SolidWorks设计软件在专业教学过程中的应用和探索

肖舫+丁海波

摘 要：SolidWorks设计软件应用于《机械制图》课程教学可以很好地解决教学模型数量少、不便携带等问题，同时还可以促成这门课程教学方法的改进。通过该软件的教学应用，教师在授课中可以充分兼顾学生学习上的个性不同，调动学生的学习积极性和创新兴趣。初步的教学实践证明，SolidWorks设计软件应用于《机械制图》课程教学是可行的、效果是良好的，而且在其它专业课程教学中还有进一步借鉴和拓展的空间。

关键词：SolidWorks设计软件；《机械制图》课程；教学模型

中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2016）18-0041-03

高职院校为适应企业对技术人员素质的需求，在教学过程中十分强调理论和实际一体化的教学模式。而高职学生的特点，需要在教学过程中更强调教学内容的直观性和实践性，但实际上教学投入、教学课时限制、教学内容单一和陈旧等问题的解决与突破一直是专业教学改革的重点。

SolidWorks设计软件是一款功能强大、易学易用，主要应用于机械工程的优秀设计工具软件。它的应用主体是企业。将SolidWorks设计软件应用于教学，进行进一步开发和实践就是我们在专业教学改革上的新思路之一。

一、《机械制图》课程教学过程中遇到的问题及解决问题的初步尝试

《机械制图》虽然是一门“古老”传统课程，这门课程对于机械工程领域而言是重要的基础课程。然而想要真正教好这门课，确实是件不容易的事，学生要学好这门课必须进行大量的观察、思考和练习。《机械制图》课程教学地点通常是普通教室，在教学过程中突出的问题是教学模型数量太少，模型体积太大携带不便，示教视角很难兼顾到所有的学生，而且学生学习的过程很被动。

为达到更好的教与学目标，教学改革是首当其冲的事。2008年笔者教授《机械制图》课，课程中的难点和重点是培养和训练学生大脑对于实体二维与三维的思维转换以及正确的表达，所以每个学生非常有必要对模型进行大量的、反复的、仔细的、长时间的并且具有个性化的观察、分析和讨论。

基于以上情况，我们把SolidWorks设计软件应用于《机械制图》教学，从教学效果和学生的评价来看，虽然授课地点是配有投影仪的普通教室，学生在学习过程中缺少了一些主动性，但是这个初步的探索是成功的，这一条路是值得走下去的。

2011年笔者开设《基于SolidWorks机械结构设计》课程，有机会同时教授《基于SolidWorks机械结构设计》和《机械制图》两门课程，而且授课地点都是多媒体教室。这为进一步在专业基础课教学中应用SolidWorks软件工具的改革和实践创造了极为有利的条件，并且取得了非常好的教学效果，同时也获得了十分珍贵的教学实践经验。

二、对教学中遇到的问题和解决方法进一步分析和讨论

1. 对于实体进行二维、三维的思维转换及正确的表达训练

通过对实体模型的空间想象以及不同角度观察的结果，用机械制图规定的方式进行二维的图形表达，这叫做三维转换二维的思维训练。利用机械制图规定的方式对空间实体的二维图形表达进行想象，在大脑里形成该实体的空间形状，这叫做二维转换三维的思维训练。前者主要对应于机械工程设计的基础，因为工程师在设计某一个零件时首先应该想象出它的空间结构并且在设计图上正确地表达出来。后者是消化技术资料和学习研究的基础，因为工程师要看懂一个零件设计图首先要根据以二维方式表达的设计图想象出零件的空间结构。在《机械制图》教学中对学生进行三维和二维概念转换的训练应该在正反两个方面同时进行，相互促进循序渐进。三维和二维概念在大脑中的互为转换就像是一门“功夫”，必须要经过大量艰苦的训练才能熟练掌握。由于这种训练既有三维的直观性，又有二维的抽象性和关联性，所以上好这门课必须依赖于实体模型库来配合教学。

2.示教模型应用中存在的问题

示教模型与真正零件之间的关系应该是一个由简单到复杂、由理想到实际逐渐过渡的过程，这个过程在学习中是漫长的、艰难的。这个“逐渐过渡的过程”通常需要数百个模型才能满足，然而在通常的教学过程中这是办不到的。

一般在教学中使用的是数十件一套的木质或塑料模型，这种传统的教学方法虽然“看得见、摸得着”立体感强，但是数十件模型摆在教室里已经是一大堆了，何况数百件呢？同一种模型学生每人一件去观察、研究又如何能办到呢？所以传统的教学方法存在的问题是：由于模型体积与数量的矛盾，使示教模型在教学过程中的使用数量与实际需要相去甚远，而且存在课堂上众学生盯着一个模型看或者大家传看模型的情况，导致学习效率低且无法兼顾学生接受能力的差异。

另外，现在市面上出售的成套教学模型都集中于简单的基本空间体，也就是说在教学的初期还有模型可用，以后就难免会出现空洞化的问题，从而导致学生学习《机械制图》课程时出现难学、学得慢、似懂非懂、专业基础不牢固的问题。由此可见，传统教具制约了教学方法的改革，教具的问题成为了瓶颈。鉴于《机械制图》这门课程的重要性以及教学任务重、时间紧的情况，如何通过创新来解决模型的问题，已经变成了当务之急。

3.教学中解决共性问题和解决个性问题的辩证统一

解决共性问题始终是教学改革的重点，但是在一定程度上共性和个性则相互矛盾。如果要进一步提高教学效果和教学效率，就必须在这一对矛盾的调和及解决上有所突破，就需要进一步强化教学过程中对于学生个性差异的兼顾；强化学生在学习过程中的主动性、创新性和成就感；强化学生学习方法和知识的拓展。由于单一使用实物模型传统教学手段的长期存在，从而使上述问题的解决难以实现突破。

4. SolidWorks设计软件在教学中应用的可行性

SolidWorks设计软件以及多媒体教室在《机械制图》教学过程中的有效应用，提供了一个解决问题的基本思路和条件。这个思路就是以SolidWorks设计软件来解决模型的问题，以多媒体教室解决个性化教学作为切入点，并由此派生出在《机械制图》课程教学方法上的改革。基于SolidWorks设计软件具有自由建模而且立体效果极强、自由旋转观察、多视向定向观察、实体显示样式的多样化、实体任意剖切、实体三视图自动生成、虚拟装配和动画生成、虚拟运行等功能，使之在专业教学过程中进行二次开发应用成为可能。

2.基于微信公众平台的碎片化知识针对性强，但是却缺乏适用性

微信公众平台根据我们的兴趣推送了相应的学习内容之后，这种内容很符合我们的需求，但是却缺乏实际情境的验证。它仅仅是一种问题的单一解决方法，如果迁移到其他情境中就无法适用。比如：我们在学习操作性的知识时，它是必须要结合实践进行的，而碎片化知识只能知道问题解决的方法，却不知道问题的原因，在实际解决时，我们又不知道怎样办。

3.微信公众平台缺乏多样的交互

虽然微信公众平台可以根据关键词进行回复，但是这种回复是不是学习者想要的答案或者对学习者有没有用处，这些都是未知的。另一方面，微信公众号在推送了相应的学习内容之后，学习者是否有效地阅读，或者学习者在阅读了相应的学习内容之后，无法直接进行提问，也得不到针对性的解答。

五、思考与建议

微信公众平台在为碎片化学习提供支持之外，也存在一些问题。但是并不能因为存在问题我们就要拒绝这些碎片化知识。因此怎样把这些碎片化知识建构到自己的知识体系，与已有知识之间建立联系就显得至关重要。

1.建立碎片化学习体系是基础

我们在接受碎片化知识时除了要系统地学习、思考、分析之外，最重要的是找到一个自己感兴趣的知识点，以此为根节点，不断扩充其分支。也就是说要建立一个系统的知识体系。或者将这些知识点纳入到自己已有的知识体系中，找到它们之间的联系。

2.“思维导图”就是一种将放射性碎片化思考具体化的方法

研究表明，思维导图的建立有利于人们对其思考的问题进行全方位和系统的描述与分析。同时它又是灵活的，个性化的，具有无限的发展性的，这些特点非常符合碎片化学习的特征，因此对于碎片化思考具体化它是一个很有效的方法，同时，它有助于提高学习者的学习能力，有助于一个学习者真正实现终身学习的目标。现在随着移动技术的发展，手机端也有很多使用方便的软件，比如：极品思维导图、思维简图等等，它们可以结合微信公众号进行使用。

3.检验和输出是完善碎片化学习知识体系最关键的环节

在建立相应的知识体系之后，并不是所有的碎片化知识都能纳入其中，我们需要对这些知识进行检验，也就是说，我们要弄清楚它与已有知识之间的联系，如果联系不大或者它根本没有价值，我们要果断舍弃。而对于输出，即碎片化知识的巩固和迁移，其中最简单的方法就是，可以将碎片化知识进行转述给其他人，或者将借助一些外部工具做笔记，建立思维导图等等。

碎片化学习作为非正式学习的一种，它不仅仅只可以通过微信公众平台获得，还有很多其他途径，但是它的特点和利弊都普遍存在，我们一定要理性辩证地思考它的利弊，合理检验与输出，从而真正实现随时随地的碎片化学习。

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[6]张志辉，彭立，王宏艳，公海霞.基于微信的非正式学习的应用研究[J].软件导刊.2015（7）.（编辑：郭桂真）