PRO/E軟件在機械制圖課程教學中的應用

摘要：PRO／E是一款工業設計與制造軟件，它優秀的直觀性能和操作性能對課堂教學幫助很大，在機械專業課堂上使用PRo／E做教學輔助手段，可以提高課堂的生動性與靈活性。

關鍵詞：PRO／E；機械制圖學；教學方法

中圖分類號：TH126-4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315(2010)9-126-001

PRO／E是一款優秀的三維CAD／CAM／CAE集成軟件，它能在生產過程中將設計、制造和工程分析三個環節有機地結合起來。用PRO／E建模代替傳統的實物模型和教具，可以使課堂直觀、生動、靈活，既簡化了教學手段，也提高了學生的學習興趣。

一、在實體對平面投影教學中的應用

在機械制圖的教學初期，學生普遍感到比較困難的問題是實體對平面投影情況的理解。把PRO／E的功能運用到教學中來，無疑可以解決這個問題。

PRO／E可以快速生成實體模型，在教學過程中，可以根據情況隨時對需要的實體模型進行制作。比如，將圓拉伸成圓柱體，將六邊形拉伸成六棱柱，將不規則形狀拉伸成柱體及組合體。這一方面解決了課后搜集與制作實物模型的負擔，另一方面也解決了由于教具原因而造成的課堂教學模式的局限與生硬。教學中可以結合投影設備演示翻轉、修改、再生等過程，對零件及裝配關系也可以進行動態模擬，使課堂演示變得生動化。通過實體模型的再生、修改和動態模擬使學生能夠更直觀了解平面和立體的位置關系，有效地對學生思維、想象進行引導，促進了創造和構形能力的形成。

二、在組合體教學中的應用

隨著教學的深入，學生的學習困難會體現在對組合形體的理解上，這時也需要利用三維模型來輔助他的思維過程。傳統的實體木模可以對基本形體進行輔助思維，但實物形體對于反應較慢的學生有思維轉化遲鈍的缺陷，而且對于相似形體的對比和異形體的模擬也顯得力不從心。使用PRO／E進行模型教學就有效地避免了這些問題，靈活的現場即時建模可以隨時根據需要提供最合適的模型，放寬了老師的教法范圍，也開闊了學生的知識視野，善于應用合適模型甚至可以幫助學生構建“完整”機械知識體系。對于教學的難點和重點，比如相貫線或截交線形成與理解，通常學生是最頭疼的，也是教師曾經很難用恰當方式表達清楚的。利用PR0，E輔助教學，就可以方便地將這個難點突破。下面以三個圖為例，說明一下這個難點的突破過程。

我們要研究圓柱、圓錐、孔之間的截交和相貫問題。圖中的組合體為圓錐和圓柱疊加，并有兩個圓柱相貫線，同時圓錐中切割了圓柱孔。圖一和圖三表達的是不同直徑圓柱相交的相貫線情況；圖二表達的是兩圓柱直徑相等時相交得到相貫線的情況。由以上3個圖對比，就可以很清楚地理解“柱柱相交”和“柱錐相交”的相貫線的情況。通過圖二很直觀理解了當直徑相等時，主視圖的相貫線表現為直線；圖一和圖三則表現了而當直徑不等時，相貫線總是趨于拱向直徑大的幾何形體的規律。在教學中，這些變化過程只需要在一個圖中通過修改相應要素的數值，就可以連續完成。學生可以很清晰地通過動態變化來直觀地理解這一部分內容。在計算機上制作模型時，屏幕上自動完成各個形體的相貫和截交，相貫線和截交線自動完成，直觀而又自然。避免了學生進行空間思維轉換過程，對學生來說就是降低了學習的困難程度，提高了學生對形體組合的認識能力，充分做到了優化課堂的效果。

三、對機件內部形狀的表達教學中的應用

對于機件內部表達方式的理解，更是PR0／E的強項。熟練識讀機械圖紙，就是要多看，不僅制作大量復雜的實物機械模型教具是不現實的，而且初學者對于機件較復雜內部情況的表達，感覺上總是非常混亂，即使輔助實物模型也由于視覺上和感覺上的原因難以理解清晰。PRO／E的優點在于它的空間建模表達方式有著色模式和線框模式，即在立體的情況下也可清晰表達內部形狀。同時軟件還有斷面特征功能，可以方便地在實體模型上、在需要的方位和方向上顯示機件內部斷面形狀。由于PRO／E所展示的立體模型在表達內部結構和外部緡陶不存在視覺和感覺轉換誤差，所以對模型的內外特征理解極為容易。在講授階梯剖和旋轉剖這類難點時，使用PRO／E輔助教學，會深深地體會到這種方式授課的優越性。

四、在視圖認識教學中的應用

機械制圖教學中的另一個難點是對于視圖的認識。在PRO／E中，由三維零件圖可直接生成三視圖。在調節三視圖時，當移動主視圖時，其他兩視圖一起相應地移動，而移動其他兩視圖時，俯視圖只能相對于主視圖上下移動，左視圖只能相對于主視圖左右移動。這很直觀地向學生深化了視圖的形成規律，及對主俯視圖“長對正”、主左視圖“高平齊”、俯左視圖“寬相等”的投影規律的理解。隨著機械領域和國際接軌力度的增強，越來越多的國外的圖紙進入我們的視野。由于國內通常采用的是第一角視圖，所以我們對于國外的第三角視圖很不習慣。在課堂教學中向學生提供第三角視圖的特點和識讀方法，對原有的教學手段和教具必須進行修改或轉換，工作量很大，而且效果不佳。PRO／E軟件提供了多種視角視圖，我們可以直接對視圖視角進行任意轉化。直觀而有富于對比的視圖對于學生學習和識讀第三角投影圖紙顯然是不可或缺的幫手。

對于制圖教學中常見的一些問題，比如難度較大的立體上點、線、面的投影，組合體中特殊的相切面、線等問題，PRO／E都可以提供比較好的直觀解決途徑。我們只要認真構思，努力挖掘，我們的課堂肯定比目前更輕松，更有效率。