PRO/E軟件在機械制圖課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：PRO／E是一款工業(yè)設(shè)計與制造軟件，它優(yōu)秀的直觀性能和操作性能對課堂教學(xué)幫助很大，在機械專業(yè)課堂上使用PRo／E做教學(xué)輔助手段，可以提高課堂的生動性與靈活性。

關(guān)鍵詞：PRO／E；機械制圖學(xué)；教學(xué)方法

中圖分類號：TH126-4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315(2010)9-126-001

PRO／E是一款優(yōu)秀的三維CAD／CAM／CAE集成軟件，它能在生產(chǎn)過程中將設(shè)計、制造和工程分析三個環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來。用PRO／E建模代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實物模型和教具，可以使課堂直觀、生動、靈活，既簡化了教學(xué)手段，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一、在實體對平面投影教學(xué)中的應(yīng)用

在機械制圖的教學(xué)初期，學(xué)生普遍感到比較困難的問題是實體對平面投影情況的理解。把PRO／E的功能運用到教學(xué)中來，無疑可以解決這個問題。

PRO／E可以快速生成實體模型，在教學(xué)過程中，可以根據(jù)情況隨時對需要的實體模型進行制作。比如，將圓拉伸成圓柱體，將六邊形拉伸成六棱柱，將不規(guī)則形狀拉伸成柱體及組合體。這一方面解決了課后搜集與制作實物模型的負擔，另一方面也解決了由于教具原因而造成的課堂教學(xué)模式的局限與生硬。教學(xué)中可以結(jié)合投影設(shè)備演示翻轉(zhuǎn)、修改、再生等過程，對零件及裝配關(guān)系也可以進行動態(tài)模擬，使課堂演示變得生動化。通過實體模型的再生、修改和動態(tài)模擬使學(xué)生能夠更直觀了解平面和立體的位置關(guān)系，有效地對學(xué)生思維、想象進行引導(dǎo)，促進了創(chuàng)造和構(gòu)形能力的形成。

二、在組合體教學(xué)中的應(yīng)用

隨著教學(xué)的深入，學(xué)生的學(xué)習(xí)困難會體現(xiàn)在對組合形體的理解上，這時也需要利用三維模型來輔助他的思維過程。傳統(tǒng)的實體木?？梢詫拘误w進行輔助思維，但實物形體對于反應(yīng)較慢的學(xué)生有思維轉(zhuǎn)化遲鈍的缺陷，而且對于相似形體的對比和異形體的模擬也顯得力不從心。使用PRO／E進行模型教學(xué)就有效地避免了這些問題，靈活的現(xiàn)場即時建?？梢噪S時根據(jù)需要提供最合適的模型，放寬了老師的教法范圍，也開闊了學(xué)生的知識視野，善于應(yīng)用合適模型甚至可以幫助學(xué)生構(gòu)建“完整”機械知識體系。對于教學(xué)的難點和重點，比如相貫線或截交線形成與理解，通常學(xué)生是最頭疼的，也是教師曾經(jīng)很難用恰當方式表達清楚的。利用PR0，E輔助教學(xué)，就可以方便地將這個難點突破。下面以三個圖為例，說明一下這個難點的突破過程。

我們要研究圓柱、圓錐、孔之間的截交和相貫問題。圖中的組合體為圓錐和圓柱疊加，并有兩個圓柱相貫線，同時圓錐中切割了圓柱孔。圖一和圖三表達的是不同直徑圓柱相交的相貫線情況；圖二表達的是兩圓柱直徑相等時相交得到相貫線的情況。由以上3個圖對比，就可以很清楚地理解“柱柱相交”和“柱錐相交”的相貫線的情況。通過圖二很直觀理解了當直徑相等時，主視圖的相貫線表現(xiàn)為直線；圖一和圖三則表現(xiàn)了而當直徑不等時，相貫線總是趨于拱向直徑大的幾何形體的規(guī)律。在教學(xué)中，這些變化過程只需要在一個圖中通過修改相應(yīng)要素的數(shù)值，就可以連續(xù)完成。學(xué)生可以很清晰地通過動態(tài)變化來直觀地理解這一部分內(nèi)容。在計算機上制作模型時，屏幕上自動完成各個形體的相貫和截交，相貫線和截交線自動完成，直觀而又自然。避免了學(xué)生進行空間思維轉(zhuǎn)換過程，對學(xué)生來說就是降低了學(xué)習(xí)的困難程度，提高了學(xué)生對形體組合的認識能力，充分做到了優(yōu)化課堂的效果。

三、對機件內(nèi)部形狀的表達教學(xué)中的應(yīng)用

對于機件內(nèi)部表達方式的理解，更是PR0／E的強項。熟練識讀機械圖紙，就是要多看，不僅制作大量復(fù)雜的實物機械模型教具是不現(xiàn)實的，而且初學(xué)者對于機件較復(fù)雜內(nèi)部情況的表達，感覺上總是非?；靵y，即使輔助實物模型也由于視覺上和感覺上的原因難以理解清晰。PRO／E的優(yōu)點在于它的空間建模表達方式有著色模式和線框模式，即在立體的情況下也可清晰表達內(nèi)部形狀。同時軟件還有斷面特征功能，可以方便地在實體模型上、在需要的方位和方向上顯示機件內(nèi)部斷面形狀。由于PRO／E所展示的立體模型在表達內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部緡陶不存在視覺和感覺轉(zhuǎn)換誤差，所以對模型的內(nèi)外特征理解極為容易。在講授階梯剖和旋轉(zhuǎn)剖這類難點時，使用PRO／E輔助教學(xué)，會深深地體會到這種方式授課的優(yōu)越性。

四、在視圖認識教學(xué)中的應(yīng)用

機械制圖教學(xué)中的另一個難點是對于視圖的認識。在PRO／E中，由三維零件圖可直接生成三視圖。在調(diào)節(jié)三視圖時，當移動主視圖時，其他兩視圖一起相應(yīng)地移動，而移動其他兩視圖時，俯視圖只能相對于主視圖上下移動，左視圖只能相對于主視圖左右移動。這很直觀地向?qū)W生深化了視圖的形成規(guī)律，及對主俯視圖“長對正”、主左視圖“高平齊”、俯左視圖“寬相等”的投影規(guī)律的理解。隨著機械領(lǐng)域和國際接軌力度的增強，越來越多的國外的圖紙進入我們的視野。由于國內(nèi)通常采用的是第一角視圖，所以我們對于國外的第三角視圖很不習(xí)慣。在課堂教學(xué)中向?qū)W生提供第三角視圖的特點和識讀方法，對原有的教學(xué)手段和教具必須進行修改或轉(zhuǎn)換，工作量很大，而且效果不佳。PRO／E軟件提供了多種視角視圖，我們可以直接對視圖視角進行任意轉(zhuǎn)化。直觀而有富于對比的視圖對于學(xué)生學(xué)習(xí)和識讀第三角投影圖紙顯然是不可或缺的幫手。

對于制圖教學(xué)中常見的一些問題，比如難度較大的立體上點、線、面的投影，組合體中特殊的相切面、線等問題，PRO／E都可以提供比較好的直觀解決途徑。我們只要認真構(gòu)思，努力挖掘，我們的課堂肯定比目前更輕松，更有效率。