孫健 趙偉杰

摘要：為了滿足復(fù)合型機械應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要，本文從當前機械類課程教學(xué)中存在的問題出發(fā)，將PROE三維軟件應(yīng)用于機械類課程教學(xué)中，有助于加深學(xué)生對抽象理論的理解，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也鍛煉了學(xué)生解決實際問題的能力，同時取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：PROE軟件；教學(xué)；機械類課程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0255-02

一、引言

復(fù)合型機械應(yīng)用型人才培養(yǎng)是伴隨著社會科技發(fā)展而來的，主要以培養(yǎng)高級工程技術(shù)應(yīng)用型人才為目的。機械類課程應(yīng)用實踐性較強，傳統(tǒng)的教學(xué)以理論教學(xué)為主，教材中的機械結(jié)構(gòu)裝配圖和原理圖多為一些平面圖，學(xué)生很難理解，教師往往要花費大量的時間和精力進行講解[1]。而在校學(xué)生往往缺乏工程應(yīng)用背景，僅僅依靠講解是很難講清楚一個機械的立體結(jié)構(gòu)，致使學(xué)生感覺課程枯燥乏味，無法培養(yǎng)出對專業(yè)的興趣，達不到應(yīng)有的教學(xué)效果。為了適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和滿足機械類應(yīng)用人才的培養(yǎng)需要，將PROE三維數(shù)字化軟件應(yīng)用到機械類課程的實踐教學(xué)中，對機械類課程的教學(xué)進行改革，對于培養(yǎng)現(xiàn)代化機械類科技應(yīng)用人才以及培養(yǎng)其科技創(chuàng)新能力具有重要的現(xiàn)實意義。

Pro/ENGINEER軟件是一款計算機三維設(shè)計軟件，是利用計算機完成產(chǎn)品的零件建模、部件裝配、產(chǎn)品整體裝配和機構(gòu)仿真。在大多數(shù)院校，該軟件成為模具、數(shù)控、機制等專業(yè)學(xué)生必須掌握的專業(yè)軟件。它在機械制造業(yè)，尤其是機械設(shè)計與性能仿真中應(yīng)用廣泛，且在高校機械類課程教學(xué)中同樣重要。在教學(xué)中運用PROE軟件強大的三維造型、工程圖繪制、運動仿真等功能進行輔助教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強學(xué)生對機械類課程的理解和掌握。

二、PROE軟件在機械制圖課程教學(xué)中的應(yīng)用

機械制圖是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)好其他機械專業(yè)課的基礎(chǔ)。對工程技術(shù)人員來說，熟練掌握工程圖紙的繪制方法、標注以及技術(shù)要求等是進行機械設(shè)計及制造的基礎(chǔ)。機械類課程對學(xué)生的邏輯性和抽象性思維要求較高，而對剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)生來說，他們往往缺乏這種能力，漸漸地會失去學(xué)習(xí)興趣，甚至對本課程產(chǎn)生厭惡感，致使本門課學(xué)習(xí)效果很差，以至于影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

教學(xué)中可以利用PROE三維造型軟件繪制機械零部件的立體模型、截斷體、相貫體和裝配體等進行直觀的課堂演示，并能對零部件進行縮放、旋轉(zhuǎn)、修改和再生等，對機械機構(gòu)還可以進行動態(tài)模擬仿真[2]。通過三維立體模型和仿真模擬使學(xué)生直觀地進入真實的三維空間，從感性上理解了立體模型的空間結(jié)構(gòu)與相對位置。同時能夠更好地理解模型各投影視圖之間的關(guān)系，加強學(xué)生對課程知識的理解和掌握，以實例具體說明。

課堂在講解此部分內(nèi)容時，教師通常對著零件圖紙進行講解，學(xué)生要發(fā)揮他們的空間想象能力，在腦海里構(gòu)建零件的立體模型，而有些同學(xué)的識圖能力及空間想象力不足，這時他們的思考會滯后，很難理解零件的真實結(jié)構(gòu)，或者僅憑投影規(guī)律完成由零件軸測圖繪制出正確的零件三視圖，相關(guān)的虛線及相貫線很難正確畫出。利用Pro/E軟件及多媒體技術(shù)，可以直觀的顯示零件的三維造型，且能從不同的視角進行展示。教師還可以在課堂上進行三維立體模型的繪制，幫助學(xué)生直觀地理解零部件的形成過程，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力以及對復(fù)雜機械結(jié)構(gòu)的看圖及繪圖能力。

三、PROE軟件在機械原理課程教學(xué)中的應(yīng)用

機械原理是高校機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，主要以機器和機構(gòu)為研究對象。對機構(gòu)進行運動學(xué)和動力學(xué)分析是貫穿于這門課程的主線，具有知識點多而難的特點，在課堂的教學(xué)過程中常涉及到較多的理論分析計算以及機械運動方案的設(shè)計實現(xiàn)等問題，由于理論教學(xué)占用了大量的時間，往往使學(xué)生對課堂教學(xué)的興趣越來越少，導(dǎo)致教學(xué)效果較差[3]。在機構(gòu)運動分析教學(xué)中可充分發(fā)揮三維造型模擬軟件的優(yōu)勢，使教學(xué)環(huán)節(jié)變得生動易懂。

如圖2所示的牛頭刨床，機械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，很難確定出里面的每一個構(gòu)件及各構(gòu)件之間的運動關(guān)系。針對這種情況，教師可以按照傳動的理論分析方法講解一遍，給學(xué)生留出思考空間，然后應(yīng)用PROE三維軟件，將提前繪制的機構(gòu)零部件展示出來，如圖2所示，采用虛擬裝配及運動模擬的方式來實現(xiàn)機構(gòu)的運動，會使學(xué)生的理解更加深刻，并能逐漸培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考能力，久而久之學(xué)生的識圖和空間想象力也得到了提高。

四、PROE軟件在機械設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用

機械設(shè)計是高校機械類專業(yè)的一門主干課，與很多其他機械類課程知識相關(guān)，也可以說，機械類很多課程知識的學(xué)習(xí)是為了機械設(shè)計服務(wù)。課程設(shè)計是機械設(shè)計教學(xué)中極為重要的實踐環(huán)節(jié)，很多的理論教學(xué)內(nèi)容以及機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計在學(xué)生課程設(shè)計中均有所體現(xiàn)。機械設(shè)計課程中很多機械結(jié)構(gòu)都是裝配體，如單獨割裂開零件進行講解，學(xué)生很難理解。PROE三維軟件有著強大的裝配體模塊，可以在課堂演示中通過虛擬裝配將各個零件進行組裝，給學(xué)生展示一個部件的裝配過程，能夠很好的激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心[4]。比如，在講解軸系結(jié)構(gòu)及其上的零件固定時，可以先建立階梯軸、鍵、齒輪、軸承等零部件的三維模型，在課堂上操作這些零部件的虛擬裝配過程，使學(xué)生對軸的結(jié)構(gòu)、鍵連接、軸系零件定位等知識掌握得更加透徹。在指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計時，讓學(xué)生在繪圖前先建立減速機的三維實體模型，模擬減速機中各零件的裝配過程，對減速機知識形成一個完整的概念，再進行圖紙繪制，這樣能達到很好的教學(xué)效果。

五、PROE軟件在畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)教學(xué)過程最后階段采用的一種綜合性很強的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在畢業(yè)設(shè)計過程中，學(xué)生可以綜合應(yīng)用所學(xué)的各種理論知識和技能進行全面、系統(tǒng)、嚴格的技術(shù)及基本能力的練習(xí)。指導(dǎo)學(xué)生將PROE軟件應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計中，可以更為綜合地提高學(xué)生計算機輔助繪圖的靈活應(yīng)用能力及機械設(shè)計能力，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。圖3為學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中對壓路機振動輪設(shè)計的三維模型，該模型直觀地表達了振動輪的結(jié)構(gòu)特征及質(zhì)量屬性。將該模型與動力學(xué)分析軟件相結(jié)合，可以很方便地進行振動輪的振動分析，獲得振動輪各個部位的振動特性曲線，給設(shè)計者進入整個工作過程的真實感受。

六、結(jié)語

為了滿足復(fù)合型機械應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要，將PROE三維軟件應(yīng)用于機械類課程教學(xué)中，能夠提高學(xué)生對機械類課程知識的理解和掌握，鍛煉學(xué)生解決實際工程技術(shù)問題的能力，也因此極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)機械類專業(yè)課的興趣和創(chuàng)造性，對學(xué)生實踐能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有積極的促進作用。

參考文獻：

[1]趙燕，王琨.CAD/CAM軟件在獨立院校機械類課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].制造業(yè)信息化，2013，（7）：76-77.

[2]謝暉，趙火英.Pro/E軟件在機械類課程多媒體教學(xué)中的應(yīng)用[J].萍鄉(xiāng)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2006，（6）：19-22.

[3]孫健.基于虛擬樣機技術(shù)的機械原理輔助教學(xué)研究[J].大學(xué)教育，2015，（3）：125-126，129.

[4]段紅杰，于善啟.面向三維CAD/CAM技術(shù)的機械類專業(yè)教學(xué)改革的研究與實踐[J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2007，（5）：125-127.