UG在機械設計教學中的應用探索

肖瑩瑩 王春雨

摘要：針對機械設計課程的教學需要，文章通過UG軟件將零件裝配和機械運行原理等轉化為直觀的視覺效果，提高學生學習興趣和技術水平，為學生成為高素養技能型人才奠定了堅實基礎。文章主要對UG產品設計和仿真動畫在機械設計課程教學中的應用進行了探索，有利于熟練運用軟件完成產品設計建模過程。

關鍵詞：UG;機械設計;運行原理

1?UG軟件概述

UG是一個交互式CAD/CAM系統，功能強大，可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構，能夠滿足用戶對虛擬產品設計與工藝生產設計的需求，通過?UG?軟件可以為其提供數字化的造型以及驗證手段[1]。

機械設計課程是高職機械類學生的核心課程，與工程實踐緊密相連，對學生將來從事制造、設計、維修等工作具有重要意義。高職院校學生注重“知行合一”，教師在授課時應結合學生特點引導學生想象零件的實物模型，提高學生的空間想象力。同時，還要引導學生學會裝配零件以及理解其運行機理的能力，并對機構設計不合理之處進行優化設計，通過“做中學、學中做”，將知識點內化于心。在UG課堂教學中，可以通過反復練習，使學生能高效、高質的完成簡單產品的設計，提高學生對相關零件結構的認識。

2?機械設計教學的特點

機械設計課程不僅要求學生具有良好的繪制和識讀工程圖的能力，還要求學生具有良好的空間想象能力，將看到的二維工程圖在腦海中轉化為立體圖形。但是很多同學的學習能力和空間想象能力難以滿足全面深刻的理解圖形，這就要求教師改變傳統教學模式，探尋一種切實可行的辦法，使所有學生在課堂上能感知空間立體圖形。

在傳統課堂教學環節，老師會利用模型和圖片來完成教學任務，但是教學效果欠佳。而UG軟件可以輕松實現實體設計、動畫設計、虛擬加工等功能，使學生立體、直觀的看到機械運動的原理和零件裝配過程，提高學生興趣的同時，更激發其創新機械設計的動力，真正實現“做中學，學中做”。

3?UG在機械設計教學中的應用

3.1利用UG構建三維立體模型，培養學生空間想象力

學生的學習能力參差不齊，對機械圖紙的識讀差別很大，部分同學難以完成識讀裝配的任務，會對學生心理造成挫敗感。教師通過UG軟件對圖紙中的零件進行三維建模，并使學生從頭至尾的觀摩整個過程，老師在建模過程中對學生進行適當的講解，使學生在觀摩過程中掌握知識和技能。借助UG軟件完成立體模型的設計，可以提高學生空間想象力和學習積極性，加深學生對建模的認識，還能發現UG的產品設計優勢，提高對零件加工的認識。

3.2運用UG的裝配功能，確保裝配順序的合理性

機械類專業學生就業時大多進入一線工作，對學生的動手實踐能力要求較高。響應高職改革教育人才培養模式[2-3]，機械設計課程圍繞“三全育人”的改革理念，設計不同類別的裝配項目，讓學生通過做與練的結合，培養學生的裝配意識，提高學生的觀察能力和動手實踐能力。

在實踐教學中，教師應充分發揮UG軟件裝配直觀明晰的優點，在完成三維建模后，進行分組練習。小組拿到裝配圖后，進行討論，明確零件的裝配關系。討論結束后，教師請小組代表講解裝配過程，教師根據學生的講述利用UG軟件快速準確的拖動零件進行裝配。在此過程中，學生便會發現其中存在問題并加以糾正。通過這樣的課堂演練，能使學生將腦海中浮現的各種零件進行裝配，提高學生空間想象力的同時還加深學生對其運行原理的認知。

教師通過UG軟件展示給學生完整的零件裝配過程，學生會積極參與課堂教學，學習自信心得到極大滿足，同時發現UG軟件的應用優勢。

3.3運用UG進行動畫仿真，深入理解機械運行原理

在工程實踐中為學生提供完整的裝配圖紙是為了使學生從靜態圖紙中解讀其運行原理，培養學生動手實踐能力，夯實理論基礎[4]。需要教師充分發揮UG軟件動畫仿真功能，并演示給學生看動畫設計的全過程，讓學生通過直觀的動畫演示掌握相關知識，提高學生綜合實踐能力。

例如，在講解等臂四連桿機構的相關知識時，教師先展示圖片或者動畫，再引導學生分組討論。在分組討論時，學生會積極主動思考并產生各種問題，如等臂四連桿機構運動仿真動畫怎么實現的？為什么速度有快有慢？學生帶著問題去學習和理解，必然會全身心投入課堂教學中，在此過程中，教師循環指導，并且按照不同小組的設計來建模和設計仿真動畫，真正實現寓教于樂。學生設計的四連桿機構的運動仿真步驟，教師在按小組設計演示時會出現各種各樣的問題，學生會積極思索解決辦法，最終弄懂機械運動原理，得出自己的結論。UG軟件的課堂應用，提高學生認知層次的同時，教學質量得到極大提高。

4?結語

隨著現代科技的發展，計算機軟件在高職院校教學中的普及運用，為機械設計課程的教學帶來了新的挑戰。在機械設計教學中，教師可充分利用UG軟件，結合學生特點，根據課程人才培養方案要求，構建系統化的機械設計模型，作為課堂教學的輔助工具。教師通過UG軟件將產品設計過程形象直觀展示給學生，有助于培養學生的空間想象能力，教學效果良好。

參考文獻

[1]曹代煥.基于UG軟件的機械加工方法研究.設備管理與維修，2021，6（下）：71.

[2]于俊.關于改進《工業產品造型設計》課程教學方法的幾點思考[J].決策探索（下），2019，（12）：69.

[3]陶慶.SolidWorks軟件在產品造型設計課程教學中的應用與探索[J].科技資訊，2020，18（12）：85-87.

[4]程磊.CAXA三維實體設計在機械設計基礎教學中的運用探索.黑龍江科學，2018，9（23）：6

作者簡介：肖瑩瑩（1982-），女，漢，山東省德州市人，工學碩士，現為德州職業技術學院講師。主要研究方向：計算機輔助設計，機械產品設計，材料加工。