SolidWorks設計軟件在專業教學過程中的應用和探索

肖舫+丁海波

摘 要：SolidWorks設計軟件應用于《機械制圖》課程教學可以很好地解決教學模型數量少、不便攜帶等問題，同時還可以促成這門課程教學方法的改進。通過該軟件的教學應用，教師在授課中可以充分兼顧學生學習上的個性不同，調動學生的學習積極性和創新興趣。初步的教學實踐證明，SolidWorks設計軟件應用于《機械制圖》課程教學是可行的、效果是良好的，而且在其它專業課程教學中還有進一步借鑒和拓展的空間。

關鍵詞：SolidWorks設計軟件；《機械制圖》課程；教學模型

中圖分類號：G434 文獻標志碼：B 文章編號：1673-8454（2016）18-0041-03

高職院校為適應企業對技術人員素質的需求，在教學過程中十分強調理論和實際一體化的教學模式。而高職學生的特點，需要在教學過程中更強調教學內容的直觀性和實踐性，但實際上教學投入、教學課時限制、教學內容單一和陳舊等問題的解決與突破一直是專業教學改革的重點。

SolidWorks設計軟件是一款功能強大、易學易用，主要應用于機械工程的優秀設計工具軟件。它的應用主體是企業。將SolidWorks設計軟件應用于教學，進行進一步開發和實踐就是我們在專業教學改革上的新思路之一。

一、《機械制圖》課程教學過程中遇到的問題及解決問題的初步嘗試

《機械制圖》雖然是一門“古老”傳統課程，這門課程對于機械工程領域而言是重要的基礎課程。然而想要真正教好這門課，確實是件不容易的事，學生要學好這門課必須進行大量的觀察、思考和練習。《機械制圖》課程教學地點通常是普通教室，在教學過程中突出的問題是教學模型數量太少，模型體積太大攜帶不便，示教視角很難兼顧到所有的學生，而且學生學習的過程很被動。

為達到更好的教與學目標，教學改革是首當其沖的事。2008年筆者教授《機械制圖》課，課程中的難點和重點是培養和訓練學生大腦對于實體二維與三維的思維轉換以及正確的表達，所以每個學生非常有必要對模型進行大量的、反復的、仔細的、長時間的并且具有個性化的觀察、分析和討論。

基于以上情況，我們把SolidWorks設計軟件應用于《機械制圖》教學，從教學效果和學生的評價來看，雖然授課地點是配有投影儀的普通教室，學生在學習過程中缺少了一些主動性，但是這個初步的探索是成功的，這一條路是值得走下去的。

2011年筆者開設《基于SolidWorks機械結構設計》課程，有機會同時教授《基于SolidWorks機械結構設計》和《機械制圖》兩門課程，而且授課地點都是多媒體教室。這為進一步在專業基礎課教學中應用SolidWorks軟件工具的改革和實踐創造了極為有利的條件，并且取得了非常好的教學效果，同時也獲得了十分珍貴的教學實踐經驗。

二、對教學中遇到的問題和解決方法進一步分析和討論

1. 對于實體進行二維、三維的思維轉換及正確的表達訓練

通過對實體模型的空間想象以及不同角度觀察的結果，用機械制圖規定的方式進行二維的圖形表達，這叫做三維轉換二維的思維訓練。利用機械制圖規定的方式對空間實體的二維圖形表達進行想象，在大腦里形成該實體的空間形狀，這叫做二維轉換三維的思維訓練。前者主要對應于機械工程設計的基礎，因為工程師在設計某一個零件時首先應該想象出它的空間結構并且在設計圖上正確地表達出來。后者是消化技術資料和學習研究的基礎，因為工程師要看懂一個零件設計圖首先要根據以二維方式表達的設計圖想象出零件的空間結構。在《機械制圖》教學中對學生進行三維和二維概念轉換的訓練應該在正反兩個方面同時進行，相互促進循序漸進。三維和二維概念在大腦中的互為轉換就像是一門“功夫”，必須要經過大量艱苦的訓練才能熟練掌握。由于這種訓練既有三維的直觀性，又有二維的抽象性和關聯性，所以上好這門課必須依賴于實體模型庫來配合教學。

2.示教模型應用中存在的問題

示教模型與真正零件之間的關系應該是一個由簡單到復雜、由理想到實際逐漸過渡的過程，這個過程在學習中是漫長的、艱難的。這個“逐漸過渡的過程”通常需要數百個模型才能滿足，然而在通常的教學過程中這是辦不到的。

一般在教學中使用的是數十件一套的木質或塑料模型，這種傳統的教學方法雖然“看得見、摸得著”立體感強，但是數十件模型擺在教室里已經是一大堆了，何況數百件呢？同一種模型學生每人一件去觀察、研究又如何能辦到呢？所以傳統的教學方法存在的問題是：由于模型體積與數量的矛盾，使示教模型在教學過程中的使用數量與實際需要相去甚遠，而且存在課堂上眾學生盯著一個模型看或者大家傳看模型的情況，導致學習效率低且無法兼顧學生接受能力的差異。

另外，現在市面上出售的成套教學模型都集中于簡單的基本空間體，也就是說在教學的初期還有模型可用，以后就難免會出現空洞化的問題，從而導致學生學習《機械制圖》課程時出現難學、學得慢、似懂非懂、專業基礎不牢固的問題。由此可見，傳統教具制約了教學方法的改革，教具的問題成為了瓶頸。鑒于《機械制圖》這門課程的重要性以及教學任務重、時間緊的情況，如何通過創新來解決模型的問題，已經變成了當務之急。

3.教學中解決共性問題和解決個性問題的辯證統一

解決共性問題始終是教學改革的重點，但是在一定程度上共性和個性則相互矛盾。如果要進一步提高教學效果和教學效率，就必須在這一對矛盾的調和及解決上有所突破，就需要進一步強化教學過程中對于學生個性差異的兼顧；強化學生在學習過程中的主動性、創新性和成就感；強化學生學習方法和知識的拓展。由于單一使用實物模型傳統教學手段的長期存在，從而使上述問題的解決難以實現突破。

4. SolidWorks設計軟件在教學中應用的可行性

SolidWorks設計軟件以及多媒體教室在《機械制圖》教學過程中的有效應用，提供了一個解決問題的基本思路和條件。這個思路就是以SolidWorks設計軟件來解決模型的問題，以多媒體教室解決個性化教學作為切入點，并由此派生出在《機械制圖》課程教學方法上的改革。基于SolidWorks設計軟件具有自由建模而且立體效果極強、自由旋轉觀察、多視向定向觀察、實體顯示樣式的多樣化、實體任意剖切、實體三視圖自動生成、虛擬裝配和動畫生成、虛擬運行等功能，使之在專業教學過程中進行二次開發應用成為可能。

2.基于微信公眾平臺的碎片化知識針對性強，但是卻缺乏適用性

微信公眾平臺根據我們的興趣推送了相應的學習內容之后，這種內容很符合我們的需求，但是卻缺乏實際情境的驗證。它僅僅是一種問題的單一解決方法，如果遷移到其他情境中就無法適用。比如：我們在學習操作性的知識時，它是必須要結合實踐進行的，而碎片化知識只能知道問題解決的方法，卻不知道問題的原因，在實際解決時，我們又不知道怎樣辦。

3.微信公眾平臺缺乏多樣的交互

雖然微信公眾平臺可以根據關鍵詞進行回復，但是這種回復是不是學習者想要的答案或者對學習者有沒有用處，這些都是未知的。另一方面，微信公眾號在推送了相應的學習內容之后，學習者是否有效地閱讀，或者學習者在閱讀了相應的學習內容之后，無法直接進行提問，也得不到針對性的解答。

五、思考與建議

微信公眾平臺在為碎片化學習提供支持之外，也存在一些問題。但是并不能因為存在問題我們就要拒絕這些碎片化知識。因此怎樣把這些碎片化知識建構到自己的知識體系，與已有知識之間建立聯系就顯得至關重要。

1.建立碎片化學習體系是基礎

我們在接受碎片化知識時除了要系統地學習、思考、分析之外，最重要的是找到一個自己感興趣的知識點，以此為根節點，不斷擴充其分支。也就是說要建立一個系統的知識體系。或者將這些知識點納入到自己已有的知識體系中，找到它們之間的聯系。

2.“思維導圖”就是一種將放射性碎片化思考具體化的方法

研究表明，思維導圖的建立有利于人們對其思考的問題進行全方位和系統的描述與分析。同時它又是靈活的，個性化的，具有無限的發展性的，這些特點非常符合碎片化學習的特征，因此對于碎片化思考具體化它是一個很有效的方法，同時，它有助于提高學習者的學習能力，有助于一個學習者真正實現終身學習的目標。現在隨著移動技術的發展，手機端也有很多使用方便的軟件，比如：極品思維導圖、思維簡圖等等，它們可以結合微信公眾號進行使用。

3.檢驗和輸出是完善碎片化學習知識體系最關鍵的環節

在建立相應的知識體系之后，并不是所有的碎片化知識都能納入其中，我們需要對這些知識進行檢驗，也就是說，我們要弄清楚它與已有知識之間的聯系，如果聯系不大或者它根本沒有價值，我們要果斷舍棄。而對于輸出，即碎片化知識的鞏固和遷移，其中最簡單的方法就是，可以將碎片化知識進行轉述給其他人，或者將借助一些外部工具做筆記，建立思維導圖等等。

碎片化學習作為非正式學習的一種，它不僅僅只可以通過微信公眾平臺獲得，還有很多其他途徑，但是它的特點和利弊都普遍存在，我們一定要理性辯證地思考它的利弊，合理檢驗與輸出，從而真正實現隨時隨地的碎片化學習。

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