淺談Pro/E軟件課實(shí)體造型的教與學(xué)

【摘 要】筆者立足于解決Pro/E軟件課中實(shí)體造型的入門(mén)問(wèn)題，通過(guò)精心的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生自主探索，從而獲得較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】實(shí)體造型 入門(mén) 教學(xué)設(shè)計(jì)

Pro/E軟件課是機(jī)械類(lèi)學(xué)生作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程教材使用，適合技能型緊缺人才的培訓(xùn)。它有貼合專(zhuān)業(yè)的特色，對(duì)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)能起到良好的幫助和提高作用。實(shí)體造型是Pro/E軟件課教學(xué)中的重要章節(jié)，是初學(xué)者學(xué)習(xí)Pro/E軟件的必經(jīng)之路，比較難入門(mén)。在教學(xué)工作中，筆者總結(jié)出一條經(jīng)驗(yàn)，不但能充分的調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性，而且還能挖掘?qū)W生潛在的能力，大大提高教學(xué)效果。下面就Pro/E軟件課實(shí)體造型的教學(xué)作一探討。

一、教材分析

零件模塊分為實(shí)體、復(fù)合、鈑金件、主體、線束五個(gè)子模塊，常用的就是實(shí)體和鈑金件兩個(gè)模塊。對(duì)于初學(xué)者而言，實(shí)體造型是Pro/E軟件課的重點(diǎn)與難點(diǎn)，下面針對(duì)這一子模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹。

實(shí)體：實(shí)體零件是眾多的幾何特征組合而成，幾何特征包括：實(shí)體特征、曲面特征、曲線特征及基準(zhǔn)特征等。詳見(jiàn)如下表：

特征特征類(lèi)型基本特征

實(shí)體特征基礎(chǔ)實(shí)體特征拉伸/旋轉(zhuǎn)/掃描/混合/高級(jí)

放置實(shí)體特征圓孔/倒圓角/拔模/管道/殼/倒角/筋

曲面特征基本曲面特征拉伸/旋轉(zhuǎn)/掃描/混合/高級(jí)

操作曲面特征合并/面組

基準(zhǔn)特征基準(zhǔn)點(diǎn)/基準(zhǔn)軸/基準(zhǔn)曲線/基準(zhǔn)面/坐標(biāo)系

高級(jí)特征又分為：螺旋掃描、掃描混合、可變截面掃描。

1.教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱的要求，考慮到學(xué)生的知識(shí)水平和心理特征，制定了如下教學(xué)目標(biāo)：

知識(shí)目標(biāo)：（1）了解三維建模的預(yù)備知識(shí)；

（2）熟練掌握草繪操作；

（3）熟練掌握基本實(shí)體特征。

能力目標(biāo)：能夠應(yīng)用拉伸/旋轉(zhuǎn)/掃描/混合及高級(jí)實(shí)體特征創(chuàng)建一般零件。

情感目標(biāo)（1）培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

2.重點(diǎn)與難點(diǎn)

根據(jù)教學(xué)大綱，從學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā)，在理論與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，我確立了如下教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)。

教學(xué)重點(diǎn)：基礎(chǔ)實(shí)體特征的應(yīng)用

教學(xué)難點(diǎn)：高級(jí)實(shí)體特征的應(yīng)用

3.教學(xué)方法

案例教學(xué)法、演示法、練習(xí)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、自主合作探究式教學(xué)法。

二、分析學(xué)生的特點(diǎn)，要求其掌握基本概念

Pro/E實(shí)體造型是在二年級(jí)開(kāi)設(shè)的，學(xué)生已經(jīng)掌握了機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）等理論與技能。但是，農(nóng)村中職生的理解能力較差，尤其是對(duì)枯燥乏味的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)；學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足，缺乏明確的奮斗目標(biāo)。因此，在專(zhuān)業(yè)知識(shí)的入門(mén)上，不能按普高生的教學(xué)速度進(jìn)行。Pro/E軟件課是一門(mén)實(shí)踐性強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課。教師在講授實(shí)體特征的概念時(shí)，不能照本宣科，一筆帶過(guò)，尤其是高級(jí)特征概念。必須把概念的講解融合在實(shí)體造型創(chuàng)建的過(guò)程中，這樣才能具體形象的向?qū)W生闡述實(shí)體特征的概念，變抽象為具體。學(xué)生通過(guò)練習(xí)簡(jiǎn)單零件的創(chuàng)建，加深對(duì)實(shí)體特征概念的理解與運(yùn)用，達(dá)到融會(huì)貫通的作用，為今后復(fù)雜造型的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基石。

三、強(qiáng)調(diào)二維草繪的重要性，要求學(xué)生掌握其作圖技巧

二維草繪是Pro/E最基本的獨(dú)立功能模塊。所有的二維圖形都是由點(diǎn)、直線、矩形、弧、圓等基本圖元構(gòu)成的。每個(gè)實(shí)體模型都是由一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的特征累計(jì)而成的，而在創(chuàng)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(chuàng)建的基礎(chǔ)，草繪貫穿于實(shí)體建模的整個(gè)過(guò)程，通常是實(shí)體造型的第一步。如果草圖繪制不完整，就無(wú)法生成實(shí)體，所以學(xué)會(huì)使用基本圖元的繪制命令是首要之務(wù)。在講授實(shí)體造型之前，教師必須通過(guò)至少兩周的時(shí)間對(duì)二維草繪進(jìn)行精講，學(xué)生在實(shí)踐的過(guò)程中能夠熟練的運(yùn)用基本圖元進(jìn)行作圖，掌握二維作圖技巧，活靈活用，為實(shí)體造型的學(xué)習(xí)埋下伏筆。

四、突破傳統(tǒng)教學(xué)瓶頸，優(yōu)化課堂教學(xué)

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是黑板加粉筆，模式單一，實(shí)體造型的教學(xué)僅借助“黑板+粉筆”，學(xué)生會(huì)感到抽象，難以消化和理解。由于缺乏演示工具，學(xué)生對(duì)三維空間的想象力感到茫然。

Pro/E課程采用多媒體教學(xué)，學(xué)生人均一臺(tái)電腦。筆者根據(jù)多年的軟件課教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了突破傳統(tǒng)教學(xué)瓶頸，優(yōu)化課堂教學(xué)的方法，供大家商榷。

（一）創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)興趣

愛(ài)因斯坦說(shuō)：“興趣是最好的老師”，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是課堂教學(xué)的關(guān)鍵。通過(guò)創(chuàng)設(shè)情景把學(xué)生引入到課堂中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與相互討論，為新知識(shí)做鋪墊。

計(jì)算機(jī)課程具有操作性強(qiáng)、適于視頻教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)。Pro/E軟件課以圖形化界面和鼠標(biāo)操作為主，通過(guò)向?qū)W生播放視頻，詳細(xì)地展示實(shí)體造型的操作步驟，有效地集中學(xué)生注意力并挑起好奇心。而且，通過(guò)視頻教學(xué)也為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)能聽(tīng)、能看、能動(dòng)手操作以及進(jìn)行相互討論、交流的環(huán)境。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)學(xué)生課堂中的主體地位。

（二）精心設(shè)計(jì)，誘發(fā)探究

Pro/E實(shí)體造型以案例教學(xué)為主，那么教師在案例上應(yīng)該精心選擇能夠激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究的欲望，例如臺(tái)燈、幸運(yùn)星、電話筒、鼠標(biāo)蓋等。而且教師在演示繪制零件的操作過(guò)程中分析它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，巧設(shè)問(wèn)題，誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的探究。例如，直齒圓柱齒輪，它的輪齒是利用拉伸命令創(chuàng)建的。如果要?jiǎng)?chuàng)建斜齒圓柱齒輪，它的輪齒是否也能運(yùn)用拉伸命令創(chuàng)建？若不能，是否混合、掃描等命令可行；CAD的偏移命令是針對(duì)二維圖而言的，運(yùn)用靈活。那么Pro/E的二維草繪環(huán)境是否也有偏移命令呢？答案是否定的。Pro/E的偏移（偏距）命令只存在零件模塊環(huán)境下，而且只能對(duì)曲面進(jìn)行偏移，實(shí)體不能運(yùn)用偏移命令。教師只有通過(guò)巧妙的設(shè)置問(wèn)題，才能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，引起學(xué)生的興趣，學(xué)生帶著問(wèn)題積極的參與到課堂當(dāng)中，有效的活躍課堂氣氛。

通過(guò)問(wèn)題的設(shè)計(jì)，不但能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，而且更能訓(xùn)練學(xué)生從多個(gè)角度探究問(wèn)題，從而提高學(xué)生科學(xué)探究的能力。

（三）擴(kuò)展多變，激發(fā)探究

零件是由一個(gè)個(gè)基本特征累計(jì)而成的。是否一個(gè)零件只有一種創(chuàng)建方法呢？不是的，Pro/E提供了拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混合等多種建模方式。例如創(chuàng)建一個(gè)圓柱孔，方法一：可以通過(guò)繪制兩個(gè)同心圓，運(yùn)用拉伸命令生成：方法二：運(yùn)用混合命令生成一個(gè)圓柱，然后利用拉伸除料的方法創(chuàng)建孔特征；方法三：運(yùn)用掃描命令生成一個(gè)圓柱，然后利用拉伸除料的方法創(chuàng)建孔特征。若發(fā)現(xiàn)圓柱孔的尺寸或形狀不對(duì)，是否要徹底刪除，重新創(chuàng)建呢？不是的，可以對(duì)模型樹(shù)中指定的二維草圖進(jìn)行編輯定義，修改二維草圖的參數(shù)便可。

通過(guò)靈活多變的習(xí)題，學(xué)生既能獲得“一題多練”“一題多得”的學(xué)習(xí)效果，又能提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，激發(fā)學(xué)生探究問(wèn)題興趣。發(fā)散思維的學(xué)習(xí)方式，有利于建立不同知識(shí)點(diǎn)間的橋梁。不但能促成知識(shí)的遷移，又能有效的發(fā)散學(xué)生思維空間能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，多方位發(fā)展。

（四）動(dòng)手實(shí)踐、主動(dòng)探究

陶行知先生曾說(shuō)過(guò)：真正的教育必須培養(yǎng)出能思考會(huì)創(chuàng)造的人。處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)下的學(xué)生是不可能獲得思考能力和創(chuàng)造能力的。學(xué)生只有主動(dòng)參與課堂教學(xué)，才能充分發(fā)揮其主體的能動(dòng)作用，創(chuàng)新學(xué)習(xí)，營(yíng)造出一種生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)氣氛。

Pro/E實(shí)體造型的教學(xué)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，學(xué)生只有通過(guò)實(shí)踐操作，理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能更好的掌握作圖技巧與方法。因此，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)竭盡全力的為學(xué)生創(chuàng)造學(xué)練結(jié)合的機(jī)會(huì)。按分組競(jìng)賽的方式讓學(xué)生參與到課堂教學(xué)中，教師采用案例教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)講授、演示操作同步的教學(xué)方式讓學(xué)生直觀的獲得知識(shí)內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)觀看教師演示并結(jié)合課本、視頻親自動(dòng)手實(shí)踐。學(xué)習(xí)中若出現(xiàn)瓶頸，通過(guò)認(rèn)真反復(fù)的觀看視頻，找出自己的操作步驟與視頻有何差異，主動(dòng)探究；可以與同學(xué)相互探討、交流，合作學(xué)習(xí)；可以向巡視的教師請(qǐng)教。教師在巡視的過(guò)程中，檢查學(xué)生的掌握知識(shí)的進(jìn)度，并對(duì)理解、接受能力較差的學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，分層次教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。同時(shí)，盡量培養(yǎng)多個(gè)“小助手”幫助有需要的學(xué)生。讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，變空間想象力為現(xiàn)實(shí)實(shí)體，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程獲得成就感，促使他們?cè)敢馊ブ鲃?dòng)探究。

五、教學(xué)效果

Pro/E實(shí)體造型的教學(xué)宜精講多練，通過(guò)教師的邊演示邊講解，讓學(xué)生在觀看——討論——分析——實(shí)踐——探究的過(guò)程中掌握實(shí)體造型的創(chuàng)建流程及各種命令的作圖技巧。這一教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)教學(xué)，變被動(dòng)為主動(dòng)。教師注重理論與實(shí)踐的融合，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)提出引導(dǎo)性問(wèn)題，讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)行問(wèn)題的思考，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。學(xué)生通過(guò)教師巧設(shè)問(wèn)題，相互探討、交流，參與課堂互動(dòng)，發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，通過(guò)自己實(shí)踐操作完成課堂任務(wù)，在實(shí)踐中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神。

總之，在教學(xué)中教師應(yīng)該不斷的總結(jié)、不斷的改進(jìn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與創(chuàng)造性，師生、生生在交往互動(dòng)中參與課堂教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)中樂(lè)，樂(lè)中學(xué)，享受學(xué)習(xí)Pro/E實(shí)體造型的樂(lè)趣。由于機(jī)械零件繽紛多樣，創(chuàng)建方法復(fù)雜多變，因此教師應(yīng)靈活運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣，以達(dá)到真正提高教學(xué)效果的目的，提高學(xué)生的素質(zhì)及能力。

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