proe在机械制图立体化教学中的应用

第一篇：proe在机械制图立体化教学中的应用

Pro／E在《机械制图》立体化教学中的应用

段家现’，黄燕钧

(1．2．梧州学院，广西梧州543002)【摘要】一方面从三维投影体系的构建、组合体的视图分析、零件工程视图的生成等方面入手，探讨如何用Pro/E在机械制图教学中强化三维设计思想。另一方面从基于网络环境下的虚拟三维模型库入手，探讨Pro/E在虚拟模型库的建立步骤和结构体系中的应用。应用结果表明Pro/E在机械制图立体化教学中具有良好效果。【关键词】Pro/E；立体化；三维建模；零件工程图；虚拟模型库

【中图分类号】TP391 【文献标识码】A 【文章编号】 1673—8535(201 o)03—0057—05 1 引言

计算机信息技术的发展，促使产品的设计、制造进入了一个全新的时期。这不仅仅是设计工具的更新，更重要的是一场设计思想的革命。贯穿于现代工程设计、制造一体化全过程的是产品的计算机三维模型，二维投影图不再是这一过程中所必需的文件。在这种大背景下，教学时间的有限性与知识增长的无限性之间的矛盾日益突出。

工程设计已进入到“三维设计”时代。这对机械制图教学提出了更新的任务和更高的要求。不能只停留在二维表达阶段，必须在教学思想中引入三维建模的工程设计思想，在教学环境上构建网络及虚拟现实模型的立体教学环境。机械制图课程的立体化教学改革一方面是围绕如何将传统的二维设计向基于几何造型系统的三维设计的转移展开的，将二维设计与三维设计有机结合：另一方面是基于网络环境下构建虚拟三维模型库，并能进行交互操作、跨平台开放式的立体化教学系统。在立体化环境中进行二维和三维有机结合的教学，提高现代工程设计和表达能力，为后续课程及三维设计能力的培养奠定基础。

Pro/E是一套具有CAD/CAM/CAE的机械自动化软件，具备参数化设计、特征建构实体及单一数据库等功能，完全可以实现概念设计---三维建模_---二维工程图的产品设计流程。本文探讨了Pro/E在机械制图教学中三维建模和二维表达有机结合的几点应用，研究了构建网络环境下的虚拟模型的立体化教学系统的步骤和结构体系。经过了尝试性的教学实践，效果良好。Pro/E在三维建模与二维表达有机结合中的应用

以轴承座为例从三维投影体系的建立、零件的视图表达、零件视图分析、组件的虚拟装配等方面入手，研究了Pro/E在机械制图教学中引入三维工程设计思想的方法和途径，确定Pro/E在机械制图教学中将三维建模和二维表达有机结合的几点应用。首先，应利用Pro/E提供的拉伸、旋转、扫描、混合四个基本特征命令和孔、拔模、壳、筋、倒圆角、倒角六个工程特征命令快速有效地创建三维实体模型。2．1 三维投影体系的构建

建立轴承座的三维实体模型，根据零件视图的放置要求，放置水平投影H面，正投影V面，侧投影w面。通过拉伸曲面建立互相垂直的H、V、w投影面，用实体平面虚拟投影平面，如图1所示。

三维立体模型在正投影面(V面)上的投影，用Pro/E绘图命令中的“用边”命令，将三维实体模型的轮廓线复制下来，即完成了投影图的绘制，根据模型上轮廓线的可见性修改所绘投影图线条的属性，可见性轮廓线为粗实线，不可见轮廓线修改为虚线。图2为完成后的三维立体模型的三面投影，当修改三维实体模型的形状时，所对应的三视图也随着改变。2．2 组合体的形体分析

从形体的角度来看，都可认为零件是由一些基本几何体组合而成，即所谓的组合体。“组合体”的教学既是前面所学点、线、面、基本几何体、交线(截交线、相贯线、过渡线)等内容的综合应用，又是后面学习机件形状的表达方法、标准件和常用件的规定画法以及零件图等内容的基础，具有承上启下的作用，是培养学生画图读图能力的关键环节。组合体视图部分，开始由投影表达转为视图表达。保证“组合体的视图”的教学效果，对实现《机械制图》课程的教学目的起着重要作用。(1)使用Pro/E进行实体建模，建立零件三维实体模型，如图3。

(2)组合体视图组合方式分析。组合体视图组合方式的分析采用形体分析法，假想把组合体分解成若干个基本形体，分析各基本形体的形状、并确定各组成部分的组合方式和相对位置关系，从而产生对整个形体的完整概念，使复杂的问题简单化。组合体的组合方式往往是“叠加”与“切割”并存。

如图3所示的轴承座，可以分解为圆柱I、支承板II、肋板III和底板上IV四部分，支承板II为棱柱，其前、后棱面与圆柱面相切，右端面与底板端面平齐；肋板III基本上为梯形棱柱，上部支承在圆柱I的下部，并与其外圆柱面相交，右侧面靠在支承板的左端，下部立在底板IV的上表面；考虑切割后，I为空心圆柱体．在上方有一个小圆柱孔，与空心圆柱的内圆柱面相通；底板Iv是左端带有两个圆角的四棱柱。其上有四个小圆柱孔；整个组合体前后对称。

(3)选择主视图，投影出三视图。国标规定，机件向投影面投影所得的图形称为视图。在三投影面体系中，正面投影称为主视图，水平投影称为俯视图，侧面投影称为左视图。如图5是该组合体在图2所示位置时直接生成的二维工程图。2．3 零件工程视图的生成

运用Pro/E的drawing(绘图)模块可以将实体零件直接生成工程图。在生成工程图之前，用户需要将系统默认的工程图配置文件“prodetail．dtl” 中的选项按照我国的机械制图国家标准进行设置并保存。并在“config．pro”配置文件中指定该工程图配置文件。然后，Pro／E依据投影原理可生成工程图样，包括基本视图、向视图、斜视图、各种剖视图、局部放大图、断面图、轴测图等，对于常用的标题栏和表面粗糙度等符号可以通过format(格式)模块建立模板文件，以备调用。在drawing下，移动主视图时，其他两视图随之一起进行相应的移动，而移动俯视图时其只能相对于主视图上下移动，移动左视图时其只能相对于主视图左右移动，这更加深了学生对三视图的形成，以及“主、俯视图长对正，主、左视图高平齐，俯、左视图宽相等”这一投影规律的理解，在教学中收到很好的教学效果。图5为轴承座的三视图，并将主视图全剖，辅有轴测图。

图5 轴承座的二维工程图 Pro/E在构建网络环境下虚拟模型立体教学系统中的应用

建立基于网络和虚拟现实的机械制图模型库，包括与现行教材配套模型,并可方便地适时扩充，模型库中的三维模型造型逼真，控制灵活。该模型库可在校园网上浏览，也可供学生单机使用。使用者可在浏览器中自由操纵模型从各个角度进行观察并可控制模型的显示效果。虚拟现实模型库的建立，有望从根本上解决学生对模型的需求。

利用Pro/E和VRML(Visual Reality Modeling language)构建机械制图模型库，VRML是一种基于WWW、具有交互性的虚拟现实建模语言。它提供对三维世界及其内部基本对象的描述。是面向对象的一种高级语言，也是一种基于文本的语合一，并可以运行在多种平台之上。

3．1 利用Pro/E和VRML建立模型库的步骤

(1)根据零件的尺寸要求，利用Pro/E的基本特征、实体特征、曲面特征等进行三维建模，建立形象直观的虚拟模型。

(2)若是装配体，则利用Pro/E组件建模功能。建立虚拟装配模型。

(3)在Pro/E中，将实体模型保存副本为VRML文件，即扩展名为．wrl的文件。(4)优化和编辑生成的VRML文件，提高模型在虚拟状态下的示范效果。

(5)对动态零件和装配体的VRML文件进行编辑，添加交互功能。对装配体的部分运动零部件进行动态控制，分析零部件的运动规律，模拟该零部件在实际工作时的运动过程。

3．2 建立机械制图模型库的结构体系

根据教学需要和后续课程的要求，建立基础模型库、典型零件模型库、部件模型库三个模型库。基础模型库主要配合工程制图课程的理论教学，强化学生对本课程中的各种基本几何体、组合体、截切体、相贯体、标准件和常用件的感性认识，提高课堂理论教学的效率和效果。图6为虚拟模型库的结构体系。

典型零件和部件模型库包含工程制图教材中涉及的机构和部件的功能、工作原理、工作过程及组成零件的装配关系及拆装过程。三维的效果和实时的动画交互功能弥补了课堂教学的不足，是传统教学的有益补充。

机械制图的虚拟模型库的建立，能极大地提高课堂教学效率。三维虚拟模型，色彩鲜艳，立体感强，可以动态演示、对剖视图进行演示，还可以制成三维动画，可以实现资源共享，多班学生可同时使用。使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象。教师在课堂的动态教学中，可以针对不同的教学对象、教学要求调整现有的模型，按需求造型或按需求修改模型。这也有助于学生进行课后自主学习。Pro／E在机械制图立体化教学中的实践效果

把从三维到二维的思维方法引入教学中，可使学生更好地理解投影、建模理论，并形成三维的而不是二维的思维方式：将现代绘图技术和设计思想融人教学中，使学生对机械制图的立体化教学产生耳目一新的感觉，逐步培养其现代工程设计意识。基于网络环境下，可以进行交互操作、跨平台开放式的虚拟三维模型库。为学生提供了大量模型素材，满足了学生在学习过程中对模型的需要，极大提高学生学习和积极性和学习效果。

教学实践证明，Pro／E软件在教学中的应用，既加大了课程的信息量，又可以提高学生对本课程内容的理解与掌握，锻炼学生解决实际问题的能力，同时也极大地调动了学生学习专业课的积极性和创造性，对学生形象思维和创新思维的培养、审美能力和心理素质的提高发挥特殊的作用。

把Pro/E软件应用在工程制图CAI中，是Pro/E软件的一个创新应用，这样可以形象逼真地反映组合体的投影和投影分析；相关的截交线、相贯线的形成，并可以迅速快捷的把机械制图中的相关知识表达出来，从而改变了机械制图教学中的呆板、枯燥乏味，能够很好地调动学生的学习兴趣，并且有利于学生迅速掌握机械制图相关知识和技能。同时，加深学生对Pro/E的了解，有助于他们的Pro/E三维建模设计制造能力的培养。

通过Pro/E造型技术的学习，学生的画图、读图能力得到明显提高，并为后续专业课程的学习打下坚实的基础。Pro/E简单方便的操作，灵活的装配、拆卸过程，大大加深了学生对装配体的理解，加强了单位空间的概念，更主要的是培养学生有工程设计的意识，以适应社会、科技和知识经济时代对高素质人才培养的需要。

Pr0/E三维参数化造型软件提供了强大的参数化特征造型功能，尺寸驱动功能实现了相同类型不同系列模型的生成，基于其族表技术提出的建立参数化模型库的方法无需编程，工作量小。

借助Pro／E虚拟模型的帮助，可以将课程中一些重点问题如：截交体、相贯体、组合体、剖视图等内容清晰、生动、形象地展示在学生面前，使难点变得容易理解。从而增强了学生的感性认识，增加了所获得的信息量。同时，学生可以通过网上浏览，进行自主性的学习和复习，在提高自学能力的同时开阔了解题思路，同时培养和发展了他们的观察力和想象力，使得他们能够更快、更好地掌握这门实践性很强的课程。

第二篇：ProE软件在中职机械制图教学中的应用

ProE软件在中职机械制图教学中的应用

【摘 要】 本文就中职学校机械制图的教学现状进行分析，以实体表面截交线和相贯线、组合体三视图以及剖视图等机械制图的教学内容为例，介绍了Pro/E软件在机械制图教学中的应用，认为通过应用Pro/E软件可以直观地演示各项教学内容，帮助学生建立三维空间想象力，激发学习兴趣，提升教学效果。

【关键词】 Pro/E软件；中职；机械制图；教学应用

Pro/E软件在机械三维造型领域占有重要的地位，它作为机械专业领域的集成软件，得到了行业的认可和推广，是当今最成功的机械软件之一。Pro/E软件采用了模块化的方式，可分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、工程图绘制、钣金设计等，保证用户可根据自己的需要进行选择使用。而机械制图是机械类专业的专业技术基础课，目的在培养学生的空间思维能力和想象能力，这也是本课程的重点和难点，是培养学生读图和绘图能力的基础。由于中职学生缺乏实践经验，及对机械产品零部件结构的感性认识，导致学习起来比较吃力。本人从事机械制图教学多年，在实践过程中，对该课程的教学现状进行了分析和反思，摸索使用Pro/E软件建立三维模型，以立体的、着色的画面来表达立体模型和零部件，同时运用现代化的多媒体教学手段，将其呈现在学生面前，很好地达到制图课程的教学目的，教学效果有了明显提升。

一、中职机械制图教学现状分析

机械制图课是中职学校机械、数控类专业的主要技术基础课，它对于培养中职学生的空间想象能力、识读和绘图能力等具有重要意义。该门课掌握的好坏直接关系到中职学生毕业后能否适应相关专业工作。然而，这门课程相对于中职学生来说却比较抽象难懂，缺乏空间想象力，导致学生产生厌学、畏学的情绪。为了增强教学效果，教师常常采用实物、模型和挂图来辅助教学，帮助学生理解所学知识。教学效果虽有所改善，但仍不能完全满足机械制图教学的需要。这是因为，挂图展示只能是平面的、单一方位的，内部的很多结构都得不到展示；模型或实物教学固然有很好的直观教学效果，但由于其体积大，重量也大，不仅携带不方便，而且数量有限，不能表达所有的形状。最终导致教师讲解空洞，学生理解费劲的局面。

二、Pro/E软件在机械制图教学中的应用

随着三维设计软件的兴起，采用三维设计软件辅助机械制图教学成了一个很好的选择。目前，在机械专业领域，出现了许多优秀的三维设计软件，Pro/E软件是其中具有代表性的，应用较为广泛的一个软件。利用Pro/E三维设计软件，可以对零部件进行动态的、多角度的三维实体演示，能够将它们的外部形状和内部结构充分地表达出来。教学因此变得更加直观、立体和生动，这样有助于学生理解和掌握所学知识，便于学生空间想象能力的培养，同时帮助学生重树信心，激发学生更大的学习热情。通过Pro/E软件这个桥梁，学生能很好地将二维图纸和三维实体紧密地联系在一起，这样有助于学生识图能力的培养，也为日后掌握工件的表达方法奠定基础。

Pro/E是功能强大的三维设计软件，它的建模功能十分强大，用参数化设计，是基于特征的实体建模系统，可以任意勾画草图，容易改变模型。所以在教学过程中，我们可以随时地、根据情况重新建立教学模型和改变教学模型，还可以针对不同水平的学生，对不同的教学目标调整模型，这样就能够起到减少教学成本、提升教学质量的目的。

三、Pro/E软件在机械制图课教学中的应用

1、在实体表面截交线与相贯线的应用

截交线和相贯线是机械制图课中比较难想象的一部分。因为零部件都不是单一存在的，而是由一些平面切割立体、或者是两个立体相交而成的。学生初识机械制图，缺乏空间想象能力，难免感觉吃力。但是利用Pro/E软件可以很方便地建立如图1所示的三维模型，并且可以根据需要改变平面切割立体的位置，从而得到不同的截交线。在此过程中，学生可以很直观、清楚地看出截交线的形成过程，帮助学生理解和掌握这部分知识，学生的学习兴趣大增，绘制截交线的投影也变得容易，同时降低了教师讲授的难度，教学效果有了明显提高。

相贯线也是学习机械制图的重点内容之一。典型应用案例则是两圆柱正交所形成的相贯线，通过Pro/E软件可以方便快捷地建立三维模型，并且根据需要改变或移动其中一个圆柱的大小或位置，从而得到不同的圆柱间的相贯线图，学生就能很容易直观地理解相贯线产生和绘制方法。

2、在组合体三视图中的应用

读图是机械制图课程的重要内容，中职机械、数控类专业旨在培养学生识读机械图样的能力。而零件图的识读是我们中职学校学生必需掌握的知识，以后用人单位首先要考察的也是这方面的内容。组合体视图是零件图识读的基础，也是机械制图的一个难点问题，但在以往的教学实践中，我们往往感觉，由于缺乏一些模型，学生的想象力得不到开发，从而丧失学习的信心。然而，我们可以采用Pro/E三维软件来绘制三维模型，让三视图与三维模型一一对照，学生一目了然，这样多次重复，问题就迎刃而解了。

另外，对于一些已知两个视图补画第三视图或已知三个视图，补画其他视图中的漏线这类较难的题目（如图2所示），在理论讲解的基础上配合三维实体展示，教学效果更好。

3、在剖视图中的应用

剖视图是表示工件内部结构和形状的常用方法，利用多种类型的剖视图对工件进行正确的表达，是中职生学习机械制图的难点之一。很多复杂零件的内部构造，对于中职生来说很难想象出来，学生根本不知道如何正确的选择剖切方法及剖切平面的剖切位置，制图时不清楚哪些部分被剖切平面剖切，哪些地方要画剖面线。因此在授课过程中，教师用Pro/E软件建立不同类型的剖视图，从不同角度展示各种剖视图，增强学生的空间想象能力，同时用三维模型的各种剖视与自己所画的图形做比较，查出问题，分析原因，积累经验。这样的教学方式可以激发学生的学习兴趣，让学生自觉参与到教学过程中来，成为课堂的主人。

4、建立Pro/E模型库

工件的形状都是非常复杂的，购买各种模型和挂图也是不现实的。因此，本人在授课过程中，将课本和习题册上涉及到的工件用Pro/E软件建模，并生成相应的工程图。这样，既方便教师授课，又便于学生理解和掌握所学知识。随着时间的增加，教师会不断积累，将建立机械制图Pro/E模型库，上传到学校教学资源库平台，让广大教师和学生方便使用，使其真正成为机械制图实践性教学的素材库。

总之，在机械制图教学中使用Pro/E软件，可以在授课过程中对多项内容进行灵活、生动、真实地展示，让学生直观地解决机械制图学习中遇到的空间想象、立体建模、零件装配或拆卸等具体的问题。这样学生不仅学会了知识，而且实现了教学互动，增加了课堂教学的趣味性，更重要的是激发了学生的学习兴趣，培养了学生的创新能力，收到了良好的教学效果。

【参考文献】

[1] 胡建生.机械制图习题集[M].北京：化学工业出版社，2006.[2] 闫瑞涛.机械制图[M].北京：北京大学出版社，2005.[3] 钱珊.机械CAD/CAM课程的教学方法探讨[J].辽宁教育行政学院学报，2007.[4] 郑盛梓.面向三维CAD技术的工程制图教学研究[J].东北大学学报，2005.8.[5] 李昕.谈制图教学中空间想象能力的培养[J].中国校外教育，2007.3.[6] 姚民雄等.机械制图[M].电子工业出版社，2009.

第三篇：任务驱动教学法在《机械制图》教学中的应用

任务驱动教学法在《机械制图》教学中的应用

田有顺

《机械制图》是机械类专业的一门理论兼实践性都很强的专业技术基础课。课程的主要任务是培养具有一定的绘制和识读机械图样的能力、空间想象和思维能力及绘图的实际技能，能在工作岗位上从事业务范围内的设计制图工作。在《机械制图》教学中我们要重视创新教学，把学生的创新能力和技术能力的培养作为教学的目标，要以能力本位、学生主体、任务训练为原则进行教学设计，打造实践课堂。

任务驱动教学法主要是以学生自主学习为中心，以课堂任务为驱动，教师加以引导的教学方式，此教学法真正体现了中职学生对素质教育的基本要求。因此“任务驱动”教学法就是适合这种实践性和操作性都很强的课程，利于掌握实践操作知识和技能，让学生在课堂根据任务自己发现问题和解决问题，同时在这过程中把握知识，提高操作技能，使他们成为真正的课堂主人。

整个教学过程要做好这几个过程：任务设计、任务实施和总结三个基本阶段。现在以我在基本几何体教学中画正三棱锥的三视图为例，谈一下我对运用“任务驱动”式教学方法在《机械制图》教学中的运用体会。

一、任务设计

1、分析教学任务，确定任务目标

教学内容：基本几何体——棱锥的三视图及其表面点的投影。这节内容是平面立体的典型代表，学好本节内容，有利于学生更好地掌握三视图的投影规律，培养学生的空间思维和空间想象能力，提高学生的学习兴趣，从而为下一步的学习打下了基础。本节内容课时数设计为4课时。

重点和难点内容：棱锥（三棱锥为例）的三视图画法及其表面点的投影。

教学目标：使学生掌握平面立体——棱锥的三视画法，并且能够灵活运用辅助直线法及辅助平面法表达棱锥表面点的投影，同时要判断其可见性。

2、分析学生特点，确定任务目标

学生刚接触机械制图，还处于接受新事物新鲜感上，教师在讲解完新课知识的情况下，设置任务，让学生接受任务并去完成任务，使他们获得成就满足感。

任务的解决有可能使学生更主动、更广泛地激活原有的知识和经验，来理解、分析并解决当前问题。问题的解决为新旧知识的衔接、拓展提供了理想的平台，通过问题的解决来建构知识，这正是探索性学习的主要特征。

二、任务实施

1、任务的引导与演示

首先，教师讲解的基本几何体———三棱锥三视图的画法的有关知识，并演示作图过程，重点讲解如何用辅助直线法及辅助平面法画出三棱锥表面点的三面投影的方法和步骤。

然后，提出要求学生要完成的任务（作业）。请全体同学画出下图三棱锥表面点的三面投影。并让一名成绩较好同学上讲台在黑板上演板，其他同学在自己座位上画图。

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2、任务的执行

这个过程是关键，教师要在这个过程中巡视全班，注意观察所有同学完成任务的情况和进度，根据发现的问题，要及时作出启发式的提醒，甚至要求个别较差的同学暂时停下来，参考一下在讲台上演板的同学的画法，得到启发后再去执行要完成的任务。

三、任务总结

1、作品展示、互评

学生完成任务后，首先让同学们评价一下黑板上演板的同学完成的好坏，跟自己进行对照，老师对讲台上演板的同学完成的情况作出评价，并展示正确的解答。下面是用辅助直线法完成的三棱锥表面点的三面投影。

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ac'b'a“(b”)c"bsmc同时推荐优秀作品大家兴赏，并让大家想想自己的作品跟他们相比，好在哪里，不足在哪里，甚至错在哪里。

2、教师总结

作品展示完了以后，大家心里都有数了，相信都会有一定的收获的启发。最后老师根据整个过程的实施和结果，总结知识点掌握的情况和这次任务存在的问题。

时代在发展，社会在进步。在中职教育教学中，我们要不断探索新路子、新方法，以适应当今中职学生的新情况、新特点。在探索教学改革的浪潮中，机械制图也面临着传统教育教学的改革。当今社会要求中职学生不仅要有操作熟练的技术，还需要有自主学习的潜力，任务驱动教学法正好符合这种探究式教学模式。任务驱动教学法给教师和学生的关系带来了可喜的变化，也带来了良好的教学效果。

第四篇：ProE软件在机械原理课程教学中的应用

ProE软件在机械原理课程教学中的应用

摘 要 利用Pro/E软件的机构仿真分析功能分析平面连杆机构的传动角、死点位置和急回特性。借此说明，将Pro/E的机构仿真分析功能应用于机械原理课程教学中，能增强学生的感性认识，提高学生学习兴趣，取得较好的教学效果。

关键词 Pro/E；机械原理课程；运动仿真；机构分析

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）10-0050-02

Application of Pro/E Software in Teaching of Mechanical Prin-ciple Course//YAN Xiaohei

Abstract The transmission function analysis for planar linkage angle，dead position and quick return characteristics by means of Pro/E software simulation.To explain，the Pro/E mechanism simulation analysis function applied in the teaching of mechanical principle course，can enhance students’ perceptual knowledge，improve stu-dents’ learning interest，and obtain good teaching effect.Key words Pro/E； mechanical principle course； motion simulation； mechanism analysis 引言

?C械原理是高等院校机械类专业的一门十分重要的主干技术课。通过本课程学习，使学生掌握有关机构与机器运动学的基本理论、基本方法和基本技能，为进一步学习机械类专业课打下良好的理论基础，并培养学生综合分析和解决工程实际问题的能力。其在机械类专业的课程体系中占有十分重要的地位。

对各种机构进行运动学分析是机械原理课程的重点核心内容，也是难点教学内容，若仅仅依靠板书或静态PPT进行教学，会让学生感觉太抽象，不好理解。Pro/E软件中机构仿真模块是一个集运动仿真和机构分析于一身的功能强大的模块。利用该模块对机构进行运动仿真和分析，能让学生观察机构的整体运动情况和各构件之间的相对运动，并输出分析图，进行定量分析，让学生对机构形成非常直观的感性认识，进而取得非常好的教学效果。Pro/E在机械原理教学中的应用：以平面连杆机构为例

平面连杆机构是机械原理课程介绍的第一类机构，学生对其理解得好坏，直接影响其对该课程的学习信心。该机构的传动角、死点位置和急回特性难以理解，用Pro/E的机构仿真功能对其进行仿真分析，可以让学生非常直观地理解这几个知识点[1]。

用Pro/E建立平面连杆机构模型 用Pro/E软件创建一平面连杆机构中的曲柄摇杆机构，其由机架、曲柄、连杆和摇杆四部分组成，如图1所示。设置机架长为150 mm、曲柄长50 mm、连杆长175 mm、摇杆长100 mm。将这些杆件以销钉的方式装配在一起，并在机构模块为曲柄与机架的连接处定义一个伺服电动机，电动机转速设置为60 deg/sec，运转12秒。

用Pro/E分析机构的传动角 传动角γ是衡量平面机构传动质量的重要参数。当机构运转时，其传动角大小是变化的，为了保证机构传动良好，设计时通常应使γmin?R40o。

在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，传动角γ就等于连杆与摇杆之间的夹角（如图1所示）。可利用Pro/E

的机构分析功能定量分析传动角γ在机构运动过程中的变化情况[2]，具体步骤如下。

第一步，通过分析下拉菜单的测量角命令，为连杆和摇杆之间定义一个角分析特征。

第二步，通过右侧工具栏“生成分析的测量结果”命令，选择前一步生成的角分析特征为测量对象，测量其在曲柄运动2周的过程中，随时间的变化情况，并生成测量结果，如图2所示。

从曲线图可直观看出其γmin?Q30o，不满足机构传动设计要求γmin?R40o。

现将机构的连杆长度由175 mm变更为150 mm，重复以上测量操作，得到如图3所示测量结果，此时γmin?R40o，达到机构传动设计要求。

通过以上过程，可以让学生直观观察传动角在机构运动中的变化情况及杆长变化对传动角的影响，同时让学生形成优化机构的意识。

用Pro/E分析机构的死点位置 死点位置是传动角为零，驱动力对从动件的有效回转力矩为零的位置，也是从动件与连杆共线的位置。

曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，机构无死点位置。当取摇杆为主动件时，单击工具命令“拖动元件”，再选中摇杆，移动鼠标，可控制机构运动；可当机构处于如图4所示的两个位置时，机构无法继续移动，说明机构处于死点位置。此时连杆与曲柄位于一条直线上，传动角为0。

用Pro/E分析机构的急回特性 急回特性是指平面连杆机构中从动件的回程平均速度大于工作行程的平均速度的特性。曲柄摇杆机构就具备这一特性。利用Pro/E的机构分析功能分析摇杆顶点的速度，可让学生更好地理解这种特性。在“分析测量的结果”命令中新建测量对象，设置摇杆顶点的速度为测量对象，测量其在机构运动过程中的变化情况，并生成测量结果，如图5所示。由图可知，当曲柄做匀速转动时，摇杆做变速运动，并且摇杆的行程和回程段速度区别显著，回程段的平均速度明显高于行程段的平均速度，直观地表现了该机构的急回特性。结语

Pro/E软件的机构仿真分析功能可形象清晰地将平面连杆机构的运动状态、传动角变化、死点位置及急回特性展示在学生面前，使学生获得对平面连杆机构特性的感性认识，取得较好的教学效果。此法可同样应用于机械原理课程其他机构（如凸轮机构、齿轮机构等）的教学中。Pro/E软件与机械原理课程的有机结合，可增强学生的感性认识，提高学生的学习兴趣，优化教学效果。

参考文献

[1]董亚峰，程鹏飞，黄莉.ProE运动仿真功能在实验教学中的应用[J].山西农业大学学报：社会科学版，2007（S1）：

74-75.[2]吴昊.基于ProE的四铰链曲柄滑块机构运动分析[J].湖北工程学院学报，2014（3）：121-123.

第五篇：任务驱动教学法在机械制图课中的应用

任务驱动教学法在机械制图课中的应用

摘 要：机械制图是中级技术学校机械加工类专业一门重要的技术基础课，着重培养学生的空间想象能力和思维能力。只有学好这门“工程语言 ”，学生才能运用机械制图的基本知识学好后续专业课程。笔者结合教学实践，以基本几何体中正六棱柱的三视图为例，着重介绍任务驱动教学法在机械制图教学中的应用。

关键词：任务驱动教学法 机械制图 三视图

传统的机械制图教学以传授知识为主，教师讲授，学生练习，讲授的知识点多、细、难，不能充分调动学生的学习主动性，学生的学习能力得不到锻炼，而任务驱动教学方法能很好地弥补传统教学的不足。

所谓“任务驱动”就是在学习的过程中以任务为主线、教师为主导、学生为主体，改变了以往“教师讲，学生听”，以教定学的被动教学模式，创造了以学定教、学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。整个教学过程可以分为任务设计、任务实施和任务评价三个阶段。笔者以基本几何体中正六棱柱的三视图为例，介绍任务驱动教学法在机械制图课程中的应用。

一、任务设计

1.分析教学内容，明确任务目标

教学内容：基本几何体中正六棱柱三视图的学习，包括正六棱柱三视图的画法及尺寸标注。

能力目标：能够正确绘制正六棱柱的三视图及标注尺寸。

任务目标：通过完成任务，达到能力目标和知识目标的结合，实现理论和实践的统一。

2.根据学生特点及知识储备，确定任务项目

学生已经学习了三视图的投影规律及物体上顶点、棱线、表面的投影，有了一定的知识储备。此外，正六棱柱的形体结构比较简单、常见、易懂，因此，教师要抓住机会，让学生接受任务、完成任务，以满足其成就感和求知欲。在教学时，学生对于基本几何体并不陌生，教师要理清步骤，让学生按照步骤一步步完成。

3.确定具体任务目标

任务1：课前制作正六棱柱，加深学生对正六棱柱形体结构的认识。

任务2：分析正六棱柱结构特点。

任务3：正确绘制正六棱柱的三视图。

任务4：在三视图正确地标注正六棱柱的尺寸。

二、任务实施

1.任务引导

课前展示正六棱柱的制作过程，学生在课前完成制作。教师在课上根据学生制作的模型来讲解正六棱柱的概念，结合学生初中学过的有关知识，启发学生分析在日常生活中和生产实习中见过哪些外形是六棱柱的物体，或含有六棱柱结构的物体。利用模型引导学生分析正六棱柱的结构特点，即：两底面是全等的正六边形；六个侧面是全等的矩形，且都与底面垂直；六条棱线等高，且与底面垂直。在分析时，教师要起到引导作用，采用对学生分组指导和小组合作学习，注重师生互动和生生互动，通过课堂任务，突破难点、重点。在操作的过程中，学生难免会出现这样那样的错误，但这些错误会让学生的探索更加深入，此时，教师要提出问题引导学生主动学习。

2.任务演示

教师合理摆放正六棱柱模型，启发学生思考围成正六棱柱的各个平面的种类名称，引导学生对照模型分析正六棱柱的三视图，要注意分析两个底面和六个侧面的投影，特别注意分析形体上的投影面垂直面的投影。分析时要结合前面所学过的物体棱线的投影和物体表面投影的有关知识，达到温故知新的目的。最后，学生动手尝试三视图的草图绘制。

3.任务执行

演示结束后，学生分组讨论并根据演示来进行三视图的绘制及标注尺寸，尤其注意左视图和俯视图要符合宽相等的投影规律。以往学生绘制时往往使其宽度等于主视图的“长”，教师要给予正确引导，让学生分析出长和宽，即：长等于正六边形的对角距，宽等于对边距，两者是不相等的。教师要特别强调，防止学生出现错误。

三、任务评价

学生完成任务后，教师把学生的作品进行展示，推荐优秀的绘制图形让大家欣赏，并请学生分析自己的不足。最后，教师根据整个过程的实施和结果，总结该次课程中知识点的掌握情况、学生自主学习、小组学习情况及在整个实践过程中普遍存在的问题。该次课程虽然内容简单，却是任务驱动教学方法的一次很好的尝试。

总之，任务驱动对学生而言是一种有效的学习方法；对教师而言是建构主义教学理论基础上的教学方法。它改变了传统的教与学的结构，使学生真正成为学习的主体，有助于形成“教、学、做”一体化的教学模式，使理论知识的学习与实际操作的训练相结合，学生的操作技能、识图能力都能得到一定的提高。

参考文献：

[1]谷江南.AutoCAD与机械制图融合式教学的探讨[J].职教论坛，2010（23）.[2]董火琴.浅议任务驱动法在“机械制图”教学中的应用[J].科教文汇，2010（10）.[3]郭岩.以任务驱动的项目教学法探析[J].西北职教，2007（10）.[4]秦和鸣.教育学浅论[M].上海：教育出版社，1981.（作者单位：河北省廊坊市高级技工学校）