机械制图教学设计中运用Pro/E的研究与实践

【摘 要】机械制图是机械专业中应用性很强的课程，传统教学方法都是着重从二维的平面几何画法开始要求学生想象空间实体，在培养学生空间思维能力上效果较差，特别对于技工类学生就更难于掌握。而基于Pro/E的一体化教学改变原有的教学模式，着重从三维立体到平面几何图形更符合人的认识规律。既更容易为学生所接受，又利于激发学生的学习兴趣和欲望，从而提升学生的学习效果。

【关键词】机械制图 Pro/E 三维造型 一体化

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）19-0171-02

一 转变教学观念，从二维教学到三维一体化教学的重要性

机械制图是一门传统的专业基础课，它在机械类各专业的课程体系中占有重要的地位。传统教学方法都是着重从二维的平面几何画法开始要求学生想象空间实体，在培养学生空间思维能力上效果较差，学生普遍反映机械制图难学。如何激发学生学习兴趣，提高教学质量，是每一个制图教师面临的课题。目前，AutoCAD软件已经应用于制图教学中，增加了课堂信息量。但由于CAD仍是一种以表达平面图形为主的二维软件，所以传统的制图教学的思维方式并没有发生本质变化。

随着计算机技术的飞速发展，机械制造工作者的工作方式发生了巨大的变化。在目前三维软件的支持下，可以首先考虑建立数字化的三维几何模型，然后进行交互修改，最终生成三维产品。在这种情况下，机械制图的教学仅停留在二维平面表达阶段是远远不够的。必须将三维CAD技术有效地融于课程教学之中，建立三维立体与二维图形为一体的教学体系，以适应现代设计、信息科学发展和创新能力的高素质人才培养的需要。机械制图课程中应用Pro/E三维建模软件进行教学，不仅可以提高教学质量，还可以帮助学生了解计算机绘图知识以及三维建模的方法，为以后的学习和工作奠定良好的基础。

二 转变教学模式和教学方法

在传统的机械制图教学中，注重理论教学，而轻视实践应用，主要的教学手段就是通过使用模型、挂图和实物，将难理解的投影关系变为较直观的视觉印象。对于复杂的零件，尤其是装配体，实物模型很难展示出其内部结构。

利用Pro/E进行辅助教学，将不同于以往的教学模式。以往教学中是以投影理论为主线，围绕投影理论而展开的立体的视图、轴测图和透视图、机件的图样画法、零件图等知识点都避免不了抽象、复杂、难懂的缺点。引用Pro/E后，教师将以三维模型为切入点，以投影理论为基础，将机件的三维立体图与二维工程图进行有机结合，引导学生进行空间逻辑结构与二维平面图形之间的转换，培养学生的形象思维能力。

利用Pro/E三维软件，可以根据不同的教学内容对各种三维模型进行修改和新建，大大降低了因缺少实物模型或挂图而导致教学受限的影响。这种三维模型可以存储在移动设备上，方便携带，易于管理，避免了由于传统实物模型因体积大、重量重等原因造成的不便，同时也可以实现各教师之间的资源共享。

三 Pro/E三维设计在机械制图一体化教学中的应用

空间思维能力培养是传统教学中的重点和难点，而明确二维图形与三维实体的关联关系，是掌握空间思维能力的前提。在课上，可借助Pro/E实体设计的造型功能和动态工具绘制各种三维模型，从中讲解三视图形成规律，组合体、相贯线的概念，使学生一目了然、快速掌握。

第一，Pro/E在组合体教学中的应用。以借助Pro/E三维建模功能绘制组合体模型，给学生讲解组成该组合体的各个基本体的形状结构，以及各基本体之间的组合方式和相对位置关系，在具体画三视图的过程中需要注意的问题等。在课堂上经常以轴承座作为典型的组合体实例讲解组合体的读图画图方法，如图1所示，为利用Pro/E绘制的轴承座实体模型，调整出不同的视图方向如FRONT、TOP、LEFT（分别相当于主视图、俯视图和左视图的角度），学生可以观察实体模型的标准三视图。

第二，Pro/E在立体相交教学中的应用。如图2所示，为立体相贯线的实体造型，可以在线框显示模式和实体显示模式之间随意切换，还可以通过抽壳及分割操作，使相贯线能更清楚地展现在眼前。使学生形成动态的空间思维方式，有效提高学生对空间曲线的灵活思维能力。

第三，Pro/E在装配图教学中的应用。为了便于学生对装配图知识的学习和理解，同样采用Pro/E的装配体建模功能

绘制出组成装配体的每个零件的实体模型，然后按照实际的装配过程将绘制好的零件组装成完整的装配体模型，此实体模型还可以进一步生成爆炸视图，能清晰地展示各个零件之间的装配关系。还可以将该爆炸视图录制为动画效果在课堂上播放，学生对整个装配关系就非常清楚了，也利于学生对其工作原理的理解。

Pro/E并能方便地把装配模型转换成二维工程图，将模型实体造型与模型的三视图投影结合起来，形成一个完整的由三维模型到二维图形的思维构架。如图3所示，为采用Pro/E制作的油泵和增速器的实体模型装配图。

四 总结

毫无疑问，随着计算机应用的快速普及，传统机械制图教学将会越来越多地与计算机三维造型相结合，使机械制图教学跨上一个新的高度，这将是大势所趋。

参考文献

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