第一篇：proe在機械制圖立體化教學中的應用

Pro／E在《機械制圖》立體化教學中的應用

段家現’，黃燕鈞

(1．2．梧州學院，廣西梧州543002)【摘要】一方面從三維投影體系的構建、組合體的視圖分析、零件工程視圖的生成等方面入手，探討如何用Pro/E在機械制圖教學中強化三維設計思想。另一方面從基于網絡環境下的虛擬三維模型庫入手，探討Pro/E在虛擬模型庫的建立步驟和結構體系中的應用。應用結果表明Pro/E在機械制圖立體化教學中具有良好效果。【關鍵詞】Pro/E；立體化；三維建模；零件工程圖；虛擬模型庫

【中圖分類號】TP391 【文獻標識碼】A 【文章編號】 1673—8535(201 o)03—0057—05 1 引言

計算機信息技術的發展，促使產品的設計、制造進入了一個全新的時期。這不僅僅是設計工具的更新，更重要的是一場設計思想的革命。貫穿于現代工程設計、制造一體化全過程的是產品的計算機三維模型，二維投影圖不再是這一過程中所必需的文件。在這種大背景下，教學時間的有限性與知識增長的無限性之間的矛盾日益突出。

工程設計已進入到“三維設計”時代。這對機械制圖教學提出了更新的任務和更高的要求。不能只停留在二維表達階段，必須在教學思想中引入三維建模的工程設計思想，在教學環境上構建網絡及虛擬現實模型的立體教學環境。機械制圖課程的立體化教學改革一方面是圍繞如何將傳統的二維設計向基于幾何造型系統的三維設計的轉移展開的，將二維設計與三維設計有機結合：另一方面是基于網絡環境下構建虛擬三維模型庫，并能進行交互操作、跨平臺開放式的立體化教學系統。在立體化環境中進行二維和三維有機結合的教學，提高現代工程設計和表達能力，為后續課程及三維設計能力的培養奠定基礎。

Pro/E是一套具有CAD/CAM/CAE的機械自動化軟件，具備參數化設計、特征建構實體及單一數據庫等功能，完全可以實現概念設計---三維建模_---二維工程圖的產品設計流程。本文探討了Pro/E在機械制圖教學中三維建模和二維表達有機結合的幾點應用，研究了構建網絡環境下的虛擬模型的立體化教學系統的步驟和結構體系。經過了嘗試性的教學實踐，效果良好。Pro/E在三維建模與二維表達有機結合中的應用

以軸承座為例從三維投影體系的建立、零件的視圖表達、零件視圖分析、組件的虛擬裝配等方面入手，研究了Pro/E在機械制圖教學中引入三維工程設計思想的方法和途徑，確定Pro/E在機械制圖教學中將三維建模和二維表達有機結合的幾點應用。首先，應利用Pro/E提供的拉伸、旋轉、掃描、混合四個基本特征命令和孔、拔模、殼、筋、倒圓角、倒角六個工程特征命令快速有效地創建三維實體模型。2．1 三維投影體系的構建

建立軸承座的三維實體模型，根據零件視圖的放置要求，放置水平投影H面，正投影V面，側投影w面。通過拉伸曲面建立互相垂直的H、V、w投影面，用實體平面虛擬投影平面，如圖1所示。

三維立體模型在正投影面(V面)上的投影，用Pro/E繪圖命令中的“用邊”命令，將三維實體模型的輪廓線復制下來，即完成了投影圖的繪制，根據模型上輪廓線的可見性修改所繪投影圖線條的屬性，可見性輪廓線為粗實線，不可見輪廓線修改為虛線。圖2為完成后的三維立體模型的三面投影，當修改三維實體模型的形狀時，所對應的三視圖也隨著改變。2．2 組合體的形體分析

從形體的角度來看，都可認為零件是由一些基本幾何體組合而成，即所謂的組合體。“組合體”的教學既是前面所學點、線、面、基本幾何體、交線(截交線、相貫線、過渡線)等內容的綜合應用，又是后面學習機件形狀的表達方法、標準件和常用件的規定畫法以及零件圖等內容的基礎，具有承上啟下的作用，是培養學生畫圖讀圖能力的關鍵環節。組合體視圖部分，開始由投影表達轉為視圖表達。保證“組合體的視圖”的教學效果，對實現《機械制圖》課程的教學目的起著重要作用。(1)使用Pro/E進行實體建模，建立零件三維實體模型，如圖3。

(2)組合體視圖組合方式分析。組合體視圖組合方式的分析采用形體分析法，假想把組合體分解成若干個基本形體，分析各基本形體的形狀、并確定各組成部分的組合方式和相對位置關系，從而產生對整個形體的完整概念，使復雜的問題簡單化。組合體的組合方式往往是“疊加”與“切割”并存。

如圖3所示的軸承座，可以分解為圓柱I、支承板II、肋板III和底板上IV四部分，支承板II為棱柱，其前、后棱面與圓柱面相切，右端面與底板端面平齊；肋板III基本上為梯形棱柱，上部支承在圓柱I的下部，并與其外圓柱面相交，右側面靠在支承板的左端，下部立在底板IV的上表面；考慮切割后，I為空心圓柱體．在上方有一個小圓柱孔，與空心圓柱的內圓柱面相通；底板Iv是左端帶有兩個圓角的四棱柱。其上有四個小圓柱孔；整個組合體前后對稱。

(3)選擇主視圖，投影出三視圖。國標規定，機件向投影面投影所得的圖形稱為視圖。在三投影面體系中，正面投影稱為主視圖，水平投影稱為俯視圖，側面投影稱為左視圖。如圖5是該組合體在圖2所示位置時直接生成的二維工程圖。2．3 零件工程視圖的生成

運用Pro/E的drawing(繪圖)模塊可以將實體零件直接生成工程圖。在生成工程圖之前，用戶需要將系統默認的工程圖配置文件“prodetail．dtl” 中的選項按照我國的機械制圖國家標準進行設置并保存。并在“config．pro”配置文件中指定該工程圖配置文件。然后，Pro／E依據投影原理可生成工程圖樣，包括基本視圖、向視圖、斜視圖、各種剖視圖、局部放大圖、斷面圖、軸測圖等，對于常用的標題欄和表面粗糙度等符號可以通過format(格式)模塊建立模板文件，以備調用。在drawing下，移動主視圖時，其他兩視圖隨之一起進行相應的移動，而移動俯視圖時其只能相對于主視圖上下移動，移動左視圖時其只能相對于主視圖左右移動，這更加深了學生對三視圖的形成，以及“主、俯視圖長對正，主、左視圖高平齊，俯、左視圖寬相等”這一投影規律的理解，在教學中收到很好的教學效果。圖5為軸承座的三視圖，并將主視圖全剖，輔有軸測圖。

圖5 軸承座的二維工程圖 Pro/E在構建網絡環境下虛擬模型立體教學系統中的應用

建立基于網絡和虛擬現實的機械制圖模型庫，包括與現行教材配套模型,并可方便地適時擴充，模型庫中的三維模型造型逼真，控制靈活。該模型庫可在校園網上瀏覽，也可供學生單機使用。使用者可在瀏覽器中自由操縱模型從各個角度進行觀察并可控制模型的顯示效果。虛擬現實模型庫的建立，有望從根本上解決學生對模型的需求。

利用Pro/E和VRML(Visual Reality Modeling language)構建機械制圖模型庫，VRML是一種基于WWW、具有交互性的虛擬現實建模語言。它提供對三維世界及其內部基本對象的描述。是面向對象的一種高級語言，也是一種基于文本的語合一，并可以運行在多種平臺之上。

3．1 利用Pro/E和VRML建立模型庫的步驟

(1)根據零件的尺寸要求，利用Pro/E的基本特征、實體特征、曲面特征等進行三維建模，建立形象直觀的虛擬模型。

(2)若是裝配體，則利用Pro/E組件建模功能。建立虛擬裝配模型。

(3)在Pro/E中，將實體模型保存副本為VRML文件，即擴展名為．wrl的文件。(4)優化和編輯生成的VRML文件，提高模型在虛擬狀態下的示范效果。

(5)對動態零件和裝配體的VRML文件進行編輯，添加交互功能。對裝配體的部分運動零部件進行動態控制，分析零部件的運動規律，模擬該零部件在實際工作時的運動過程。

3．2 建立機械制圖模型庫的結構體系

根據教學需要和后續課程的要求，建立基礎模型庫、典型零件模型庫、部件模型庫三個模型庫。基礎模型庫主要配合工程制圖課程的理論教學，強化學生對本課程中的各種基本幾何體、組合體、截切體、相貫體、標準件和常用件的感性認識，提高課堂理論教學的效率和效果。圖6為虛擬模型庫的結構體系。

典型零件和部件模型庫包含工程制圖教材中涉及的機構和部件的功能、工作原理、工作過程及組成零件的裝配關系及拆裝過程。三維的效果和實時的動畫交互功能彌補了課堂教學的不足，是傳統教學的有益補充。

機械制圖的虛擬模型庫的建立，能極大地提高課堂教學效率。三維虛擬模型，色彩鮮艷，立體感強，可以動態演示、對剖視圖進行演示，還可以制成三維動畫，可以實現資源共享，多班學生可同時使用。使教學中的知識難點更加清晰、生動、形象。教師在課堂的動態教學中，可以針對不同的教學對象、教學要求調整現有的模型，按需求造型或按需求修改模型。這也有助于學生進行課后自主學習。Pro／E在機械制圖立體化教學中的實踐效果

把從三維到二維的思維方法引入教學中，可使學生更好地理解投影、建模理論，并形成三維的而不是二維的思維方式：將現代繪圖技術和設計思想融人教學中，使學生對機械制圖的立體化教學產生耳目一新的感覺，逐步培養其現代工程設計意識。基于網絡環境下，可以進行交互操作、跨平臺開放式的虛擬三維模型庫。為學生提供了大量模型素材，滿足了學生在學習過程中對模型的需要，極大提高學生學習和積極性和學習效果。

教學實踐證明，Pro／E軟件在教學中的應用，既加大了課程的信息量，又可以提高學生對本課程內容的理解與掌握，鍛煉學生解決實際問題的能力，同時也極大地調動了學生學習專業課的積極性和創造性，對學生形象思維和創新思維的培養、審美能力和心理素質的提高發揮特殊的作用。

把Pro/E軟件應用在工程制圖CAI中，是Pro/E軟件的一個創新應用，這樣可以形象逼真地反映組合體的投影和投影分析；相關的截交線、相貫線的形成，并可以迅速快捷的把機械制圖中的相關知識表達出來，從而改變了機械制圖教學中的呆板、枯燥乏味，能夠很好地調動學生的學習興趣，并且有利于學生迅速掌握機械制圖相關知識和技能。同時，加深學生對Pro/E的了解，有助于他們的Pro/E三維建模設計制造能力的培養。

通過Pro/E造型技術的學習，學生的畫圖、讀圖能力得到明顯提高，并為后續專業課程的學習打下堅實的基礎。Pro/E簡單方便的操作，靈活的裝配、拆卸過程，大大加深了學生對裝配體的理解，加強了單位空間的概念，更主要的是培養學生有工程設計的意識，以適應社會、科技和知識經濟時代對高素質人才培養的需要。

Pr0/E三維參數化造型軟件提供了強大的參數化特征造型功能，尺寸驅動功能實現了相同類型不同系列模型的生成，基于其族表技術提出的建立參數化模型庫的方法無需編程，工作量小。

借助Pro／E虛擬模型的幫助，可以將課程中一些重點問題如：截交體、相貫體、組合體、剖視圖等內容清晰、生動、形象地展示在學生面前，使難點變得容易理解。從而增強了學生的感性認識，增加了所獲得的信息量。同時，學生可以通過網上瀏覽，進行自主性的學習和復習，在提高自學能力的同時開闊了解題思路，同時培養和發展了他們的觀察力和想象力，使得他們能夠更快、更好地掌握這門實踐性很強的課程。

第二篇：ProE軟件在中職機械制圖教學中的應用

ProE軟件在中職機械制圖教學中的應用

【摘 要】 本文就中職學校機械制圖的教學現狀進行分析，以實體表面截交線和相貫線、組合體三視圖以及剖視圖等機械制圖的教學內容為例，介紹了Pro/E軟件在機械制圖教學中的應用，認為通過應用Pro/E軟件可以直觀地演示各項教學內容，幫助學生建立三維空間想象力，激發學習興趣，提升教學效果。

【關鍵詞】 Pro/E軟件；中職；機械制圖；教學應用

Pro/E軟件在機械三維造型領域占有重要的地位，它作為機械專業領域的集成軟件，得到了行業的認可和推廣，是當今最成功的機械軟件之一。Pro/E軟件采用了模塊化的方式，可分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、工程圖繪制、鈑金設計等，保證用戶可根據自己的需要進行選擇使用。而機械制圖是機械類專業的專業技術基礎課，目的在培養學生的空間思維能力和想象能力，這也是本課程的重點和難點，是培養學生讀圖和繪圖能力的基礎。由于中職學生缺乏實踐經驗，及對機械產品零部件結構的感性認識，導致學習起來比較吃力。本人從事機械制圖教學多年，在實踐過程中，對該課程的教學現狀進行了分析和反思，摸索使用Pro/E軟件建立三維模型，以立體的、著色的畫面來表達立體模型和零部件，同時運用現代化的多媒體教學手段，將其呈現在學生面前，很好地達到制圖課程的教學目的，教學效果有了明顯提升。

一、中職機械制圖教學現狀分析

機械制圖課是中職學校機械、數控類專業的主要技術基礎課，它對于培養中職學生的空間想象能力、識讀和繪圖能力等具有重要意義。該門課掌握的好壞直接關系到中職學生畢業后能否適應相關專業工作。然而，這門課程相對于中職學生來說卻比較抽象難懂，缺乏空間想象力，導致學生產生厭學、畏學的情緒。為了增強教學效果，教師常常采用實物、模型和掛圖來輔助教學，幫助學生理解所學知識。教學效果雖有所改善，但仍不能完全滿足機械制圖教學的需要。這是因為，掛圖展示只能是平面的、單一方位的，內部的很多結構都得不到展示；模型或實物教學固然有很好的直觀教學效果，但由于其體積大，重量也大，不僅攜帶不方便，而且數量有限，不能表達所有的形狀。最終導致教師講解空洞，學生理解費勁的局面。

二、Pro/E軟件在機械制圖教學中的應用

隨著三維設計軟件的興起，采用三維設計軟件輔助機械制圖教學成了一個很好的選擇。目前，在機械專業領域，出現了許多優秀的三維設計軟件，Pro/E軟件是其中具有代表性的，應用較為廣泛的一個軟件。利用Pro/E三維設計軟件，可以對零部件進行動態的、多角度的三維實體演示，能夠將它們的外部形狀和內部結構充分地表達出來。教學因此變得更加直觀、立體和生動，這樣有助于學生理解和掌握所學知識，便于學生空間想象能力的培養，同時幫助學生重樹信心，激發學生更大的學習熱情。通過Pro/E軟件這個橋梁，學生能很好地將二維圖紙和三維實體緊密地聯系在一起，這樣有助于學生識圖能力的培養，也為日后掌握工件的表達方法奠定基礎。

Pro/E是功能強大的三維設計軟件，它的建模功能十分強大，用參數化設計，是基于特征的實體建模系統，可以任意勾畫草圖，容易改變模型。所以在教學過程中，我們可以隨時地、根據情況重新建立教學模型和改變教學模型，還可以針對不同水平的學生，對不同的教學目標調整模型，這樣就能夠起到減少教學成本、提升教學質量的目的。

三、Pro/E軟件在機械制圖課教學中的應用

1、在實體表面截交線與相貫線的應用

截交線和相貫線是機械制圖課中比較難想象的一部分。因為零部件都不是單一存在的，而是由一些平面切割立體、或者是兩個立體相交而成的。學生初識機械制圖，缺乏空間想象能力，難免感覺吃力。但是利用Pro/E軟件可以很方便地建立如圖1所示的三維模型，并且可以根據需要改變平面切割立體的位置，從而得到不同的截交線。在此過程中，學生可以很直觀、清楚地看出截交線的形成過程，幫助學生理解和掌握這部分知識，學生的學習興趣大增，繪制截交線的投影也變得容易，同時降低了教師講授的難度，教學效果有了明顯提高。

相貫線也是學習機械制圖的重點內容之一。典型應用案例則是兩圓柱正交所形成的相貫線，通過Pro/E軟件可以方便快捷地建立三維模型，并且根據需要改變或移動其中一個圓柱的大小或位置，從而得到不同的圓柱間的相貫線圖，學生就能很容易直觀地理解相貫線產生和繪制方法。

2、在組合體三視圖中的應用

讀圖是機械制圖課程的重要內容，中職機械、數控類專業旨在培養學生識讀機械圖樣的能力。而零件圖的識讀是我們中職學校學生必需掌握的知識，以后用人單位首先要考察的也是這方面的內容。組合體視圖是零件圖識讀的基礎，也是機械制圖的一個難點問題，但在以往的教學實踐中，我們往往感覺，由于缺乏一些模型，學生的想象力得不到開發，從而喪失學習的信心。然而，我們可以采用Pro/E三維軟件來繪制三維模型，讓三視圖與三維模型一一對照，學生一目了然，這樣多次重復，問題就迎刃而解了。

另外，對于一些已知兩個視圖補畫第三視圖或已知三個視圖，補畫其他視圖中的漏線這類較難的題目（如圖2所示），在理論講解的基礎上配合三維實體展示，教學效果更好。

3、在剖視圖中的應用

剖視圖是表示工件內部結構和形狀的常用方法，利用多種類型的剖視圖對工件進行正確的表達，是中職生學習機械制圖的難點之一。很多復雜零件的內部構造，對于中職生來說很難想象出來，學生根本不知道如何正確的選擇剖切方法及剖切平面的剖切位置，制圖時不清楚哪些部分被剖切平面剖切，哪些地方要畫剖面線。因此在授課過程中，教師用Pro/E軟件建立不同類型的剖視圖，從不同角度展示各種剖視圖，增強學生的空間想象能力，同時用三維模型的各種剖視與自己所畫的圖形做比較，查出問題，分析原因，積累經驗。這樣的教學方式可以激發學生的學習興趣，讓學生自覺參與到教學過程中來，成為課堂的主人。

4、建立Pro/E模型庫

工件的形狀都是非常復雜的，購買各種模型和掛圖也是不現實的。因此，本人在授課過程中，將課本和習題冊上涉及到的工件用Pro/E軟件建模，并生成相應的工程圖。這樣，既方便教師授課，又便于學生理解和掌握所學知識。隨著時間的增加，教師會不斷積累，將建立機械制圖Pro/E模型庫，上傳到學校教學資源庫平臺，讓廣大教師和學生方便使用，使其真正成為機械制圖實踐性教學的素材庫。

總之，在機械制圖教學中使用Pro/E軟件，可以在授課過程中對多項內容進行靈活、生動、真實地展示，讓學生直觀地解決機械制圖學習中遇到的空間想象、立體建模、零件裝配或拆卸等具體的問題。這樣學生不僅學會了知識，而且實現了教學互動，增加了課堂教學的趣味性，更重要的是激發了學生的學習興趣，培養了學生的創新能力，收到了良好的教學效果。

【參考文獻】

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第三篇：任務驅動教學法在《機械制圖》教學中的應用

任務驅動教學法在《機械制圖》教學中的應用

田有順

《機械制圖》是機械類專業的一門理論兼實踐性都很強的專業技術基礎課。課程的主要任務是培養具有一定的繪制和識讀機械圖樣的能力、空間想象和思維能力及繪圖的實際技能，能在工作崗位上從事業務范圍內的設計制圖工作。在《機械制圖》教學中我們要重視創新教學，把學生的創新能力和技術能力的培養作為教學的目標，要以能力本位、學生主體、任務訓練為原則進行教學設計，打造實踐課堂。

任務驅動教學法主要是以學生自主學習為中心，以課堂任務為驅動，教師加以引導的教學方式，此教學法真正體現了中職學生對素質教育的基本要求。因此“任務驅動”教學法就是適合這種實踐性和操作性都很強的課程，利于掌握實踐操作知識和技能，讓學生在課堂根據任務自己發現問題和解決問題，同時在這過程中把握知識，提高操作技能，使他們成為真正的課堂主人。

整個教學過程要做好這幾個過程：任務設計、任務實施和總結三個基本階段。現在以我在基本幾何體教學中畫正三棱錐的三視圖為例，談一下我對運用“任務驅動”式教學方法在《機械制圖》教學中的運用體會。

一、任務設計

1、分析教學任務，確定任務目標

教學內容：基本幾何體——棱錐的三視圖及其表面點的投影。這節內容是平面立體的典型代表，學好本節內容，有利于學生更好地掌握三視圖的投影規律，培養學生的空間思維和空間想象能力，提高學生的學習興趣，從而為下一步的學習打下了基礎。本節內容課時數設計為4課時。

重點和難點內容：棱錐（三棱錐為例）的三視圖畫法及其表面點的投影。

教學目標：使學生掌握平面立體——棱錐的三視畫法，并且能夠靈活運用輔助直線法及輔助平面法表達棱錐表面點的投影，同時要判斷其可見性。

2、分析學生特點，確定任務目標

學生剛接觸機械制圖，還處于接受新事物新鮮感上，教師在講解完新課知識的情況下，設置任務，讓學生接受任務并去完成任務，使他們獲得成就滿足感。

任務的解決有可能使學生更主動、更廣泛地激活原有的知識和經驗，來理解、分析并解決當前問題。問題的解決為新舊知識的銜接、拓展提供了理想的平臺，通過問題的解決來建構知識，這正是探索性學習的主要特征。

二、任務實施

1、任務的引導與演示

首先，教師講解的基本幾何體———三棱錐三視圖的畫法的有關知識，并演示作圖過程，重點講解如何用輔助直線法及輔助平面法畫出三棱錐表面點的三面投影的方法和步驟。

然后，提出要求學生要完成的任務（作業）。請全體同學畫出下圖三棱錐表面點的三面投影。并讓一名成績較好同學上講臺在黑板上演板，其他同學在自己座位上畫圖。

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2、任務的執行

這個過程是關鍵，教師要在這個過程中巡視全班，注意觀察所有同學完成任務的情況和進度，根據發現的問題，要及時作出啟發式的提醒，甚至要求個別較差的同學暫時停下來，參考一下在講臺上演板的同學的畫法，得到啟發后再去執行要完成的任務。

三、任務總結

1、作品展示、互評

學生完成任務后，首先讓同學們評價一下黑板上演板的同學完成的好壞，跟自己進行對照，老師對講臺上演板的同學完成的情況作出評價，并展示正確的解答。下面是用輔助直線法完成的三棱錐表面點的三面投影。

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ac'b'a“(b”)c"bsmc同時推薦優秀作品大家興賞，并讓大家想想自己的作品跟他們相比，好在哪里，不足在哪里，甚至錯在哪里。

2、教師總結

作品展示完了以后，大家心里都有數了，相信都會有一定的收獲的啟發。最后老師根據整個過程的實施和結果，總結知識點掌握的情況和這次任務存在的問題。

時代在發展，社會在進步。在中職教育教學中，我們要不斷探索新路子、新方法，以適應當今中職學生的新情況、新特點。在探索教學改革的浪潮中，機械制圖也面臨著傳統教育教學的改革。當今社會要求中職學生不僅要有操作熟練的技術，還需要有自主學習的潛力，任務驅動教學法正好符合這種探究式教學模式。任務驅動教學法給教師和學生的關系帶來了可喜的變化，也帶來了良好的教學效果。

第四篇：ProE軟件在機械原理課程教學中的應用

ProE軟件在機械原理課程教學中的應用

摘 要 利用Pro/E軟件的機構仿真分析功能分析平面連桿機構的傳動角、死點位置和急回特性。借此說明，將Pro/E的機構仿真分析功能應用于機械原理課程教學中，能增強學生的感性認識，提高學生學習興趣，取得較好的教學效果。

關鍵詞 Pro/E；機械原理課程；運動仿真；機構分析

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）10-0050-02

Application of Pro/E Software in Teaching of Mechanical Prin-ciple Course//YAN Xiaohei

Abstract The transmission function analysis for planar linkage angle，dead position and quick return characteristics by means of Pro/E software simulation.To explain，the Pro/E mechanism simulation analysis function applied in the teaching of mechanical principle course，can enhance students’ perceptual knowledge，improve stu-dents’ learning interest，and obtain good teaching effect.Key words Pro/E； mechanical principle course； motion simulation； mechanism analysis 引言

?C械原理是高等院校機械類專業的一門十分重要的主干技術課。通過本課程學習，使學生掌握有關機構與機器運動學的基本理論、基本方法和基本技能，為進一步學習機械類專業課打下良好的理論基礎，并培養學生綜合分析和解決工程實際問題的能力。其在機械類專業的課程體系中占有十分重要的地位。

對各種機構進行運動學分析是機械原理課程的重點核心內容，也是難點教學內容，若僅僅依靠板書或靜態PPT進行教學，會讓學生感覺太抽象，不好理解。Pro/E軟件中機構仿真模塊是一個集運動仿真和機構分析于一身的功能強大的模塊。利用該模塊對機構進行運動仿真和分析，能讓學生觀察機構的整體運動情況和各構件之間的相對運動，并輸出分析圖，進行定量分析，讓學生對機構形成非常直觀的感性認識，進而取得非常好的教學效果。Pro/E在機械原理教學中的應用：以平面連桿機構為例

平面連桿機構是機械原理課程介紹的第一類機構，學生對其理解得好壞，直接影響其對該課程的學習信心。該機構的傳動角、死點位置和急回特性難以理解，用Pro/E的機構仿真功能對其進行仿真分析，可以讓學生非常直觀地理解這幾個知識點[1]。

用Pro/E建立平面連桿機構模型 用Pro/E軟件創建一平面連桿機構中的曲柄搖桿機構，其由機架、曲柄、連桿和搖桿四部分組成，如圖1所示。設置機架長為150 mm、曲柄長50 mm、連桿長175 mm、搖桿長100 mm。將這些桿件以銷釘的方式裝配在一起，并在機構模塊為曲柄與機架的連接處定義一個伺服電動機，電動機轉速設置為60 deg/sec，運轉12秒。

用Pro/E分析機構的傳動角 傳動角γ是衡量平面機構傳動質量的重要參數。當機構運轉時，其傳動角大小是變化的，為了保證機構傳動良好，設計時通常應使γmin?R40o。

在曲柄搖桿機構中，當曲柄為主動件時，傳動角γ就等于連桿與搖桿之間的夾角（如圖1所示）。可利用Pro/E

的機構分析功能定量分析傳動角γ在機構運動過程中的變化情況[2]，具體步驟如下。

第一步，通過分析下拉菜單的測量角命令，為連桿和搖桿之間定義一個角分析特征。

第二步，通過右側工具欄“生成分析的測量結果”命令，選擇前一步生成的角分析特征為測量對象，測量其在曲柄運動2周的過程中，隨時間的變化情況，并生成測量結果，如圖2所示。

從曲線圖可直觀看出其γmin?Q30o，不滿足機構傳動設計要求γmin?R40o。

現將機構的連桿長度由175 mm變更為150 mm，重復以上測量操作，得到如圖3所示測量結果，此時γmin?R40o，達到機構傳動設計要求。

通過以上過程，可以讓學生直觀觀察傳動角在機構運動中的變化情況及桿長變化對傳動角的影響，同時讓學生形成優化機構的意識。

用Pro/E分析機構的死點位置 死點位置是傳動角為零，驅動力對從動件的有效回轉力矩為零的位置，也是從動件與連桿共線的位置。

曲柄搖桿機構中，曲柄為主動件時，機構無死點位置。當取搖桿為主動件時，單擊工具命令“拖動元件”，再選中搖桿，移動鼠標，可控制機構運動；可當機構處于如圖4所示的兩個位置時，機構無法繼續移動，說明機構處于死點位置。此時連桿與曲柄位于一條直線上，傳動角為0。

用Pro/E分析機構的急回特性 急回特性是指平面連桿機構中從動件的回程平均速度大于工作行程的平均速度的特性。曲柄搖桿機構就具備這一特性。利用Pro/E的機構分析功能分析搖桿頂點的速度，可讓學生更好地理解這種特性。在“分析測量的結果”命令中新建測量對象，設置搖桿頂點的速度為測量對象，測量其在機構運動過程中的變化情況，并生成測量結果，如圖5所示。由圖可知，當曲柄做勻速轉動時，搖桿做變速運動，并且搖桿的行程和回程段速度區別顯著，回程段的平均速度明顯高于行程段的平均速度，直觀地表現了該機構的急回特性。結語

Pro/E軟件的機構仿真分析功能可形象清晰地將平面連桿機構的運動狀態、傳動角變化、死點位置及急回特性展示在學生面前，使學生獲得對平面連桿機構特性的感性認識，取得較好的教學效果。此法可同樣應用于機械原理課程其他機構（如凸輪機構、齒輪機構等）的教學中。Pro/E軟件與機械原理課程的有機結合，可增強學生的感性認識，提高學生的學習興趣，優化教學效果。

參考文獻

[1]董亞峰，程鵬飛，黃莉.ProE運動仿真功能在實驗教學中的應用[J].山西農業大學學報：社會科學版，2007（S1）：

74-75.[2]吳昊.基于ProE的四鉸鏈曲柄滑塊機構運動分析[J].湖北工程學院學報，2014（3）：121-123.

第五篇：任務驅動教學法在機械制圖課中的應用

任務驅動教學法在機械制圖課中的應用

摘 要：機械制圖是中級技術學校機械加工類專業一門重要的技術基礎課，著重培養學生的空間想象能力和思維能力。只有學好這門“工程語言 ”，學生才能運用機械制圖的基本知識學好后續專業課程。筆者結合教學實踐，以基本幾何體中正六棱柱的三視圖為例，著重介紹任務驅動教學法在機械制圖教學中的應用。

關鍵詞：任務驅動教學法 機械制圖 三視圖

傳統的機械制圖教學以傳授知識為主，教師講授，學生練習，講授的知識點多、細、難，不能充分調動學生的學習主動性，學生的學習能力得不到鍛煉，而任務驅動教學方法能很好地彌補傳統教學的不足。

所謂“任務驅動”就是在學習的過程中以任務為主線、教師為主導、學生為主體，改變了以往“教師講，學生聽”，以教定學的被動教學模式，創造了以學定教、學生主動參與、自主協作、探索創新的新型學習模式。整個教學過程可以分為任務設計、任務實施和任務評價三個階段。筆者以基本幾何體中正六棱柱的三視圖為例，介紹任務驅動教學法在機械制圖課程中的應用。

一、任務設計

1.分析教學內容，明確任務目標

教學內容：基本幾何體中正六棱柱三視圖的學習，包括正六棱柱三視圖的畫法及尺寸標注。

能力目標：能夠正確繪制正六棱柱的三視圖及標注尺寸。

任務目標：通過完成任務，達到能力目標和知識目標的結合，實現理論和實踐的統一。

2.根據學生特點及知識儲備，確定任務項目

學生已經學習了三視圖的投影規律及物體上頂點、棱線、表面的投影，有了一定的知識儲備。此外，正六棱柱的形體結構比較簡單、常見、易懂，因此，教師要抓住機會，讓學生接受任務、完成任務，以滿足其成就感和求知欲。在教學時，學生對于基本幾何體并不陌生，教師要理清步驟，讓學生按照步驟一步步完成。

3.確定具體任務目標

任務1：課前制作正六棱柱，加深學生對正六棱柱形體結構的認識。

任務2：分析正六棱柱結構特點。

任務3：正確繪制正六棱柱的三視圖。

任務4：在三視圖正確地標注正六棱柱的尺寸。

二、任務實施

1.任務引導

課前展示正六棱柱的制作過程，學生在課前完成制作。教師在課上根據學生制作的模型來講解正六棱柱的概念，結合學生初中學過的有關知識，啟發學生分析在日常生活中和生產實習中見過哪些外形是六棱柱的物體，或含有六棱柱結構的物體。利用模型引導學生分析正六棱柱的結構特點，即：兩底面是全等的正六邊形；六個側面是全等的矩形，且都與底面垂直；六條棱線等高，且與底面垂直。在分析時，教師要起到引導作用，采用對學生分組指導和小組合作學習，注重師生互動和生生互動，通過課堂任務，突破難點、重點。在操作的過程中，學生難免會出現這樣那樣的錯誤，但這些錯誤會讓學生的探索更加深入，此時，教師要提出問題引導學生主動學習。

2.任務演示

教師合理擺放正六棱柱模型，啟發學生思考圍成正六棱柱的各個平面的種類名稱，引導學生對照模型分析正六棱柱的三視圖，要注意分析兩個底面和六個側面的投影，特別注意分析形體上的投影面垂直面的投影。分析時要結合前面所學過的物體棱線的投影和物體表面投影的有關知識，達到溫故知新的目的。最后，學生動手嘗試三視圖的草圖繪制。

3.任務執行

演示結束后，學生分組討論并根據演示來進行三視圖的繪制及標注尺寸，尤其注意左視圖和俯視圖要符合寬相等的投影規律。以往學生繪制時往往使其寬度等于主視圖的“長”，教師要給予正確引導，讓學生分析出長和寬，即：長等于正六邊形的對角距，寬等于對邊距，兩者是不相等的。教師要特別強調，防止學生出現錯誤。

三、任務評價

學生完成任務后，教師把學生的作品進行展示，推薦優秀的繪制圖形讓大家欣賞，并請學生分析自己的不足。最后，教師根據整個過程的實施和結果，總結該次課程中知識點的掌握情況、學生自主學習、小組學習情況及在整個實踐過程中普遍存在的問題。該次課程雖然內容簡單，卻是任務驅動教學方法的一次很好的嘗試。

總之，任務驅動對學生而言是一種有效的學習方法；對教師而言是建構主義教學理論基礎上的教學方法。它改變了傳統的教與學的結構，使學生真正成為學習的主體，有助于形成“教、學、做”一體化的教學模式，使理論知識的學習與實際操作的訓練相結合，學生的操作技能、識圖能力都能得到一定的提高。

參考文獻：

[1]谷江南.AutoCAD與機械制圖融合式教學的探討[J].職教論壇，2010（23）.[2]董火琴.淺議任務驅動法在“機械制圖”教學中的應用[J].科教文匯，2010（10）.[3]郭巖.以任務驅動的項目教學法探析[J].西北職教，2007（10）.[4]秦和鳴.教育學淺論[M].上海：教育出版社，1981.（作者單位：河北省廊坊市高級技工學校）