計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用的探究

張超

【摘要】機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中最基礎(chǔ)的一部分，作為教師一方面考慮如何在現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法的基礎(chǔ)上與現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和理論，應(yīng)用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)將兩方面有效的結(jié)合起來(lái)，更加拓寬了機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的思路和方法。本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)探討計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)如何來(lái)貫穿于機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)中去。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 教學(xué)方法 探究

Abstract： Mechanical structure design as part of the foundation of the traditional mechanical design teaching， as a teacher， on the one hand to consider how existing mechanical design theory and methods based on the methods and theories of modern mechanical design， application of modern computer effective combination of the twobroadened the mechanical design ideas and methods of teaching. From several aspects of how to investigate computer-aided design throughout the teaching of mechanical design.

Key words： machinery design；teaching method；rearch

【中圖分類號(hào)】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）05-0250-01

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， 利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)改善機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)學(xué)模式已成為必然趨勢(shì)。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中最基礎(chǔ)的一部分，作為教師一方面考慮如何在現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法的基礎(chǔ)上與現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和理論，應(yīng)用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)將兩方面有效的結(jié)合起來(lái)，更加拓寬了機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的思路和方法。本文將從以下幾個(gè)方面來(lái)探討計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)如何來(lái)貫穿于機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)中去。

1.傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中面臨的挑戰(zhàn)

《機(jī)械設(shè)計(jì)》是一門古老的學(xué)科，隨著時(shí)代的發(fā)展本課程的教學(xué)也出現(xiàn)一系列的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：（1）傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式仍占主要地位課堂教學(xué)是傳授知識(shí)的主陣地和主渠道，《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程內(nèi)容的廣泛性與授課方式及學(xué)時(shí)的有限性之間有矛盾，影響了學(xué)生掌握更多有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，限制了學(xué)生分析、構(gòu)思和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，阻礙了教學(xué)改革進(jìn)程。 （2）實(shí)踐知識(shí)的匱乏?，F(xiàn)在的大學(xué)生尤其是近機(jī)專業(yè)類的，他們?cè)谄綍r(shí)的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)課程中接觸機(jī)械方面的機(jī)會(huì)比較少，就是觀察到一些機(jī)械機(jī)構(gòu)與原理方面的現(xiàn)象，也不會(huì)刻意去留意。這樣的話，學(xué)習(xí)本課程，就更缺乏實(shí)踐方面的知識(shí)，甚至連感性認(rèn)識(shí)都沒(méi)有。（3）現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法的出現(xiàn)。近些年來(lái)，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法取得了飛速的發(fā)展，目前常用的有：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方法學(xué)設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)、相似系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、質(zhì)量驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、工程反求設(shè)計(jì)和分型設(shè)計(jì)等。一個(gè)新的機(jī)械設(shè)計(jì)體系正在發(fā)展和形成，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法將不斷得到推廣和應(yīng)用。這方面也是我們機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)遇到的新的挑戰(zhàn)。（4）缺乏實(shí)踐手段，教學(xué)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐才能實(shí)現(xiàn)提高設(shè)計(jì)能力、培養(yǎng)創(chuàng)造性素質(zhì)的要求。但實(shí)際上由于學(xué)時(shí)所限，加之一般院校缺乏相關(guān)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)操作手段，很難達(dá)到上述要求。由于學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)，所以教學(xué)效果不太理想。（5）社會(huì)需求和要求的不斷提高。

2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)融入機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)模式的研究

就《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)在新的時(shí)代面前提出了這些迫切的要求，本文對(duì)該課程的教學(xué)模式進(jìn)行了初探。主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行探究。（1）機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中推廣三維設(shè)計(jì)的方法。（2）注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。（3）優(yōu)化教學(xué)手段。（4）CAD的虛擬技術(shù)是一種新興的多學(xué)科交叉技術(shù)，它涉及多方面的學(xué)科研究成果與專業(yè)技術(shù)。以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品為對(duì)象，能使設(shè)計(jì)人員與多維的信息環(huán)境進(jìn)行交互。同時(shí)，利用虛擬技術(shù)可以大大地減少實(shí)物模型和樣件的制造。虛擬技術(shù)以CAD為基礎(chǔ)，是一種新的制造系統(tǒng)，這種系統(tǒng)按應(yīng)用情況又可分為增強(qiáng)的可視化系統(tǒng)和基于現(xiàn)實(shí)的CAD系統(tǒng)。①增強(qiáng)的可視化系統(tǒng)。利用現(xiàn)行的CAD系統(tǒng)進(jìn)行建模，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換輸出虛擬環(huán)境系統(tǒng)。利用三維的交互設(shè)備（如頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套等），在一個(gè)虛擬真實(shí)的環(huán)境中，設(shè)計(jì)人員對(duì)虛擬模型進(jìn)行各個(gè)角度的觀察。目前投入使用的虛擬設(shè)計(jì)多采用增強(qiáng)的可視化系統(tǒng)，這主要是因?yàn)榛诮Ｏ到y(tǒng)還不夠完善，相比之下，目前CAD建模技術(shù)比較成熟，可以利用。②基于虛擬現(xiàn)實(shí)的CAD系統(tǒng)。利用這樣的技術(shù)用戶可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)。與純粹的可視化系統(tǒng)相反，這種系統(tǒng)不再使用傳統(tǒng)的二維交互手段進(jìn)行建模，而直接進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。此外，它也支持如語(yǔ)言識(shí)別、手勢(shì)及眼神跟蹤等。這種虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)中融會(huì)貫通，更加深入的了解現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的理念和思維。

3.總結(jié)

《機(jī)械設(shè)計(jì)》是一門非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，內(nèi)容多，課時(shí)少。研究如何解決當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中面臨的問(wèn)題，我們一方面要從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法不斷提高和改進(jìn)，另外還要培養(yǎng)在機(jī)械設(shè)計(jì)中融入現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，為今后進(jìn)行相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)工作打好良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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