關于三維軟件ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的教學建議

摘 要：鑒于SolidWorks軟件的強大功能和工程實際中的廣泛應用，本文對SolidWorks軟件的教學提出一些建議，以期對SolidWorks的學習和研究提供幫助。

關鍵詞：SolidWorks 教學 繪圖原理

隨著計算機技術的發展，和機械設計相結合的軟件功能越來越強大，工程應用的范圍也越來越廣，工程設計已經發展到了全數字化階段，因此，對于工程院校的從事機械設計的高校畢業生來說，熟練掌握一門三維機械CAD/CAM軟件是十分重要的。

目前，這類CAD軟件主要可以分為三類：一是高端CAD/CAM，如法國Dasssault Systemes公司的CATIA，美國EDS/Unigraghics公司的I-DEAS；二是中端如SolidWorks，Solidedge以及Autodesk公司的MDT和Intentor；三是低端CAD/CAM，如Autodesk公司的AutoCAD。中端CAD/CAM系統的SolidWorks一般對計算機硬件要求相對于高端CAD/CAM系統的軟件要低，而且相對于低端CAD/CAM系統功能要強大很多，故SolidWorks在工程院校教學中被廣泛采用，而且在工程實際中也有著十分廣泛的應用。SolidWorks是基于Windows平臺的優秀三維軟件，采用參數化和特征造型技術，能方便、快捷地創建任何復雜形狀的實體，而且可以通過參數驅動對實體尺寸的修改；SolidWorks設計思路十分清楚，設計理念也容易理解，零件、工程圖和裝配圖是SolidWorks互相關聯的核心部分［１，２］。

相對于機械制圖等課程，SolidWorks是一門剛剛登上大學校堂的新開課程，如何上好這門課？使如何學生在最短的時間內熟練的操作軟件、理解SolidWorks的設計方法和建模理論？這些都很有討論的必要，鑒于此，筆者總結實際課堂建學經驗，提出如下建議，供同行參考和指正。

1. 合理分配多媒體教學時間和上機指導時間

三維軟件一般都是操作性軟件，需要大量的練習和熟悉軟件的環節，SolidWorks也不例外，學生能夠聽得懂，但是很容易遺忘，故應該合理地安排時間。筆者認為上一次多媒體課就上一次上機課比較好，且中間相隔的時間不要太長，條件允許的話，最好連上，多媒體教學完成之后即進行上機實際操作，正好是一個上午或是一個下午的時間。上機時應該安排教師輔導，及時為學生解決學生使用SolidWorks軟件存在的問題。一次上機安排的人數不可過多，以免教師顧及不暇，對于大機房最好安排兩到三名教師。

2. 合理安排教學內容

SolidWorks包括草圖繪制、特征命令、工程圖制作、零件裝配、曲線繪制、曲面繪制、模具設計、零件的COSMOS有限元分析和SolidWorks的二次開發等內容，鑒于SolidWorks軟件的強大功能和工程實際應用價值，要求教師在教學過程不僅僅是解釋軟件菜單與功能，使學生迅速入門，而且要介紹SolidWorks建模原理、設計思想和有限元分析等工程緊密相結合的內容。

3. 合理規劃講述繪制步驟和繪制原理

首先，對于SolidWorks軟件來說，繪圖步驟不僅是關系繪制的簡化與否的問題，而且SolidWorks的特征數也反映了零件或者部件的設計是否合理的問題。如果按照你的繪制步驟比較簡單，而且能夠和該機械零件或者部件制造過程一致的話，就說明你的繪制過程比較合理。

其次，SolidWorks的零件或者部件的繪制原理也應該向學生介紹清楚，而不僅僅是單純的說明繪圖步驟或設計過程，這樣做，有利于學生知其然并知其所以然，根據SolidWorks的繪制原理自己能夠設計出新的好看的工業設計樣品。比如圖1，這是SolidWorks中一個線形隨行陣列的例子，但是這個三維圖形不僅有線形尺寸的變化，而且有角度方面尺寸的變化，如何通過線形尺寸的變化來控制角度尺寸的變化呢？我們可以連接尺寸的方法，如圖2，將直線1通過幾何關系定義在水平位置，可見弧度尺寸A可以控制直線2的幾何位置，即改變弧度尺寸A可以使直線2沿圓心轉動。在直線2和直線3、直線4設置為共線，并定義直線2和直線3的長度，因此，通過改變直線4的定義尺寸就可以使直線2、直線3和直線4的總長發生變化。最好將直線4的長度尺寸和弧度尺寸A連接起來，既令二者的尺寸數值始終相等，這樣只需改變直線4的長度尺寸，就可以達到讓圖1中的桿子在伸長的過程中同時轉動。這就是隨行陣列的原理，實際教學一定要交待清楚，為鞏固教學成果，可以讓學生思考圖3和圖4的建模方法，其陣列是如何通過草圖來控制［３］。

4. 充分發揮三維軟件的優勢，提高學生學習軟件的興趣。

三維軟件的最大優勢在于形象性，學生能夠直觀的觀測零部件的形狀，通過三維裝配和運動仿真能夠清楚地表達出一個實際的機械系統的運動情況，并且能夠輸出機械零件的運動曲線，能夠加深對所學的機械原理和機械設計課程的理解，由于這一操作演示非常形象和生動，學生非常有興趣，教師應該多用富有激情的教學語言，充分調動學生的積極性。尤其當學生對某一步有疑問，要充分找住這一機會，積極和學生們互動，這樣必定能夠達到良好的教學效果。比如，在機械制圖中的組合體的相關線問題［４］，在SolidWorks中來表達就比較直觀和形象，學生能夠很快接受。

綜上所述，教師注意以上幾點，在教學中不斷探索，勇于創新，針對三維軟件SolidWorks的自身特點，找出教學過程的規律性的東西，注意總結教學經驗，一定能夠讓學生充分的理解課程內容，達到學生能夠通過SolidWorks進行三維造型設計并能夠進行簡單的有限元分析和機械零部件的運動仿真的教學目的，為本科生的畢業設計提供另外一種參考方法，真正做到學以致用。

參考文獻：

［1］江洪，魏崢，顧寄南等.SolidWorks 2006 基礎教程.北京：機械工業出版社，2006.

［2］常興，劉國鋒.SolidWorks軟件在機械原理教學中的應用.焦作大學學報，2005.03.

［3］賈志欣，李紅林.基于三維零件圖及裝配圖的多媒體課件設計及制作.機電工程，2005.08.

［4］張曉玲.Solid Works在《工程制圖》課程教學中的應用煤炭技術.2005.03.