基于项目式教学法及Pro/E软件的机械制图教学改革研究

严小黑

摘 要 阐述通过引入项目式教学法及先进的计算机辅助设计软件来改革机械制图课堂教学，锻炼学生的三维想象能力，提高课堂教学效率，增强教学效果。

关键词 项目式教学法；机械制图；Pro/E；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）06-0112-03

Abstract In this paper， the project-based teaching method and the advanced computer aided design software are introduced to reform the teaching of mechanical drawing， and train the students ability of 3D imagination， and improve the teaching efficiency， and enhance teaching effect.

Key words project-based teaching method； mechanical drawing； Pro/E； reform in education

1 前言

机械制图是机械类专业的一门专业基础课，通过该课程的学习，使学生掌握如何读和绘制机械零件图、机器装配图，学生对该门课程的掌握好坏直接影响其后续专业课程的学习（如机械原理、机械设计等）。同时，该课程也是学生进入机械行业的一块基石，该基石是否稳固，将直接影响学生的职业发展。目前，高校机械制图的课程教学仍主要按学科结构以循序渐进方式安排教学内容，未能凸显其在今后工作中的用途。同时，高校机械制图课堂仍主要采用两种教学方式。

一种是单纯板书的教学方式，这种教学方式的优点是能锻炼师生的手工作图能力，但课堂效率低。在此种教学方式中，教师可以使用实物模型来辅助教学，实物模型虽然有较好的直观教学效果，但存在模型体积大、重量大、携带不方便和不便及时更换的问题。

另一种是多媒体+板书的教学方式，此种方式仍主要只是简单地将计算机技术引入教学课堂，通过PPT课件展示机械制图的知识点，课堂效率有所提高，但PPT课件仍以文字及图片展示知识为主，很难形象动态展示机械零件的结构及视图表达。

在计算机技术飞速发展的今天，出现许多计算机辅助设计制造软件，如Pro/E、UG、SolidWorks等，合理地将这些软件引入传统的机械制图课堂，会有效提高机械制图课堂教学效率，增强教学效果。

2 引入项目式教学法，构建机械制图课程内容新结构

目前，高校机械制图课程内容结构偏向于学科体系，按照循序渐进的方式以章节顺序进行排序，具体情况如下[1]。

第一章：制图基本知识和技能，内容包括机械制图国家标准的基本规定、平面图形的尺寸分析和画法等。

第二章：投影基础，内容包括投影的基本知识、三视图、立体的表面交线等。

第三章：组合体，内容包括组合体的画法、组合体的尺寸标注、读组合体视图等。

第四章：机件的表达方法，内容包括视图、剖视图、断面图、其他表达方法等。

第五章：标准件与常用件，内容包括螺纹及螺纹紧固

件、键连接与销连接、齿轮等。

第六章：零件图，内容包括零件图的视图表达、零件图的尺寸标注、零件图的技术要求、各类典型零件图等。

第七章：装配图，内容包括装配图的表达方法、读装配图和拆画零件图等。

在引入项目式教学法后，新的课程内容将打破传统的课程结构，通过一系列与工作岗位相关的具体项目来建立项目化的课程结构，这些项目通常就是典型零件、典型产品，并将工作化的学习任务转换成课程内容。课程内容按照如下顺序进行编排。

项目一：吊钩、扳手等典型平面图形。任务1：学习国家标准。任务2：几何作图方法。任务3：绘制吊钩、扳手平面图形。

项目二：一般零件的三视图。任务1：学习正投影法及三视图。任务2：画机座的三视图。任务3：画轴承座的三

视图。

项目三：轴套类零件图。任务1：读并绘制齿轮轴零件图。任务2：读并绘制套圈零件图。

项目四：盘盖类零件图。任务1：读并绘制端盖零件图。任务2：读并绘制法兰盘零件图。

项目五：支架类零件图。任务1：读并绘制拔叉零件图。任务2：读并绘制摇臂零件图。

项目六：箱体类零件图。任务1：读并绘制泵体零件图。任务2：读并绘制铣刀头座体零件图。

项目七：装配图。任务1：读并绘制联轴器的装配图。任务2：读并绘制螺旋千斤顶的装配图。任务3：读并绘制减速器的装配图。

学生在完成项目一和项目二的过程中，将掌握学科体系中对应的第一章、第二章和第三章的知识；在完成项目三到项目六的过程中，将掌握学科体系中对应的第四章、第五章和第六章的知识；在完成项目七的过程中，将掌握学科体系中对应的第七章的知识。项目式教学是以项目任务来驱动和展开教学进程的教学模式，在教学过程中，学生直接面对的是与工作相关的具体的项目，通过理论知识和实践知识的学习以完成工作化的项目任务，能清楚认识机械制图课程在今后工作中的用途，从而极大地提高学习兴趣和职业能力，实现学校与企业之间的无缝对接。

3 引入计算机辅助设计软件，提高机械制图课堂教学效率，增强教学效果

Pro/E是一款使用广泛的计算机辅助设计软件，其常被应用于机械产品的三维设计与制造，能形象表现机械零件的结构及机器的装配与组成。现通过举例来阐述其能在机械制图课堂上发挥的作用。

“相贯线”是机械制图投影基础一章的难点教学内容。在教学过程中，教师可以充分利用Pro/E软件的三维建模功能动态显示相贯线的形成、形状及变化，让学生形象地了解相贯线的形成，充分理解相贯线的性质。如在讲解两圆柱相交时，教师可以通过Pro/E软件演示两圆柱正交及偏交时相贯线的形状变化，还可以通过修改两相交圆柱的直径，让学生观察两圆柱直径变化对相贯线弯度及弯曲方向的影响（如图1所示），从而让学生在探索和发现的过程中掌握相贯线的形成规律[2]。

“组合体的三视图”是机械制图教学的一个重点教学内容，是学生进入复杂零件图学习的基础。在讲解这部分内容时需要先展示给学生一个组合体，若以挂图或静态图片的方式来展示，则需要多张图片才可能让他们看清楚组合体的结构，而且还存在当组合体结构复杂时，多个图片仍难以表达清楚组合体结构的情况。若通过Pro/E三维设计图来展示，则会达到意想不到的效果。Pro/E可对组合体零件进行各方位的展示（如图2所示），这样学生就能看清楚组合体各方位的结构。

除此以外，还可以通过改变Pro/E图形的特征显示数量来展示组合体的组成结构，如图3所示。

在形成组合体的三视图时，可以通过改变Pro/E图形的看图方向和显示效果，来形象动态地告知学生组合体三视图的形成过程，如图4所示。

而且Pro/E是智能的计算机辅助设计软件，其基于特征的实体参数化设计，能做到随意更改草图，从而改变模型结构。在组合体的教学过程中，教师可以针对不同的教学目标实时地调整模型结构，进而实现自己的教学目的。

所以，结合Pro/E的三维建模来讲解组合体、零件图的教学内容，可以让学生对组合体、零件图结构的认识不再是停留在脑海中，而是真实动态地展现在眼前。该效果甚至比看实物模型更生动、更有趣，是调动学生学习主动性的一种行之有效的手段。如此一来，不仅促进了学生读图、画图的能力，还发展了学生的空间想象能力，培养了他们的创新思维能力。

“装配图”是机械制图的一个重难点教学内容，对于初次接触装配图的学生来说，往往很难读懂装配图，特别是对装配图由哪些零件构成、各零件的具体形状以及各零件之间的装配关系想象不清楚。Pro/E的组件模块可以将一个机器的各个零件按一定的装配关系一一组装起来。通过教师在Pro/E中的组装演示教学，学生可以很清楚地了解装配图的组成零件、各零件的形状及零件与零件之间的装配关系，增强学生对装配图的感性认识，让学生感到学读装配图不再是那种空想、纸上谈兵式的学习，学习积极性大为提高，读图和识图能力得到明显提高。图5给出的是Pro/E对减速器的部分装配过程。

以上就Pro/E在机械制图教学中的应用通过部分举例进行了阐述，但其应用不仅限于此，其可贯穿于整个机械制图教学的始终。关于Pro/E在机械制图其他教学环节中的应用，此文就不再一一累述。

4 结语

在机械制图教学中引入项目式教学法，可以使学生在有目标的行动化学习中获取理论知识，积累实践知识。在教学过程中，学生直接面对的是与工作相关的具体的项目，能让学生清楚认识机械制图课程在今后工作中的用途，极大地提高学习兴趣和职业能力，实现学校与企业之间的无缝对接。将Pro/E等先进的计算机辅助设计软件引入传统机械制图课堂，可以使机械制图教学过程变得灵活多样、生动活泼，不但能激发学生的学习兴趣，提高教学效率，增强教学效果，而且能让学生在掌握基本理论知识的基础上熟悉现代的计算机辅助设计软件，适应现代企业的需要，打好学生就业的基石。当然，如何将传统教学方法与计算机辅助设计软件结合得更好，仍然是进一步深化教学改革，培养高素质人才的一个重要问题。

参考文献

[1]何兵，车林仙，易建，等.高职机械类专业机械制图教学改革的研究与实践[J].职业教育研究，2006（8）.

[2]赵利平.三维制图在高职机械类专业课教学中的应用[J].高教研究，2010（11）.