論創新實踐在Pro/ENGINEER教學中的作用

王 慧

(淮南職業技術學院煤礦機電系, 安徽淮南232001)

論創新實踐在Pro/ENGINEER教學中的作用

王 慧

(淮南職業技術學院煤礦機電系, 安徽淮南232001)

Pro/Engineer是最流行的CAD/CA M設計軟件之一,目前已成為高職院校機電類專業必修的課程,Pro/Engineer結構復雜、模塊眾多、功能強大,學生需要完成大量練習和案例;創新實踐在其中扮演著重要角色,不僅提高學生學習興趣,激發強烈學習意愿,同時強化學生創新愛好和創新意識,在實際教學中效果顯著。

Pro/Engineer; 創新實踐; 設計能力

Pro/Engineer是集零件造型、工程分析、模具設計、數控加工等功能于一體的大型CAD/ CA M參數化設計軟件。它廣泛應用于航天航空、機械、汽車、模具等行業,是目前進行產品開發及模具設計最有效的工具之一。為了能適應社會的發展和需求,Pro/Engineer已成為高職高專機電類專業的必修課。通過課程的學習,要讓學生具有靈活運用各種基本命令的能力、較強的空間想象和設計能力以及熟練的零件裝配及工程圖設計的能力,為將來的實際應用提供必要的基礎。

一、課程特點

Pro/Engineer是一門實踐性較強的技術課。在常規教學過程中,學生上機實踐的時間多于理論課的時間。如果是學做一體的課程,學生實踐的時間將會更多。在實踐中開展學生的創新實踐與自主設計是提高對各種命令掌握度和運用靈活度最有效的方法之一。

Pro/Engineer結構復雜、模塊眾多、功能極其強大,同時它的設計立即可見、形象、立體、逼真,可以貼近生活,有很大的靈活度。

在零件設計環節,要先對模型進行深入的特征分析,掌握零件由哪些特征構成,明確各個特征的形狀以及它們之間的相對位置和連接關系,然后根據特征之間的主次關系以一定的順序進行建模。建模中有些命令的名稱相似,比如掃描、混合掃描、可變剖面掃描,還有混合、邊界混合等,學生初學時容易混淆,以至在建模時出現錯誤。以最常用的“拉伸”命令為例,完成一個簡單的拉伸要經歷選取草繪平面——草繪——指定拉伸方向和深度這三大步,當中還有選取參照平面、指定草繪參考、是否減材料等等細節步驟,熟練記住并掌握一個命令的使用必定要經歷反復練習。

在裝配設計環節,通常需要學生先創建單個零件模型,然后在組件中根據它們的裝配關系逐一對零件進行裝配。其中零件尺寸是一個關鍵點,小到一個螺釘、一個孔徑,都要完全關聯,這就需要學生對設計有統籌概念,并且要仔細耐心。

在工程圖設計環節,要求學生掌握工程圖的相關標準,同時能將自己的設計方案,用符合國家技術標準且科學、規范、美觀的工程圖形式表達出來。這是對一個設計師最基本的素質要求。

在模具設計環節,要求學生能夠創建毛坯零件、設計分型面、分割模具體積塊、設計澆注系統、鑄模、開模及模型分析等。這需要學生有良好的模具技術專業知識和較為熟練的Pro/Engineer操作技能。

Pro/Engineer是一門需要大量練習來支撐的課程,且要有一定的機械制圖和機械設計基礎。每一個環節都要讓學生循序漸進的掌握軟件的基本用法,再進一步將知識融會貫通,迅速、熟練的掌握軟件使用技巧。

二、創新實踐在Pro/Engineer學習中的作用

學生在Pro/Engineer學習過程中需要完成大量練習和案例,這其中一部分是老師給予或從網絡等其他途徑獲得,另一部分就是完全的自主設計。擬定一個主題,從定尺寸、設計外觀、確定各部分位置關系、出工程圖等一整套流程,讓學生完整地感受設計的過程。在設計過程中必然會遇到各種各樣的問題,解決問題,就需要學生主動去搜索所學過的課程知識,并與同學積極交流,找出問題的癥結,完成設計。學生的主觀能動性在此時就被充分地調動起來了。

現在很多學校推行項目導入式教學,通過實例引出教學內容,這其實就給學生提供了設計思路和設計模式。設計的選題可以很廣泛,從與專業相關的減速器、夾具、模具設計,到與生活密切相關的自行車、轉椅、臺燈的設計。設計的過程也可以仿照案例中的做法,從易到難,從簡到繁,了解設計的步驟,掌握設計的方法,學習設計的經驗。讓學生積極主動地去思考選擇設計主題,并創作出與他們息息相關的各種東西,可極大激發學生的創作熱情。

Pro/E實訓一般為1-2周,在這么長的時間里,如果只是讓學生一味地照葫蘆畫瓢,學生會對學習產生消極情緒,甚至會逐漸失去學習興趣。這時,創新意識就會在學生的腦子中發芽,學習變成我要畫什么,我想畫什么。在自主設計過程中,他們會嘗試不同的命令來完成同一個特征,或者綜合使用幾個命令來使特征更加美觀、合理、實用,以達到逼真的效果。在完成創新設計的過程中,以前所有學過的命令、技巧都會被喚醒,學習由被動變成主動,我要用什么命令,怎樣畫會更簡單,作品效果不好怎么辦,在各個反復的過程中,知識已經悄然地被吸收、消化,真正做到“不是老師教的會,而是學生學的會”。

哲學上說:物質決定意識,意識決定行為。行為是意識實現的手段。自主命題、創新設計還有一個極大的好處在于能激發學生主動學習的能力。老師在課堂有限的時間內,不可能把所有命令和繪圖技巧都逐一講到,那么學生在設計過程中,一旦發現現有的命令不足以支撐他們完成心中所設想的東西,他們就會主動地去尋找解決問題的辦法,翻課本、查資料、搜網絡,這些辦法統統被積極用上,而且比在課堂上更加專注、用心。

教學的目的就是讓知識從書本跑到學生的腦子中去。學習就是其中的通道,如何讓這條道路保持通暢,就要借助“創新實踐”這名清障工的幫忙。不塞車了,知識才能輸送的快捷、及時且有效。

三、提高創新實踐能力的方法

創新是人類的本能,它受客觀因素、社會因素和主觀因素的影響。良好的基礎知識是創新成果誕生的良好基點,因此在日常教學中要保證學生學習的有效性。沒有堅實的知識積累,就不可能有新穎、獨特且優良的創新設計。

在Pro/Engineer學科中實施創新教育,一方面是心理層面的引導,讓學生自愿、積極地去學習;另一方面是實踐層面的督促,強化學生分析、研究、解決問題的能力。強調學生的主體性和自主性,是提高創新實踐能力的基礎。在Pro/Engineer創新實踐中,先讓學生擬定自己的設計方案,并進行零件的設計計算和相關尺寸的確定,然后利用Pro/Engineer三維設計軟件對設計的零件造型,再進行零件裝配和繪制工程圖等步驟。如發現問題,重新修改零件模型,直至完成設計。利用Pro/Engineer的自頂向下的設計方式和其強大的參數化功能,整個結構可以非常直觀地顯現出來,整個設計過程與學生的認知規律更加相符合。使學生從感性和理性上能夠更加深刻地理解設計的內涵,能夠更好地增強學生的設計想象力。同時,Pro/Engineer這么一種靈活生動的學習過程,可以使學生切實體會到一種全新的設計方法和學習樂趣,激發出強烈的學習意愿,從而強化了學生的創新愛好和創新意識。

創新是有規律可循的,要學會借鑒和重新組合別人的東西,并同時培養科學的學習習慣和思考習慣,激發思維的靈感火花并及時保存;遇到困難時,還要善于用逆向思維考慮問題的癥結,逐層排查,攻克難關。

缺乏創新意識,懶于創新實踐,是很多學生在設計類軟件學習中出現的問題。加之學生缺乏實際經驗,導致在設計過程中反復修改,多次返工。長此以往,難以調動學生學習熱情,容易產生厭煩心理,教學效果變差,設計能力和創造能力很難提高。鼓勵和督促學生進行創新實踐,可以明顯增加學生的學習興趣,激發學生創新意識,全面提高學生的三維設計能力,以更好地應對企業和市場的挑戰。

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TP391.7;G712

A

1671-4733(2015)02-0085-03

10.3969/j.issn.1671-4733.2015.02.024

2015-03-26

淮南職業技術學院院級教研項目(項目編號:HJX10-10)

王慧(1979-),女,安徽淮南人,講師,研究方向為先進制造技術,電話:13956409259。