三维软件在课程与教学中应用

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1、三维软件在课程与教学中应用　　摘要：《机械制图》、《机械设计基础》作为机械工程专业的一门重要的基础课程，对于刚步入高职的学生而言相对比较困难，而专业教师在教学中也面临许多问题。随着计算机的发展及各种软件的开发，在教学过程当中传统的教学模式也要与时俱进，探索出新的教学思路和方法。如何利用三维设计软件与实际教学过程相结合，解决教学中教和学的问题就是本论文研究的重点所在。关键词：机械制图机械设计基础三维软件教学应用一、现状分析《机械制图》和《机械设计基础》作为机械工程专业的一门重要的基础课程，一直得到工科院校的普遍重视，大部分院校都将其作为精品课程进行建设，有大量的教学资源可供利

2、用，而教学改革主要体现在机械制图与计算机绘图的融合、机械设计基础与计算机仿真相结合。6随着科技进步和企业的不断发展，许多先进数控加工中心及大量的CAD/CAM/CAE软件的不断涌现，设计、分析、加工、检测等功能一体化已经成为现代制造技术的基本特征，工程图样是各个模块间的重要的信息载体，它不仅表达产品的几何构造，还是对产品性能进行分析和优化，对设计结果进行模拟和验证及工程数据管理的重要基础，二维图样已远不能满足要求，而能够完成这一系列制造工程的信息载体只能是三维模型。三维模型有利于获得复杂的几何造型，如截交、相贯、不规则复杂曲面等，最终通过三维模型在加工中心中制造出复杂零件。

3、同时，制造单位可以在计算机上对零件进行力学分析、虚拟加工、虚拟装配，检验零件的装配情况，从而减少制造昂贵的产品样机的数量和费用。三维建模软件，三维结构分析软件包括Solidwork，UG，Pro/E，CATIA等在许多院校也作为选修或者必修课程，出现在教学环节中，但是如何将三维软件与《机械制图》的理论教学相结合，或者是将三维软件的仿真性能与《机械设计基础》相融合，真正将三维软件的功能进行剖析并作为教学手段应用于实际教学过程，则只有极少数的院校在实践。二、问题的提出在职业教育中，机械制图课是机械类专业重要的专业技术基础课。对于刚步入高职的学生而言，主要面临以下问题：（一）机械

4、制图是一门全新的课程，由于空间概念薄弱，又缺乏必要的生产实践经验，学生在学习上遇到的困难较多。（二）传统教学法多以模型辅助，但模型数量有限，而且造价相对较贵，特别是复杂结构的模型更是稀缺，学生反映很难理解。6（三）再则从市场经济的角度来看，制造商越来越关注日益复杂的产品设计和设计流程。传统的机械制图教学，教师用圆规和三角板在黑板上绘图，不仅效率低下，且学生在学习中感觉枯燥乏味。随着现代教育技术的发展和应用，尤其多媒体课件提高了学生的学习积极性和主动性，增强了教与学的互动性。然而，由于光靠单一多媒体教学也存在其局限性和不足，因此还不能满足机械制图的特殊教学的要求。而《机械设计

5、基础》是以力学理论为基础、常用机构和通用零件为主要研究对象的一门专业基础课程，其目的是培养学生对机械的分析能力和进行简单的设计计算。难点在于本课程的课堂教学内容多，计算多，理论知识又特别重要，整门课较为枯燥，学生的学习难度大幅加大，无法达到好的教学效果，学生对复杂机构的分析及力学模型分析更为困难，许多同学都反映这门课难学。其中机构及机械零件的运动分析、应力的分析这部分反映的问题较多。现阶段的教学中只能简易模型或相关视频演示机构的运作，但是在机构分析和计算方面则不能满足教学要求。三、解决方案为解决以上教和学存在一系列问题，适应职业教育的需要，增加课程的生动性和直观性，有必要引

6、将优秀的三维软件引入到《机械制图》和《机械设计基础》教学中来，这里以SolidWorks三维软件进行研究。6（一）SolidWorks在机械图教学中的应用主要体现在以下方面。（1）截交线和相贯线。利用SolidWorks可以建立各种形式的截切体和相贯体3D实体模型，完全可以代替传统教学中的实物教学模型。它能形象直观地演示截切体和相贯体的类型、相对位置、组合方式、空间形状，以及形成的截交线和相贯线的空间形状，帮助学生提高空间想象能力、熟练掌握该部分内容。（2）组合体。借助SolidWorks进行建模，能表达组合体的组合形式，各个面、线的实际形状以及各部分的连接关系并且能进行实

7、时动态旋转变换和视图定向，使学生看清重点部分或细小结构的形状，让他们自己分析各个视图的形状特征，逐步增加他们对视图中线和框的感性认识，帮助学生实现了从二维到三维的转换，充分发挥了学生的空间想像能力。（3）视图。用SolidWorks软件建立各种零件模型后，利用其拉伸切除特征通过用不同的位置形体进行“剖切”，分析出剖切位置对剖视图画法的影响，从而加深对剖视图画法的认识，另外SolidWorks还可以把制成的零件模型，生成工程图，然后利用工程图工具进行编辑，只要画出相应的剖切线，立刻生成各种剖视图、局部视图、断面图等，