中职机械制图教学中Pro/ E 软件的应用研究

廖柏生

（福建省三明工贸学校，福建三明 365400）

Pro/E 软件在机械制造领域的应用非常广泛，在三维造型设计与制造中占有重要地位，它作为机械专业领域的集成软件许多行业均在使用。 随着Pro/E 软件的不断升级，它已经成为现阶段开发比较成功的机械软件之一。Pro/E 软件主要由草图绘制、零件制作、装配设计、工程图绘制、钣金设计等功能模块组成，一方面方便初学者分模块深入学习，熟练掌握每个模块的同时可以根据需要进行创新；另一方面，可以方便客户依据制图需要，选择相应的功能模块进行制图，提高工作效率。机械制图在机械类专业中是必修课，只有学生具备良好的读图和绘图能力，才能为其他专业知识深入学习提供助力。 这个学科的教学目的主要是为了培养学生的读识图能力、空间思维能力和想象、创新能力，这也是该课程的重点和难点。 下面结合机械制图教学实际，就Pro/E 软件在中职机械制图教学中的应用，进而更好的呈现制图效果，提升教学质量，谈几点看法。

1 中职机械制图教学现状分析

（1）机械制图对学生的学习能力有较高要求，在中职学校理工科学生特别是机械、数控技术类专业，机械制图是学生专业技术基础主修课，这门课程设置的目的就是为了培养中职学生的空间想象能力、 识读和绘图能力。机械制图掌握得好坏，直接影响到中职学生毕业后能否胜任所从事的相关工作。然而，这门学科要求中职学生有很好的抽象思维和空间想象能力，抽象思维和空间想象能力的形成需要长期积累且有一定难度，这样导致学生在学习过程中想象力不足，产生厌学情绪，学习效率较低。

（2）中职学生文化基础知识较弱，对该学科的学习有不小的难度，现阶段，中职学生由于多数在初中阶段没有打下良好的学习基础和学习习惯，文化基础知识较弱，学习主动性、积极性差。在学习机械制图过程中，又较少到企业实践，对机械产品各零部件结构缺乏感性认识，这也是造成学习困难的原因之一。

（3）传统的机械制图教学方法比较单一、不够直观，传统机械制图教学常常使用实物、教学模型和挂图等方式辅助教学，引导学生分析理解所学知识点，此种方法与文字教学相比，对学生学习理解起到积极作用。但是，随着科技发展，Pro/E、UG、Master cam、CAXA 等建模软件的出现，传统的实物、教学模型和挂图等教学法就显得单一，不能很好达到机械制图教学的要求，与生产活动相距较远。首先，课程中所展示的实物和教学模型与企业生产的零件相比，简单、单一、体积大、重、不方便携带；其次，挂图展示在学生面前的还是二维平面图形，只能从一个方向展示零件图，内部很多结构展示不清晰。所以，学生反馈教师课堂讲解多是显得空洞难以理解。因此，中职学生毕业进入企业后还需要一段时间的机械制图实践，看多了图、物的转换才能胜任相关专业的工作，出现中职教育的学生与社会脱节的现象，Pro/E、CAXA 等软件很好地填补了“由图想物，由物画图”难以想象的抽象空间，更好的有助于机械制图的教学。

2 Pro/E 软件在机械制图教学中的应用

随着3D 设计软件的升级，企业的广泛使用，推动了中职学校在机械制图教学中运用3D 软件进行辅助教学。 许多优秀的3D 软件都适用于机械领域、电子领域、通讯领域等。Pro/E 软件是一款比较有代表性的3D软件，已经得到广泛应用。使用Pro/E 软件3D 软件后，零部件可以实现多角度的3D 立体观察，动态演示单个零件或是组合零件，能够将零件的内外部结构充分展示出来，为零件设计提供更多的便利。 因此，在中职机械制图教学中，引用Pro/E 软件进行辅助教学，这样可以使枯燥难懂的制图课程变得更加直观、立体和生动，有利于培养和提高学生的空间想象能力，还能帮助学生理解和掌握制图相关知识，提高学生的专业学习热情。 当学生深入了解零件结构、3D 图转为2D（二维平面图形）图纸相关知识后，对2D 图纸更容易看懂，知道2D 图中每条线、面的来源及意义，逐步提高识图能力。识图能力强，为上其他专业课，如钳工、车工、数控加工等专业课程的学习打下良好的基础，与同学有效交流会更顺畅，绘制零件图纸得心应手。

Pro/E 软件之所以被广泛应用，主要是它具有很强大的建模功能，它是一款基于特征用参数化设计的实体建模系统，勾画草图时便捷，修改模型变得更加容易。 在机械制图教学中，可以根据软件及教学内容需要，时时建模、改模、剖析模型。 课堂上，教师还可以依据中职学生的接受能力，调整模型，节约教育成本、提升教学质量。

（1）在制作教学课件PPT 上的运用。传统的机械制图教学，教师在上完投影原理、作图方法步骤内容后，教师黑板上绘图演示，学生跟着画，这种教学方法的结果是进度慢，显得刻板不生动，难以提高学生的学习兴趣，若使用Pro/E 软件预先画出实体，在PPT 上做出动画绘图过程，这样既能提高课堂效益，又能图文并茂、生动有趣，不再是乏味的“机械”接受。这样就能有效突破教学上的难点，有效培养学生空间思维能力。

（2）在实体表面截交线与相贯线的应用。在机械制图课程中，截交线和相贯线对学生空间想象力要求较高，零部件都是由一些平面切割立体，或者是两个立体相交而成的。机械制图初学者空间想象能力弱，学习难度大，引入Pro/E 软件教学后，截交线和相贯线变得直观，可以很方便地建立如图1 所示的三维模型，同时可以依据教学图型展示需要，从不同方位对模型进行平面切割，为学生展示不同的截交线，学生能清晰地看出截交线的形成过程。 这样在掌握制图知识后学生动手绘制截交线的投影图形就变得轻松简单，增加了学习乐趣，同时教师讲授难度降低。

图1 截交线展示

图2 移动两圆柱位置相贯线的变化

图3 组合体的三视图

机械制图这门学科还有一个重点和难点就是相贯线的学习。 教学中最经典的教学案例就是两圆柱正交所形成的相贯线，Pro/E 软件可以实现快速的3D 建模，并依据相应的原理改变其大小，移动两个圆柱的位置，展示出不同大小的圆柱在不同位置的相贯线图，教师不需要过多的语言就可以使学生快速理解相贯线产生的原理和绘图方法，从而较容易的在突破教学重、难点。 如图2 所示。

（3）在组合体三视图中的应用。识图能力是中职机械、数控类专业学生必须掌握的一项基本技能，企业在选拔人才时，必然考查学生的识图能力。组合体视图是最常见的考点，因为它是零件识读的基础和机械制图的难点。从传统的教学实践中发现，由于教学模型少的原因，学生的想象力得不到开发，上课时学习情绪低落，当时只能带学生到车工室看已加工好的组合件图、物，课堂上课对空间思维差的同学利用橡皮泥辅助构思，这样给教学带来许多不便。 现在教师应用Pro/E 软件建立3D 模型后再生成三视图，学生可以将2D 图形和3D 模型相互对照，如此，图型不断在脑海中的重复，识图能力顺理成章地得到提高，空间思维能力也得到了锻炼。 另一个难点就是已知两个视图补画第三视图或已知三个视图，补画其他视图中的漏线这类较难的题目（如图3 所示），学生可以在教师引导下，利用3D实体展示，对图形进行拆解还原，让学生较快的掌握了组合视图的形体分析法和线面分析法，教学质量大大提高。

（4）在剖视图中的应用。剖视图的主要功能就是将零部件的内部结构和形状正确表达出来，是中职学生学习机械制图的又一难点，现代工业制作的零部件内部结构十分复杂，对中职学生空间想象能力提出了更高要求。因此，中职学生拿到图形，不知如何剖切，用什么方法剖切，剖切位置在哪里，剖切时采用何种剖切方法等。 当教师在授课过程中采用Pro/E 软件建立不同的剖视图时，可以多方位展示多种剖视图的剖视效果，选择最佳的表达方案，如图4 所示半剖视图的画法。这种剖切让想象力不再空洞，学生在课后可以通过橡皮泥或绘制3D 模型，从不同方位对模型进行剖切，并制成2D 图，对照检查分析，养成主动学习的良好习惯，同时为后期开设CAM 软件的学习奠定基础。

（5）建立Pro/E 模型库。 现代化工业中的零件的形状复杂多样，能购买到的各种模型和挂图不能满足现代教学需求。 随着多媒体教学的普及，教案也都使用PPT 等形式编写，在教案中引入Pro/E 软件建模，并将其转换成相应的零件图形，当教师在授课时，课本教学讲解与习题解疑带来方便，学生又能快速理解和掌握所学知识。随着教学经验的积累，教师可以建立机械制图Pro/E 模型库，利用现代网络技术，与其他教师和学生分享，形成机械制图实践性教学的素材库。这样既便于教学，有助于教学质量的提高，又加强了教学的针对性和实效性。

3 结语

综上所述，Pro/E 等软件引入到中职机械制图教学中，教师对2D 制图的讲解变得生动形象，可以用3D动画的形式展示给学生，教师讲解变得轻松，学生对机械制图知识的理解变得容易，制图思维变得敏捷，提高了学生对事物的空间想象能力，绘图能力得到了很大的提升，零件装配和拆解变得直观，解决了空间想象能力差，对复杂工件想象不来无从绘图等学习中存在具体的问题，大大提高了绘图速度和精准度。随着生产需要Pro/E 软件同样在不断升级，中职机械制图教学也同样应当跟上时代的脚步，将Pro/E 等软件最新功能引入到中职机械制图教学中，建立校企互动模式，激发学生学习热情，培养学生的设计与创新思维，使中职教育更上一层楼。