基于企業(yè)需求的Pro/E教學(xué)分析

張義俊，姬素云

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，鄭州 451450）

一、Pro/E技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高，產(chǎn)品設(shè)計手段也在不斷地提高，不斷進(jìn)步。從最早的手工繪圖，到現(xiàn)在廣泛使用的計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）。CAD技術(shù)使得產(chǎn)品設(shè)計快捷、直觀。Pro/ENGINEER（簡稱Pro/E）是美國PTC公司于20世紀(jì)80年代開發(fā)的軟件，是領(lǐng)先的三維計算機(jī)輔助設(shè)計和制造軟件。它提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化設(shè)計、基于特征和全相關(guān)的三維設(shè)計概念改變了CAD技術(shù)的傳統(tǒng)觀念。

Pro/E與其他CAD軟件相比，有著很大的優(yōu)越性，它集成了零件設(shè)計、曲面設(shè)計、工程圖制作、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工能力、電路設(shè)計、鈑金設(shè)計、造型設(shè)計、自動測量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)控管理等功能于一體，從而可以縮短設(shè)計周期，降低生產(chǎn)成本。Pro/E已廣泛應(yīng)用于電子，機(jī)械，模具，汽車，航天，家電等各行業(yè)。

二、《Pro/E》課程任務(wù)的確定

順應(yīng)現(xiàn)代化設(shè)計與生產(chǎn)的需求，各高職院校在模具設(shè)計與制造、數(shù)控技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè)中開設(shè)了《Pro/E》課程?！禤ro/E》課程是一門實踐性很強(qiáng)且面向?qū)嶋H應(yīng)用的重要專業(yè)課，和其他課程有著重要的關(guān)聯(lián)作用，是整個專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中一個重要的能力單元，有著非常重要的作用。該課程的培養(yǎng)任務(wù)應(yīng)與企業(yè)對該技術(shù)能力要求結(jié)合起來，從實際需要出發(fā)為企業(yè)培養(yǎng)技術(shù)人才。

企業(yè)對Pro/E的技術(shù)能力有什么的要求呢？

在企業(yè)中CAD/CAM/CAE（計算機(jī)輔助設(shè)計/計算機(jī)輔助制造/計算機(jī)仿真）技術(shù)是三維產(chǎn)品設(shè)計人員必須掌握的技能，Pro/E是CAD/CAM/CAE技術(shù)的主要軟件之一，要求三維產(chǎn)品設(shè)計人員能夠熟練使用Pro/E進(jìn)行產(chǎn)品三維建模，將工程或產(chǎn)品的設(shè)計方案、產(chǎn)品原圖、草圖和技術(shù)性說明及其他技術(shù)圖樣所表達(dá)的產(chǎn)品，構(gòu)建成可用于設(shè)計、加工等用途的三維數(shù)字模型。具體需要掌握的技能有：二維草圖的繪制技能：零件特征造型的基本步驟和編輯三維實體的技能；生成各種三維曲面的技能；利用各種空間邏輯約束關(guān)系，將三維實體零件組裝成裝配體的技能；由三維實體生成工程圖樣，并對圖樣進(jìn)行編輯、尺寸標(biāo)注的技能；對三維實體進(jìn)行模擬加工并生成數(shù)控加工程序的技能。

基于生產(chǎn)實際要求《Pro/E》課程主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具備三維實體造型、建模、曲面設(shè)計、零件裝配與工程圖制作的基本操作的能力；同時使學(xué)生接觸計算機(jī)輔助制造和仿真的基礎(chǔ)知識，為將來的實際應(yīng)用提供必要的理論基礎(chǔ)。

三、《Pro/E》課程教學(xué)過程分析

（一）《Pro/E》課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題

Pro/E的教學(xué)過程中，學(xué)生在產(chǎn)品三維造型、仿真加工方面的學(xué)習(xí)往往存在困難，尤其在較復(fù)雜產(chǎn)品的造型上很難達(dá)到產(chǎn)品要求。主要原因是對產(chǎn)品特征分析不透、建模層次不清、參數(shù)設(shè)置不合理等。因此，在Pro/E教學(xué)中應(yīng)改進(jìn)教學(xué)方法和手段，全面提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

（二）《Pro/E》課程教學(xué)思路

Pro/E屬于技能性課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方法習(xí)慣于注重命令的講解，忽視產(chǎn)品特征的分析及建模過程的分析。例如對一個產(chǎn)品的造型，傳統(tǒng)的教學(xué)只告訴學(xué)生這個產(chǎn)品要用哪些命令去做，而不告訴學(xué)生這個產(chǎn)品的特征是什么，怎樣根據(jù)產(chǎn)品的特征結(jié)合實際生產(chǎn)特征來完成這個產(chǎn)品的造型。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中只學(xué)到怎樣去做而沒有學(xué)到為什么這么做，就不能做到舉一反三，面對復(fù)雜產(chǎn)品無從下手。實施“工程項目引入”教學(xué)模式是改變這種狀況的一種有效方法?！肮こ添椖恳搿笔侵冈诮虒W(xué)過程中，教師有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的項目，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗，從而幫助學(xué)生理解教材，并使學(xué)生的心理機(jī)能等到發(fā)展的教學(xué)方法。在《Pro/E》教學(xué)中，“工程項目引入”就是引入企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計工作過程的中的項目，以項目為教學(xué)內(nèi)容，按照從簡單到復(fù)雜、從單一到綜合的層次教學(xué)，在教學(xué)過程中穿插企業(yè)的一些設(shè)計工作內(nèi)容，通過項目設(shè)計訓(xùn)練學(xué)生建模方法，在建模中掌握各種Pro/E技能。

在《Pro/E》課程教學(xué)中，教師采用“工程項目引入”模式通過邊教邊做來完成教學(xué)過程，讓學(xué)生在接近于生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行綜合性的基礎(chǔ)訓(xùn)練，有利于學(xué)生的綜合職業(yè)能力培養(yǎng)。

（三）《Pro/E》課程教學(xué)過程設(shè)置

在《Pro/E》教學(xué)過程設(shè)置中要明確教學(xué)目標(biāo)，合理安排教學(xué)內(nèi)容，采用科學(xué)教學(xué)方法方式才能達(dá)到為企業(yè)培養(yǎng)技術(shù)人才的目的。

1.教學(xué)內(nèi)容的安排采用項目推進(jìn)、項目拓展的方式

在《Pro/E》教學(xué)中，教師應(yīng)對整個課程的教學(xué)知識點有統(tǒng)一的規(guī)劃，將每一個知識點都融入到一個個項目中，隨著知識點的增加項目推進(jìn)，由簡入難。在課程初期，要讓學(xué)生掌握Pro/E的各種造型命令，教學(xué)中就要以各種典型零件的建模為項目，這些項目要針對各種造型命令而設(shè)置以驅(qū)動Pro/E中各類特征的學(xué)習(xí)。例如，在學(xué)習(xí)旋轉(zhuǎn)造型工具時，就以旋轉(zhuǎn)類零件為項目進(jìn)行教學(xué)讓學(xué)生掌握旋轉(zhuǎn)工具的使用方法。在學(xué)生掌握各種基本造型命令后，就應(yīng)引入綜合項目。綜合項目較為復(fù)雜，往往不是一個兩個造型工具就能完成的，這時就要以項目為例，對產(chǎn)品進(jìn)行分析、結(jié)合生產(chǎn)中產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，教學(xué)生如何選用合適的造型工具進(jìn)行建模。綜合項目的引入也要由由淺入深逐漸推進(jìn)，由包括兩三個知識點到囊括所有知識點。在項目的推進(jìn)過程中還要注意項目的連續(xù)性，使若干個連續(xù)的項目形成一個完整的生產(chǎn)項目。例如零件造型過程中引入的項目也要成為裝配項目中的一個子項目，同時也是工程圖創(chuàng)制、仿真加工中的子項目，這個項目可以貫穿整個教學(xué)過程中。通過這樣一個項目的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了各個知識點，也可以把各個知識點串聯(lián)起來形成一個完整的知識鏈條。

在《Pro/E》教學(xué)過程中還要將每一個階段的學(xué)習(xí)進(jìn)行小結(jié)性的貫穿與能力的提高即項目拓展。Pro/E中的各種工具的使用方法不是唯一的，在學(xué)生掌握基本工具的使用方法之后，應(yīng)增加拓展項目，通過拓展項目的學(xué)習(xí)讓學(xué)生學(xué)習(xí)不同情況下各工具使用的不同方法，在遇到實際問題時能夠舉一反三解決問題。

這種項目推進(jìn)、項目拓展的教學(xué)方法通過典型項目的層層推進(jìn)，引出一個個課程內(nèi)容，使得學(xué)生的每一步學(xué)習(xí)都是在“走臺階”而不是“三級跳”，教學(xué)效果很好。

2.教學(xué)過程要以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)為主

課時是有限的，教給學(xué)生的內(nèi)容也是有限的，所以往往重要的不僅僅是知識本身，還要教給學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，所以在教學(xué)工作中采用啟發(fā)式教學(xué)，側(cè)重講授課程的重點、難點、關(guān)鍵部分、知識點間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生自主地去思考，對有代表性的重要步驟進(jìn)行重點講解，比較各種操作之間的共性和特殊性，啟發(fā)學(xué)生舉一反三，觸類旁通。另外，Pro/E是一項熟能生巧的技能，在教學(xué)過程中，教師不能一味地講，也應(yīng)適時地安排一些學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容，對于較容易理解的部分課程內(nèi)容，設(shè)置一些小問題，安排學(xué)生自學(xué)，可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。教師在每節(jié)課的下課前要布置學(xué)生下節(jié)課需要掌握的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生帶著問題上課，使得教師和學(xué)生在課堂上都是“有備”而來，這樣的教學(xué)才會富有成效。

3.教學(xué)過程中要適時引入案例

案例教學(xué)為學(xué)生提供了一種模仿、借鑒和延伸的范例。這種教學(xué)模式的最大特點是師生互動性強(qiáng)，體現(xiàn)了課堂以學(xué)生為主的教育思想。要以企業(yè)實際案例作為課程的主要講解內(nèi)容，在案例的選取上，要綜合考慮原有知識的分解和重組的過程，考慮知識的全面性，適當(dāng)補充一些基礎(chǔ)案例。在每個項目學(xué)習(xí)的最后，都安排一個綜合性的產(chǎn)品建模任務(wù)，要求學(xué)生獨立完成；在完成任務(wù)的過程中學(xué)生可以分組討論，組內(nèi)進(jìn)行方案比較確定最優(yōu)方案。這一方面可以鍛煉學(xué)生分析解決實際問題的能力，同時也可以培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力。

4.教學(xué)過程中注意課堂互動、活躍課堂氣氛

在整個教學(xué)過程中課堂氣氛也是十分重要的，從某種程度上講，它直接決定著教學(xué)工作的成與敗，這就要求教師要避免“一言堂”，課堂上多設(shè)置互動環(huán)節(jié)，課堂互動要趣味化，不僅僅要采用提問、學(xué)生到教師主機(jī)操作演示、分組討論等傳統(tǒng)形式的教學(xué)互動，這些傳統(tǒng)形式的教學(xué)互動能使同學(xué)們參與到時學(xué)習(xí)中來，跟老師共同解決問題。還可以通過老師在巡回指導(dǎo)過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生中存在的普遍性問題和學(xué)生中涌現(xiàn)的新思路、新方法，針對這些實時地提出問題，對學(xué)生進(jìn)行了正誤判斷，并且解決普遍性問題，讓有獨特思路的同學(xué)演示自己的方法，對比各種方法的優(yōu)缺點，鼓勵學(xué)生再提出新方法。

5.教學(xué)過程采用邊講邊練的教學(xué)方法

采用邊講邊練的教學(xué)方法，把Pro/E的教學(xué)課堂搬到專門的機(jī)械CAD/CAM實訓(xùn)室進(jìn)行，每人一臺電腦；學(xué)生可以跟隨教師邊講邊練，這樣的教學(xué)方法可以使學(xué)生學(xué)習(xí)到的新內(nèi)容立即應(yīng)用于實際操作，學(xué)生不但學(xué)得會，也記得住。另外一方面，邊講邊練的教學(xué)方法可以使項目教學(xué)得以進(jìn)行，教師在課堂上不再圍繞菜單、命令或者操作步驟去講解，而是采取項目驅(qū)動、任務(wù)教學(xué)，在完成一個個的教學(xué)情境中穿插講解涉及到時的相關(guān)命令和知識點，邊講邊練。這樣學(xué)生完成一個個教學(xué)任務(wù)來完成對Pro/E軟件的學(xué)習(xí)，達(dá)到理論與實操的有機(jī)結(jié)合，從而實現(xiàn)講、學(xué)、練一體化的教學(xué)模式。

6.教學(xué)過程中要建立合適的考核制度

建立合理的考核制度也是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的有效措施之一。本課程的目的是重視學(xué)生對相關(guān)知識的理解以及實際應(yīng)用能力的考察，尤其是注重平時學(xué)習(xí)的參與性與創(chuàng)新性。本課程的考核方式分為學(xué)習(xí)過程的考核內(nèi)容（課堂上學(xué)習(xí)內(nèi)容的完成情況）和實踐活動的考核（拓展項目的完成情況）?？己朔椒ú捎美碚摽己伺c實際操作考核相結(jié)合，平時考核與期末考核相結(jié)合的方式進(jìn)行。期末考試采取一人一題的方式，即一個一個項目獨立完成任務(wù)的考核方式。同時，對積極參與課程學(xué)習(xí)的同學(xué)及平時有新的方法新的建議的同學(xué)將進(jìn)行加分。

實踐證明，上述教學(xué)過程的實施充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的思想，充分體現(xiàn)了理論與實踐的緊密結(jié)合，學(xué)生既學(xué)到了理論知識也掌握了實踐技能，有效地培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計與建模能力，收到了良好的效果，因而普遍受到學(xué)生的歡迎。

四、結(jié)束語

Pro/E作為應(yīng)用廣泛的CAD/CAE軟件在教學(xué)中要以企業(yè)對相關(guān)技術(shù)人員的技能要求為基礎(chǔ)，從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣著手，圍繞學(xué)生零件設(shè)計與建模能力的培養(yǎng)與提高來組織教學(xué)，盡可能地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，采用各式各樣好的教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，這樣才能取得良好教學(xué)效果，真正達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量為企業(yè)培養(yǎng)技術(shù)人才的目的。

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