結合課程設計、畢業(yè)設計提高Pro/ENGINEER應用技能的探索與實踐*

陳 偉

（山東科技職業(yè)學院 山東濰坊 261053）

結合課程設計、畢業(yè)設計提高Pro/ENGINEER應用技能的探索與實踐*

陳 偉

（山東科技職業(yè)學院 山東濰坊 261053）

隨著課程體系的改革，在 Pro/ENGINEER課程的教學過程中盡管采用了新的教學方法，但由于課時的縮減和教學內容的增加的矛盾，本文提出結合課程設計、畢業(yè)設計來提高該課程教學效果的新思路。這樣即使課堂教學內容得到拓展與延伸，又使軟件的應用與實際任務相結合，為學生提高Pro/ENGINEER軟件的應用技能提供了一個新平臺。

Pro/ENGINEER；應用技能；課程設計；畢業(yè)設計

Pro/ENGINEER軟件是當今世界上最先進的三維參數(shù)化設計軟件之一，廣泛應用于機械、模具、汽車、家電、玩具等行業(yè)。目前，國內外各工科大中專院校都把Pro/ENGINEER課程作為相關專業(yè)的專業(yè)技能必修課，更有一些社會上的培訓機構在專門從事該軟件的教學與培訓工作。該課程是以機械圖樣繪制、機械設計課程為基礎，著重研究零件的三維建模、機構設計、運動仿真分析、工程圖設計、模具設計及Pro/NC加工等設計方法，最終使學生達到自行應用Pro/ENGINEER軟件進行機械零部件設計、模具設計、Pro/NC加工及機構的運動仿真分析，成為一名具有綜合素質的合格的工程技術人才。

近幾年，隨著知識與技術的不斷更新與進步，Pro/ENGINEER技術不斷完善，新增許多功能，如軌跡筋的設計，使筋特征的設計更加靈活；工程圖的設計更加符合國標標準，并且其與autoCAD軟件具有接口，對于應用autoCAD比較熟悉的工程技術人員，可以把該軟件生成的工程圖形調入autoCAD軟件中進行修改，完善。

隨著教學體系的改革，筆者在“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材的編寫與教學實踐過程中，采用一個或幾個Pro/ENGINEER的命令構成一個典型的工作任務的方式編寫教學內容，引導學生在完成任務的實施過程中掌握Pro/ENGINEER的應用技能。教學中的每個任務均是來自生產(chǎn)生活中的典型案例，如水杯、煙灰缸、麻花鉆、階梯軸、齒輪等，不僅能激發(fā)學生的學習興趣，而且能使其在完成任務的同時產(chǎn)生強烈的成就感。但是，與此同時，這門課程的課時由原來的80多學時壓縮至40多學時，那么在課堂教學信息量大、時間緊的情況下，學生對軟件掌握不扎實，做不到融合貫通、舉一反三，在實踐應用中往往會顯得手足無措。

本文闡述在全新的教學模式下，嘗試結合課程設計、畢業(yè)設計來提高學生應用Pro/ENGIEER軟件的技能，加深學生對Pro/ENGINEER軟件命令的理解，注重軟件的應用與實際系統(tǒng)任務的結合，著重培養(yǎng)學生獨立思考與創(chuàng)新的能力，使課堂教學得到拓展與延伸，從而使其應用技能得到提高。

一、以機械基礎課程設計為拓展

機械基礎課程設計是在課程學完之后開設，內容包括：工況分析及載荷計算、齒輪或帶輪等機構和主要零部件的設計計算、計算并選擇軸承、螺栓等標準元件等，完成裝配設計及零件設計。課程設計的圖紙要求采用Pro/ENGINEER繪制三維模型，進行機構運動仿真分析，同時可進行干涉檢查，以分析機構設計的合理與可行性，最后生成二維平面圖紙?？梢?，應用Pro/ENGINEER軟件是對課程設計的有益補充和深化。

以機電一體化專業(yè)學生的機械設計課程設計題目“閉式單級圓柱齒輪減速器設計”為例，說明如何在課程設計中使Pro/ENGINEER軟件應用技能得到提高。設計步驟如下：

1.選擇電動機，分配傳動比，計算各軸的轉速、轉矩。

2.帶傳動設計計算，繪制帶輪零件圖，應用Pro/ENGINEER的旋轉命令、拉伸剪切命令、孔命令及陣列命令等進行實體特征的創(chuàng)建，同時應用剖視的方法創(chuàng)建工程圖，及國標圖紙、標題欄的制作等命令進行應用和深化。

3.齒輪傳動設計，繪制齒輪零件圖，應用Pro/ ENGINEER軟件進行齒輪的參數(shù)化設計、基準平面創(chuàng)建、用方程方式創(chuàng)建基準曲線，拉伸剪切命令、圓角命令、倒角命令等創(chuàng)建實體造型，并生成二維平面工程圖紙等命令進行應用和深化。

4.軸及軸類零件的設計，繪制零件圖，對Pro/ ENGINEER的旋轉命令，基準曲面的創(chuàng)建命令，拉伸剪切命令，倒角命令，及二維工程圖斷面圖和局部放大圖等命令進行應用和深化。

5.繪制裝配圖，各零件圖設計完成之后，依據(jù)Pro/ENGINEER的“Top-Down”配合“Down-Top”的設計方法進行裝配設計。將減速器箱座、箱蓋先作為一個整體進行設計，創(chuàng)建凸緣和底座特征，再創(chuàng)建軸承座特征和其他圓角等輔助特征，創(chuàng)建完成后，用剪切的方式沿裝配面剪切即得到上下箱體。所有零部件建模完成后，采用連接的方式進行裝配設計，然后進行機構運動仿真分析。無誤后，制作裝配設計二維平面圖紙，并進行序號設置、明細表的制作等。

在課程設計的過程中，倡導“邊設計計算、邊畫圖、邊修訂”的“三邊”設計方法。實踐證明，在課程設計過程中，應用Pro/ENGINEER軟件進行繪圖和機構分析，不但提高了繪圖效率，同時使學生具備了應用Pro/ENGINEER軟件進行機械傳動系統(tǒng)設計和工程實踐的應用技能得到了提升，為后續(xù)應用其進行畢業(yè)設計和今后從事工程設計工作打下了良好的基礎。

二、以畢業(yè)設計為拓展

畢業(yè)設計為高等院校教學過程中的最后一個關鍵環(huán)節(jié)，是高校人才培養(yǎng)計劃的重要組成，目的是通過這個環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)知識和技能進行分析和解決實際問題的能力。在這一過程中，學生應根據(jù)課題的任務，進行調研、收集資料，并進行整理和加工，掌握科學研究的基本方法，并學會撰寫科技論文，從而提高其解決實際工程問題的能力。在完成任務的同時，培養(yǎng)其科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度與實事求是的工作作風。

在畢業(yè)設計題目的選擇上，考慮高職畢業(yè)生的課題不要太難，同時要注重綜合運用多學科知識的訓練，使其成為課程的延續(xù)和深化，下面的幾個畢業(yè)設計課題就兼顧了各科目的綜合訓練和深化。

1. 應用Pro/ENGINEER進行手用虎鉗的設計。這個課題要求學生綜合應用機械零件設計、夾具設計的基礎知識進行設計，然后運用Pro/ENGINEER進行零件建模和裝配設計。

2. 應用Pro/ENGINEER進行曲柄滑塊機構的設計。這個課題要求學生根據(jù)機械設計中的連桿機構知識進行設計，綜合運用Pro/ENGINEER進行連接裝配設計、機構運動仿真分析等才能完成，使學生的機械設計及Pro/ENGINEER軟件的應用都得到了訓練和提高。

3. 應用Pro/ENGINEER進行簡單手機外殼的設計。這個課題要求學生掌握簡單的模具設計方法，綜合應用Pro/ENGINEER的模具設計模塊進行注塑模具的設計，使學生對應用軟件進行模具設計的步驟和方法得到基本的熟悉和掌握。

4. 應用Pro/ENGINEER進行齒輪泵的設計。這個課題要求學生對齒輪泵的結構及工作原理熟練掌握，根據(jù)所學機械設計和液壓傳動的知識，綜合運用Pro/ENGINEER的參數(shù)化設計、裝配設計、機構運動仿真、干涉檢查等方法才能夠完成，使學生的機械設計、液壓傳動知識及Pro/ENGINEER軟件的應用都得到了訓練和提高。

類似兼顧專業(yè)綜合訓練的題目很多，既有利于鞏固所學基礎知識，也實現(xiàn)了培養(yǎng)工程實踐應用型人才的目標。目前，社會上對能夠應用Pro/ ENGINEER軟件進行零件機構設計、模具設計的人才需求旺盛。筆者所在院校結合本校教師的科研項目，為學生布置一些與實際應用密切相關的課題，如“高溫大棚卷簾機”等獲得省內大學生創(chuàng)新項目一等獎，“雙軸三元攪拌機” 等獲得國家專利，類似獲獎項目很多。這類設計題目使學生在應用學科知識的同時，對應用Pro/ENGINEER軟件進行設計與分析也得到了極大的提高。

三、結論

隨著課題體系的改革，雖然我們在Pro/ ENGINEER課程的教學過程中采用了許多新的教學方法：引導文教學方法、項目教學法、任務驅動法等，但由于課時的縮減和教學內容的增加，使該門課程的學習并沒有達到理想的效果。本文提出以課程設計、畢業(yè)設計為拓展的提高該課程教學效果的新思路，突破了以往只注重改革教學方法的局限性，使課程的學習與應用有了延續(xù)性，拓寬了課程的覆蓋面，并將本課程與其他學科有機地結合在一起。

課程設計、畢業(yè)設計以課程教學為基礎，課程教學內容又應根據(jù)社會需求進行適當增減。結合課程設計、畢業(yè)設計來提高Pro/ENGINEER課程的教學改革已取得良好效果，使學生的基礎知識更加扎實，知識面得到拓寬，設計能力、應用技能得到顯著地提高，此經(jīng)驗已推廣至其他專業(yè)技術基礎課程，如模具設計、數(shù)控加工并收獲較好的效果。

[1]陳偉，關學強.Pro/ENGINEER Wildfi re 5.0三維建模及應用[M]. 北京：中國電力出版社，2012.

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[3]史翠蘭.Pro/E軟件在機械類多媒體課件制作中的應用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007;(2).

[4]張學良，柯國琴，等.探索建立“任務驅動：教、學、做一體”教學模式[J].中國高等教育，2009;(Z3).

[5]容莉.淺談“任務驅動式”教學法在課堂教學中的實施[J].廣西教育，2009;(30).

Improve Exploration and Practice of Pro/ENGINEER Application Skills Combined with Curriculum Design and Graduation Design

Chen Wei

(Department of Mechanical and Electrical Engineering, Shandong Vocational College of Science & Technology, Weifang Shandong, China 261053)

With the curriculum reform in Pro/ENGINEER teaching process, despite the use of new teaching methods, there are some contradiction due to a reduction in hours and increase of teaching content. This paper proposes some new ideas to improve teaching effectiveness, combined with curriculum design and graduation design. Thus, not only will the content of classroom teaching be expanded and extended, but also the application of software and practical assignments will be combined, so as to provide a new platform for improving application skills of Pro/ENGINEER software.

Pro/ENGINEER; application skills; curriculum design; graduation design

G712

：A

10.3969/j.issn.1673-0968.2016.12.022

“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材立項項目；2010年山東省省級精品鵝口瘡《機械圖樣繪制與三維建?！放涮醉椖?；2011年山東科技職業(yè)學院校級精品課程建設項目。

陳偉（1976-），女，內蒙扎蘭屯人，山東科技職業(yè)學院，副教授，主要從事機械設計研究。