Solidworks 軟件與機械制圖教學的融合與探索

康瑋明

（撫順職業技術學院，遼寧 撫順 113122）

隨著科學技術的發展，信息學科正在不斷崛起，計算機仿真技術也被廣泛應用。當代大學生的學習追求的是高效率，如何在最短的時間內達到學習的目的。Solidworks 是一個主流的CAD 解決方案，它的發展符合時代的主流，功能強大，學習容易，擁有創新的技術，這些都是這項技術的優勢。在使用過程中，Solidworks 通過計算機算法為設計提供最優的解決方案，最大地減少損失和錯誤，最終使利益最大化。這使它在擁有強大功能的前提下還能獲得工程師的青睞。對于熟悉微軟的用戶來說，Solidworks 是最好的設計軟件選擇。它的各項功能都可以為用戶提供最舒適的體驗，能夠在短時間內完成設計。對于設計師來說，時間是很重要的，節約了時間就能提高工作效率，也能更快地完成產品然后投入市場。這幾乎是所有人的奮斗目標。Solidworks 在目前是一個非常合適的解決方案，它的存在使三維創新研究運用在工程技術領域，使三維仿真技術的利用得到了前所未有的提升[1-3]。

一、高職Solidworks 軟件教學中的應用——任務驅動法

Solidworks 是達索公司旗下關于CAD 領域的頂尖的應用產品，此產品對三維構圖的功能全面，組件齊全，然而對于高職階段的學生來說學習Solidworks 確實有一定的難度，對于課堂教育中的教師和學生來說都是一個不小的挑戰。在進行Solidworks的教學中，教師可以運用任務驅動的方法，通過制定具體的任務，使學生在有著具體目標和方向的情況下學習，使學習過程更有效率[4-5]。任務驅動教學，不僅可以激發學生學習的主觀能動性，更能使學生在學習理論知識后盡快地進行實踐和練習，這更體現了高職院校為國家培養職業技術人才的初衷和意愿，讓學生在學校學習的過程中積累經驗，使學生未來的就業更加順利。對于學生來說，自主探索得到的知識和通過努力完成的任務都會給自己帶來自豪感和成就感，課堂中輕松的氛圍和教師的指點，會使學生在任務驅動中得到更快的提升。

（一）任務設計環節

在職業技術院校對Solidworks 軟件的教學過程中，關鍵點就是此軟件的任務設計，這個任務與教學質量有著重要的聯系。教師在教學過程中，要保障學生與教學內容有機結合，上課時講解，下課時學生自己動手完成，所以需要考慮到任務的難度。過于簡單學生對此提不起興趣，也達不到教學的要求；過難，學生會感到害怕而不愿意去嘗試。學生的設計需要教師著重思考，最好是能夠結合一段時間的教學成果，但是又加入新的知識，教師在設計時需要做到考慮全面縝密，要精心設計教學內容，考慮到學生目前接受新知識的能力，做好完整的教學進程表，在不同階段設計不同的任務，對學生的學習興趣進行階梯性激發。教師在Solidworks 軟件的教授過程中，可以給學生舉一些經典案例，運用課程的引導方法，對課程的任務進行分析，完成任務后可以對任務進行總結，最后得出結論和經驗。

（二）任務布置

在學習過程中，學生是學習的主體，教師起到輔助引導的作用。同時，教師不僅要考慮到學生知識層面的收獲，還要考慮學生在執行任務的過程中能夠從中收獲什么意義和內涵。遇到較難的任務時，教師可以進行演示，讓學生擁有完成任務的信心。在發布任務的過程中，教師可以根據實際情況分配任務，可以是個人任務，也可以是小組任務。

不同的訓練方式可以使學生的自學能力、思維能力等方面得到鍛煉。在這種教學方式下，學生可以掌握自己的學習方式，不再是被動的學習，學生可以根據自己的需要進行主動的學習。這是教學改革的一個重要進步。在實施任務時，教師可以根據需要給學生介紹快捷鍵功能?？旖萱I就是用最快的速度來做出操作。教師可以在課堂上對學生進行演示，學生認識到快捷鍵的方便之處后，就會主動地記住這些快捷鍵并在日常生活中使用，就可以節約大量的時間。

（三）任務完成情況總結

對于學生來說，任務完成后并不能馬上結束，而是進一步對任務的完成度和難點進行總結和歸納。任務完成后的總結，既是學生的自省過程也是學生的提高過程。在任務中暴露出的問題如果沒有進行總結、改善，這個問題在下一次任務中依然會成為學生的絆腳石，進而耽誤時間甚至錯失機會。學生的總結可以采取匯報的形式，讓學生在講臺上匯報此次任務在完成時遇到的問題，并提出解決方法，讓臺下的同學對總結進行點評和指導。這種方法不僅可以把完成任務過程中遇到的問題分享給全班同學，提醒同學容易出現問題的知識點，并與同學們一同思考，進而找出匯報過程中的不足之處，讓匯報的同學對個別細節問題記憶深刻。最后教師對各組同學進行總結點評，肯定各組的優點和獨特見解，然后指出個別同學未發現的問題，使學生對于任務完成的總結更加完善，讓同學對自己問題認識更加深刻。

二、機械制圖課教學過程中的問題及對策

機械制圖這門課程的知識技能應用廣泛，幾乎是所有工科學生的必修課，對于機械、電氣和土木甚至包裝都有著重要的地位[6-7]。對于剛接觸這門課的學生來說，機械制圖的難度和對學生的接受能力的要求都會偏高，而對于這門工科的 “基礎課”，學生必須跟上教師的步伐進行學習，否則對于以后的課程都會有影響。對于教師來說，機械制圖這門課涉及的模型都不易展示和攜帶，很難讓學生在現實中感受模型，這使得學生的學習難度大大增加。

機械制圖這門課的主要難度在于如何使學生對于二維平面視圖和三維視圖熟練地進行相互轉換。為了達到這種教學效果，學生必須反復研究各種基礎模型以及與之相結合的模型，使這些模型的性質和結合的方式深深地鐫刻進學生的大腦，使學生在以后的課程和工作中對于二維圖紙轉換成三維實物得心應手。

為了獲得更好的課堂教學效果，我校（撫順職業技術學院） 的機械制圖課程初步進行改革，把Solidworks 引入課堂[8-9]。在學生的課后評價中，發現把Solidworks 引入課堂后，學生確實可以更好地體會到各種模型的性質和形狀，但是學生在課堂上缺乏互動性。這個初步探索雖然還有弊端，但是總體來說是一個好的開始，值得進一步探索。

三、Solidworks 設計軟件在專業教學中的實施

目前，機械制圖課大多在多媒體教室進行，將Solidworks 設計軟件應用于機械制圖課程教學過程中，這使我們發現了解決問題的新思路，更給實際應用提供了可行性。Soildworks 可以作為設計軟件投入到課程中，解決模型問題；此外，結合多媒體教學的特色——個性化，機械制圖課程教學模式的改革便有了可能性。

教學活動中，多媒體教學環境不僅可以提高教學過程的多樣化與個性化，其不依賴于過多實體教具的特征也賦予了課程更多可行性，使得全方面、多角度甚至動態展示教學成為可能。同時也極大地豐富了教育資源庫，為每位同學自行創造，發揮想象力，根據自身條件與要求自由設計模型創造了先決條件。在這個過程中，學生對機械制圖課程的學習焦慮與不安會大大減少，取而代之的是成就感與求知若渴的學習興趣。由此可見，Solidworks 設計軟件在設計過程中可以提供的線上條件、可視化、彈性使用等多樣性功能使其在專業課程教學過程中發揮了舉足輕重、事半功倍的效果。同時，針對工業案例進行技術分析和創新訓練的過程中也能得到極大應用。對于Solidworks 的有效應用可以貫穿學生的學習生涯與就業履歷，使學生擁有可持續的職業發展生涯[10-11]。

四、Solidworks 軟件與機械制圖課程的融合

教師根據教學計劃、教學重難點建立統一的模型庫，課堂上教師根據教學進度安排逐一講解，將抽象的圖形具體化，學生可針對模型仔細觀察，認真分析，結合習題充分理解機械制圖課程中知識點，例如點、線、面對應關系，三視圖生成構線等等。Solidworks 在機械制圖課程中的應用可有以下幾方面的表達。

（一）基本幾何元素的表達

基本幾何元素的表達，包括三視圖的形成及其投影規律，點、線、面投影。教師建立典型實體模型庫，利用軟件自動生成工程視圖的功能，及自動通過變色顯示基本元素點、線、面對應關系等功能，教師針對模型進行講解，學生通過觀察與分析初步建立三視圖概念及其投影規律。

（二）基本體的表達

基本體的表達，包括基本立體視圖，以及重點截交線與相貫線的表達。利用Solidworks 軟件建立相關模型就可直觀地在實體圖形中顯示截交線與相貫線的具體形式，這使同學們更加便于理解，并且在教學過程中教師利用Solidworks 軟件參數化特性可以方便地展示不同條件下相貫線和截交線的形式和特點。

（三）組合體的表達

組合體的建模過程從根本上來說也是組合體的分析過程，教師根據組合體建模的步驟同時進行講解，使同學們進一步理解組合體的形體分析法及線面分析法。

（四）復雜零件的形體表達

軸類零件需要斷面視圖，箱體類零件需要全剖視圖或半剖視圖、局部剖視圖等，這些都是機械制圖課程中的重難點，利用Solidworks 軟件剖切視圖、斷面視圖等功能，可以對實體模型進行任意、動態的剖切和顯示，過程直觀而不枯燥。

（五）裝配部件的表達

利用Solidworks 軟件自動生成裝配體視圖功能，直觀便捷地表達了零件之間裝配后的線、面遮擋關系，更加便于理解。

五、Solidworks 軟件在其他專業課程中的應用預期

Solidworks 軟件具有實體建模、高級曲面建立、裝配體建模、機構仿真、數據轉換、設計協作重復任務的設計自動化等產品功能。因此教師可以深入學習、深入挖掘將Solidworks 設計軟件與其他專業課程的教學有機地結合在一起，幫助其他課程更好地開展教學活動。

在教學活動中，教師將Solidworks 設計軟件與專業教學有機地結合在一起，這一方面可以改變現有教學方法存在的問題，另一方面還可以帶來新的教學方法。這種方式可以幫助教師更好地給學生解答專業知識，提高增強學習興趣，調動學生學習自主性。不過要將Solidworks 設計軟件應用到教學活動之中，需要教師花費許多時間和精力，積極地做好準備工作。