)的產(chǎn)品通過SolidWorks三維建模表達(dá)出來，從而增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新表達(dá)能力、自主設(shè)計(jì)能力，拓寬思維空間，增加創(chuàng)新可能性。

現(xiàn)階段各類高校學(xué)生由于缺乏理論知識的儲備、專業(yè)技能缺乏，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足等原因，導(dǎo)致該課程的教學(xué)并未收到預(yù)期的效果。如何培養(yǎng)學(xué)生的各項(xiàng)專業(yè)技能，提高這門課程的教學(xué)質(zhì)量，這些問題值得進(jìn)行探討。

1? 產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程的教學(xué)要求

產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)是將技術(shù)與藝術(shù)完美融合并體現(xiàn)在產(chǎn)品的特性上，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上考慮多方因素，使其在一定程度上具有優(yōu)良的質(zhì)量及美觀價(jià)值[3]。

該課程教學(xué)內(nèi)容涵蓋面廣泛，涉及綜合能力強(qiáng)，課程教學(xué)要求含量高，這不僅要求教師具備深厚的知識儲備、專業(yè)素養(yǎng)作為基墊，同時(shí)對于學(xué)生的專業(yè)知識也具有一定的要求。通過該門課程的教學(xué)，學(xué)生需要熟悉產(chǎn)品的構(gòu)想、表達(dá)、建模、制造、工藝處理等全部流程的規(guī)律及相互關(guān)系。并從設(shè)計(jì)的角度整體考慮其在各個(gè)環(huán)節(jié)加工成型的可行性、便利性。提高學(xué)生對于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的整體規(guī)律的認(rèn)知能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的全方面設(shè)計(jì)人才，與社會市場需要的設(shè)計(jì)人才進(jìn)行無縫連接。

作為教學(xué)的直接踐行者，教師需將綜合的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理、擴(kuò)充，讓學(xué)生明確產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)不單單是對于產(chǎn)品外觀造型的設(shè)計(jì)，而是從整體角度去考慮后期各個(gè)環(huán)節(jié)中的內(nèi)在要求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。將建模軟件教學(xué)融入產(chǎn)品造型課程教學(xué)中，這樣不僅滿足了拓展綜合技能的要求，同時(shí)可以在模型設(shè)計(jì)及建造時(shí)通過考慮后期加工生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、尺寸的合理性中可能存在的影響因素，對三維模型進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

2? 產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程的現(xiàn)狀與存在的弊端

目前盡管國內(nèi)一部分高校在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程上的硬件設(shè)備已經(jīng)有所提升，但在教育授課模式上仍受到傳統(tǒng)教育的影響，產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程都是根據(jù)教學(xué)大綱，通過教師的理論知識傳授，掌握一定的設(shè)計(jì)方法，要求學(xué)生照著教師所傳授的步驟完成。這樣傳統(tǒng)的教學(xué)模式對于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)這門具有先進(jìn)性、創(chuàng)新性的課程早已不再適用。為了更好地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，達(dá)到教學(xué)目的，對現(xiàn)階段教育教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新與探索是非常有必要的。

2.1 課時(shí)過短導(dǎo)致教學(xué)效果不佳

對于實(shí)踐性很強(qiáng)的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程而言，課程教學(xué)要求含量高，涉及內(nèi)容多樣，而在教學(xué)時(shí)長內(nèi)不能有效地達(dá)到教學(xué)效果。學(xué)生常常在剛剛掌握其中技巧，在還沒熟練時(shí)課程便進(jìn)入尾端，又開始了新課程的教學(xué)。例如，對于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生而言，先進(jìn)行產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，課程結(jié)束后，再進(jìn)入到產(chǎn)品模型制造的課程，這樣往往會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)后忘前，沒能進(jìn)行一定的鞏固，從而無法達(dá)到教學(xué)要求。

2.2 學(xué)生不能領(lǐng)悟?qū)I(yè)的內(nèi)在要求

對于“設(shè)計(jì)”一詞，大多數(shù)高校學(xué)生缺乏理性認(rèn)識，藝術(shù)專業(yè)的學(xué)生設(shè)計(jì)的多數(shù)產(chǎn)品僅僅局限于外觀造型、色彩等藝術(shù)欣賞方面，缺乏實(shí)際應(yīng)用性。而對于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)則更加注重設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品在滿足使用功能及結(jié)構(gòu)要求的條件下，需考慮其是否可以進(jìn)行大批量加工生產(chǎn)。所以這也就限定了工業(yè)設(shè)計(jì)的專業(yè)性及實(shí)用性。

3? SolidWorks軟件的優(yōu)勢

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)，從設(shè)計(jì)到實(shí)際生產(chǎn)過程的效率決定著生產(chǎn)成本，所以高效生產(chǎn)的工業(yè)流程發(fā)展越來越受到廣泛的關(guān)注。SolidWorks軟件由于其強(qiáng)大的參數(shù)化、特征化建模特點(diǎn)，智能化操作，建模能力強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)制造中廣泛應(yīng)用，這也使其在工程專業(yè)的教學(xué)課程中作為首選進(jìn)行學(xué)習(xí)。

SolidWorks軟件的工作界面分區(qū)明確，如圖1所示，面板工具特點(diǎn)突出，符合使用操作習(xí)慣，容易上手。在SolidWorks三維建模軟件中同時(shí)具備多種功能，如草圖的繪制、零件的三維建模、零件的裝配、工程圖的導(dǎo)出等。由于其內(nèi)部模塊是進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)的所以可以同步整改更新。

現(xiàn)以一個(gè)簡單的例子來介紹SolidWorks建模方法，如圖1所示。分析該圖為管狀物，我們可以采取3種方式進(jìn)行建立三維模型。

方法一：在確立好基準(zhǔn)面后繪制草圖，在畫出一對同心圓后點(diǎn)擊拉伸凸臺命令拉伸所需長度即可（如圖2所示）。

方法二：在草圖繪制中繪制一條中心線，在中心線一側(cè)繪制一個(gè)矩形，點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)凸臺命令即可（如圖3所示）。

方法三：在草圖繪制中繪制一個(gè)圓，點(diǎn)擊拉伸命令，接著選擇頂面繪制一個(gè)小圓，點(diǎn)擊拉伸切除命令，選擇完全貫穿即可。

綜上3種方法，可以了解SolidWorks軟件基于特征、參數(shù)化的實(shí)體造型建模系統(tǒng)，靈活地運(yùn)用不同的命令完成建模過程。

4? 探索符合產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程要求的教學(xué)模式

產(chǎn)品造型的表達(dá)形式多種多樣，多數(shù)設(shè)計(jì)師為了表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)思想，需通過各種表現(xiàn)手法，將設(shè)計(jì)思路以繪制草圖、三視圖、建立模型等形式進(jìn)行更明確的呈現(xiàn)。而現(xiàn)階段的教育模式也需服務(wù)社會培養(yǎng)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)人才，將計(jì)算機(jī)軟件技能的培養(yǎng)融入教育教學(xué)的內(nèi)容中，這樣的教學(xué)模式也越來越受到廣泛關(guān)注，同時(shí)成為未來教育發(fā)展的一種新型趨勢。

4.1 將SolidWorks軟件教學(xué)實(shí)踐與造型設(shè)計(jì)理論相融合

教師需讓學(xué)生熟悉SolidWorks軟件中的各個(gè)命令，并靈活運(yùn)用，接著讓學(xué)生掌握從設(shè)計(jì)零件、建模、裝配再到工程圖的導(dǎo)出這一系列流程，這樣可以為后期的模型制造課程奠定基礎(chǔ)。

4.2 提升SolidWorks在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中的參與度

教師在課程教學(xué)中須明確，這種教學(xué)模式是以造型設(shè)計(jì)課程內(nèi)容為主、軟件學(xué)習(xí)作為輔助工具，將課程內(nèi)容與軟件技能進(jìn)行詳細(xì)介紹，重點(diǎn)講述SolidWorks在課程中扮演的角色。在教學(xué)過程中，學(xué)生可以通過軟件操作技能的訓(xùn)練，明確該專業(yè)的研究方向及課程內(nèi)容，提升學(xué)習(xí)動(dòng)力，豐富課程內(nèi)容，提高專業(yè)綜合素養(yǎng)。

4.3 將SolidWorks軟件與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合

軟件學(xué)習(xí)的加入可以將有關(guān)聯(lián)的課程進(jìn)行銜接，讓學(xué)生進(jìn)行知識點(diǎn)的反復(fù)輸入、技能鞏固。例如，對于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的課程來講，學(xué)生需先在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中學(xué)習(xí)理論知識，掌握基本的設(shè)計(jì)思路，在此基礎(chǔ)上才可進(jìn)行模型制作課程的教學(xué)。在產(chǎn)品模型制作課程中，學(xué)生可運(yùn)用之前SolidWorks軟件作為表達(dá)工具，將設(shè)計(jì)的想法先通過手繪草圖進(jìn)行表現(xiàn)，接著可以利用SolidWorks開始零件建模，有不合適的地方可及時(shí)修整。隨后在制作基本木質(zhì)骨架時(shí)，外部輪廓可運(yùn)用軟件中的工程圖1∶1進(jìn)行直接導(dǎo)出。在這個(gè)課程環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生對專業(yè)的知識有了一定的了解后，熟練掌握基本的三維建模方法，這與后面所學(xué)的模型制作課程的內(nèi)容進(jìn)行了一定的銜接，這對于學(xué)生連貫的知識體系的樹立起到了基奠作用。

5? 結(jié)語

在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上改進(jìn)教學(xué)方法以達(dá)到高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求，這已經(jīng)成為未來社會高速發(fā)展的必然趨勢。將SolidWorks軟件技能的培養(yǎng)融入產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程中，這種新型教學(xué)模式的探索可對現(xiàn)有教育模式中存在的缺陷進(jìn)行填補(bǔ)，并發(fā)揮促進(jìn)課程內(nèi)容教學(xué)的作用。將計(jì)算機(jī)輔助軟件運(yùn)用到課程教學(xué)中，這種教學(xué)模式不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)拓寬了學(xué)生知識面。SolidWorks設(shè)計(jì)課程的加入對產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的課程教學(xué)起到推動(dòng)作用，兩者教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)，相互穿插，這對于學(xué)生的學(xué)習(xí)鞏固也是具有一定催化作用。

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