三维建模软件SolidWorks混合教学模式的应用

孙路

Abstract： Classroom is the front position for higher vocational schools to complete teaching tasks. Whether classroom teaching is efficient or not will directly affect the efficiency of talent cultivation. Therefore， the construction of effective classroom is of great value to cultivate high-quality technical ability professionals. Taking SolidWorks 3D modeling and design major as an example， the author explores students' learning needs and learning difficulties， establishes a project and theme centered， and reconstructs e-learning resources. Aiming at solving the key and difficult points of higher vocational students in learning SolidWorks 3D modeling and design course， in order to meet the learning needs of different kinds of students and improve their engineering practice skills and practical ability.

关键词： 三维建模;SolidWorks教学;实例分析

Key words： 3D modeling;SolidWorks teaching;case analysis

中图分类号：G642                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）04-0251-03

1  有关定义解读

1.1 混合式教学模式

混合式教学模式是傳统教学结合信息科技的网络离线教学方式。授课开始前，学生登陆教程网络学习媒介，检索教程任务，观摩教学微视频与教学实例，并分组探讨并完成学习内容。老师依照平台统筹解读参数，有目的性地预备。学生是教学活动的主体，而老师针对学生产生的共性难题实施统一解惑并教授知识，是教学活动的引导人，这可以激发学生的主观能动性。

1.2 有效课堂涵义

有效课堂覆盖了课前、课堂与课后的体系化教学系统，是说老师透过仔细的教学设计，凭借信息化教学模式，透过任务单让学生完成知识预习，观摩微视频，并把重点带入教程，由老师进行阐释。有效课堂需要老师综合运用本身的专业特长与教育教学技能，完成灵活的教程预设，让学生成为教学的主体，让课程更为生动形象。

1.3 教学设计

教学设计是提升教程教学品质的核心元素，是说老师根据当代教育教学观念，在全面解读学生专业能力与学习技能等特征的前提下，谨慎解读教学中的难题，明确教学目标，并科学组织与调度各类教学资源而订立学习方案的体系化的规划过程。

通过教学设计，老师能够整体把握教学活动的基本流程，参考学生的特征，透过预设适度的教学场景，明确科学的教学目标，并通过考评方案来确保教学活动的高效展开，第一时间调整教学模式与教学方略，进而为后续时段的教学进行支持。

2  SolidWorks三维建模设计教学模式可行度解读

混合式教学方式是对传统教学模式的改革，学生通过慕课与微课等信息化教学模式在网络上完成学习任务，老师在理想状态下完成教程的翻转教学。学生是教学的主体，老师则是推动课程的引路人，混合式教学方式能够调动学生额主观能动性，让教学变得趣味盎然，大幅度提高学生自发学习的技能。网络离线混合式教学是结合信息科技的一类全新的教学方法。SolidWorks三维建模设计混合式教学的价值也得以体现。

伴随电脑网络科技的日新月异，使用各类新科技的SolidWorks三维建模设计教程平台网络是各具特色的。但是，普通学校被教学经费与技术所限，无法随时更新教学平台。并且，一般的职业学校设有专科、本科等多类科目，并为学生提供教学服务。

参考学生的学习特征与学习习惯，满足职业学校学生的需要，将一部分开放类网络学习平台（《微知库》）导入到教程中。订立职业学校SolidWorks3D建模设计教程混合式教学预案，以项目化教授为主导，为各班学种类、各专业系的高职学生设计SolidWorks3D建模设计条件，以项目为纵向挑选网络平台的学习资源。完成多平台合作，网络离线融合学习、教程教学与第二课堂学习。订立混合式SolidWorks3D建模设计的教学考评准则，科学考评学生的网络离线学习质量，让学生学以致用。

建立以多平台建设合作为核心的高职SolidWorks三维模型，打造一个更为公开、更为科学、更为合适的新式教学网络平台，让学生在网络上自发学习并且与实体教程进行衔接，对更有效地进行教程的全学习周期活动，针对教学目的提高教学的成效是有极大价值的。

3  SolidWorks三维建模设计混合类教学的策略

工业革命4.0年代，伴随网络语言移动终端的投用，以往的教学与研习模式也开始形成新局面。伴随互联网+在我国的诞生，信息科技与高职教学相结合，课堂不单纯是大学生获得学识与讯息的唯一渠道或方法，其更喜欢微课、慕课等网络教程，以往的课堂教学被切割成“碎片”，学生能够在任何时间任何地点完成学习任务，突破了时空的约束，提高了学习的成效，尽管网络教程有着媒介资源充裕、便于学生学习等优势，然而其还并未完全替代传统的教学方式。最关键的是教学平台解析——当前，网络教程由于拥有大量的教育资源与便利性，受到学生的青睐，我国个高职学校极为看重网络教程的构建与运用。并且，有关专业技术企业也增强了推介运用的强度。例如，微知库是高效并且有时间价值的网络教学APP。老师注册后，就能够免费在媒介上创建课程表，并且能够把微视频、课件与有关的教学资源推介给学生。学生通过移动设备能够在任何时间任何空间完成自发学习，并且此教学媒介对师生都是免费提供服务的。

微知库不但能够在移动设备、平板登陆，还能够在台式机上登陆。此教学媒介包括班级设计、学生管控、教学组织、教学资源推介、问卷票选等特色功能模块。尤其是在教学活动功能模块内，师生可以无限制的交流，还能够部署任务完成小组探讨与报告，并能够完成单元训练与测试。微知库网络研习媒介最大的优点是把网络教学媒介与移动社交媒体进行杂糅，可以让学生的学习流程变得高效并便于管控。师生能够在任何时间任何地点完成交流，并且老师能够参考此媒介所记载的学生的测验分数与活动表现，第一时间调试与优化教学设计与教学模式，能够依照学生的综合表现记载第一时间为学生提供个性化的学习服务。微知库平台提供了多元化的学习模式、趣味化的互动版块与更全方位与体系化的教育资源管控，可以完成过程性考评与个性化教学。

4  SolidWorks三维建模设计教程教学设计

SolidWorks三维建模设计是高职机械类专业核心教程，通常探究工程图纸的电脑3D建模。透过研习，让学生熟稔地使用二维图的绘画、三维元件建模、曲面建模、钣金建模与装配体建模的设计模式，培养与提升了学生SolidWorks软件的使用能力。例如，在机械零部件构型与视图的课程开设以后，教程以经典的元件为枢纽，鉴于教学流程引导，根据项目化的需要预设了五大模块：基础操控、元件建模、高端建模、装配体设计、建筑图设计，并且把曲面设计、钣金设计等项目结合到有关模块;运用从简易到困难，从单独到综合，依照职业规划与学生认知的定律，精心安排，强化专业技能与创新技能的培育，让学生的求知欲能够得到满足。

4.1 装配体的建模教学模块

以经典元件为枢纽，使用由下往上的装配体建模的模式，通常包含吊臂的装配体建模、液压缸的装配建模、定滑轮的装配建模、皮带盘的装配建模。项目案例载体见图1。

4.2 自下而上的装配体建模设计

这通常包含掌握使用标准配合建立由下而上的装配体的模式;掌握局部坐标轴的创建模式。

①教学任务。

首先，要熟悉简易元件、高端元件的建模流程;其次，要解读图纸并建立元件;再次，掌握拉伸基座、拉伸切割设备、圆角、镜像、旋转切割设备、旋转凸台/基座等的操控模式;其四，应在装配件内找出首个固定元件;其五，使用重合、同轴、垂向、平行、切割、間距、视角、对齐、反方向等准则，配套建设由下往上的装配体;其六，可以使用径向元件用具;其七，可以相对装配体坐标系，明确质心的方位;其八，要建立局部坐标轴，掌控明确相较于新建坐标轴质心方位的技巧;要运算出建立的装配的总重量与占地数据。

②教学组织。

首先，学生分成小组每组三到四名学生，完成角色预设;一位学生完成底台等元件的建模、一位学生完成三孔连杆的建模、一位学生完成五孔连杆的建模，最后小组通力合作，对吊臂装配体进行建模，最终每个小组挑选一个代表进行成果报告;其次，提供理实一站式训练室，并完成元件建模;再次，课前教师要进行部署，学生复习简易元件建模特征操控的有关课程;课堂上，组织学生完成项目学习，布置练习题，报告归纳，项目考评;课后要观摩吊臂装配体视频的制做。

4.3 教程学习与课余兴趣小组活动相融合

为高效地培养学生的创新理念与创新技能，模仿技术创新的活动情景，老师诱导学生建立课余兴趣小组。当前能够使用的三维软件品种繁多，例如Pro/E、UG、Solidworks、CAXA等。因为课时所限，很多高职学校均只设立了其中一类。参考学生课余时间的情况，以设立选修教程与课余座谈会的模式，增长学生的见闻，并激发学生的潜能，缩短工作后与公司磨合的时间。例如，高职学校每年均会组织学生参加我国高职学校CAD/CAM竞赛，这既提升了学生的学习主动性，磨炼了学生的实操能力，又为高职学校赢得了声誉。

4.4 传统教学模式与多媒体教学模式相融合

要充分使用当代化的多媒体教学模式，把教程形象、直接、有趣地推送给学生。例如，职业学校要引入电子教室这类高科技的教学模式讲解专业课，完成教师机对学生机的广播、监督、荧屏摄录、荧屏回播、语音授课等，并对学生进行统一管控，协助学生完成电脑软件的研习与运用。使用先进的教学模式，让传统教程中师生的沟通能够实现，又打破了传统教舍对时空的约束，让电脑课程变得有趣生动，这也是教学模式的颠覆性改革。

4.5 使用SolidWorks软件辅助截交线、相贯线的绘制

在机械项目中，元件的构造外形是多元化的，这部分元件并不是完备的基础体，一般是立体某局部被切割、打孔与开槽，截平面与立体表层的汇集线是截交线，两个立体交汇所形成的表层交线被叫做相贯线。截交线与相贯线的学习是机械绘图课程中的难题。并且，这些内容都极为晦涩，大部分学生很难解读与把握。而透过SolidWorks软件构建3D实体模型，动态地演绎截切与相贯的流程与改变，让晦涩的内容变得生动，协助学生对截交线与相贯线外形与影响元素能够感性认知。比如，相贯线由于两立体的曲面构造、曲面尺寸与相对方位不同而导致空间外形有所差异。使用SolidWorks软件数据化建模功能，变更转变模型的数据，就能够让相贯线的改变能够被动态演绎。（见图2）

如此，会让晦涩的理论讲解变得不再枯燥，能够培养学生的抽象思维能力，提升了学生的思维能力，让学生的学习变得形象而具体。

4.6 使用SolidWorks软件解读组合体视图

任何繁杂的机械元件都能够被当成是由一部分简易的基础体通过重叠、分割等模式重组而成的实体。绘制实体视图是机械制图的关键版块，读图是通过业已绘制而成的平面图像，通过形状的解析与线面的投影解读，推导出实体的空间外形与构造。读组合体视图模式包含形体分析法与线面分析法，对重叠性的实体，使用形体解读法，想象出每个基础体的外形，再依照各组成元件的相对方位、组合模式，综合而成想象体。然而，对大部分初学者而言，其空间想象能力偏弱，极难想象出组合体完整的空间立体外形，因此使用Solidworks软件能够协助学生构建其完备的空间立体外形。在教程中使用Solidworks软件能够对基础体实施重叠、割裂，构成新的组合体，学生能够直观地观看到组合体的形成流程，激发学生的研习区位。比如，使用已知的两个视图，绘制出第三个视图。（见图3）

此刻，使用软件对立体图像的各个特征上色，形成的多色、形象的实体模型会调动学生的主观能动性，学生更容易掌握到其中的要点。

5  结束语

综上，使用三维SolidWorks造型技术作为教学模式，与教学内容深度契合，客服了传统教学模式的问题，学生更能够通透地解读教学内容，空间思维由此成型，并提升了学生的学习主观能动性，获得了良好的教学成效。把三维造型设计导入机械制图学习中，学生提早学习三维软件，后期的专业课学习奠定基础。

参考文献：

[1]栗伟，孙超，李万刚.基于SolidWorks Simulation的压力容器受压元件建模及应力分析设计[J].制冷与空调（四川），2021，35（5）：695-698，770.

[2]薛涛，韩春红.采摘机器人动力学建模及动作规划仿真研究——基于SolidWorks[J].农机化研究，2021，43（12）：65-68.

[3]权祯，张晓刚，秦大平，等.基于CT影像的骨质疏松性胸腰椎压缩骨折PKP术后三维有限元力学模型的建立与验证[J].中国医学物理学杂志，2021，38（3）：360-369.

[4]王永丽.基于SolidWorks软件对工业机器人机械臂的结构优化设计和受力、模态分析[J].今日自动化，2021（8）：104-105，139.

[5]王波，赵利民，张崎静，等.基于混合式教学模式的有效课堂教学设计实践研究——以“SolidWorks三维建模设计”课程为例[J]. 职业技术，2020，19（4）：50-55.

[6]王波，张崎静，赵利民.“互联网+”背景下高职课程混合式教学模式实践研究——以“SolidWorks三维建模设计”课程为例[J].职业技术，2019，18（9）：38-42.

[7]蔡祖光.基于SolidWorks砖瓦产品真空挤压成型焊接式挤压筒折弯成型板材的展开设计[J].砖瓦，2019（2）：49-56.

[8]邵夏勇，张治国，李国能，等.基于SolidWorks FlowSimulation的热电制冷箱装配体安装架构的仿真优化[J].发电技术，2021，42（3）：374-381.

[9]冯嫦，刘庆伦，李玉兰，等.基于线上学习平台的"1+X"混合式课堂教学模式研究——以《机械CAD-SolidWorks》课程为例[J]. 现代制造技术与装备，2020（3）：202-203.

[10]陈慧.三维应用软件在中职数控专业专业课生成性教学的实践研究——以SolidWorks为例[J].科学咨询，2020（36）：153.

[11]郑潘妥，韩卫民，张翔宇，等.基于SolidWorks和三坐标测量仪的螺杆转子精滚刀建模与检测方法[J].工具技术，2020，54（4）：78-80.

[12]顾清坡.基于SOLIDWORKS SIMULATION立式加工中心轴承座两种结构分析比较[J].中国机械，2020（3）：34，36.

[13]王松，朱永战，喻致蓉.基于SolidWorks Simulation的重叠盾构隧道穿行式全自动液压支护台车设计研究[J].隧道建设（中英文），2019，39（2）：294-301.

[14]贲宗友，孙啸，孙艳辉，等.應用型本科院校SolidWorks课程教学改革与实践——以滁州学院为例[J].黑龙江工业学院学报（综合版），2019，19（1）：10-14.

[15]陈东，梁兵.基于职教云的高职课程教学过程探索——以solidworks软件应用课程为例[J].现代职业教育，2019（34）：34-35.