论创新实践在Pro/ENGINEER教学中的作用

王 慧

(淮南职业技术学院煤矿机电系, 安徽淮南232001)

论创新实践在Pro/ENGINEER教学中的作用

王 慧

(淮南职业技术学院煤矿机电系, 安徽淮南232001)

Pro/Engineer是最流行的CAD/CA M设计软件之一,目前已成为高职院校机电类专业必修的课程,Pro/Engineer结构复杂、模块众多、功能强大,学生需要完成大量练习和案例;创新实践在其中扮演着重要角色,不仅提高学生学习兴趣,激发强烈学习意愿,同时强化学生创新爱好和创新意识,在实际教学中效果显著。

Pro/Engineer; 创新实践; 设计能力

Pro/Engineer是集零件造型、工程分析、模具设计、数控加工等功能于一体的大型CAD/ CA M参数化设计软件。它广泛应用于航天航空、机械、汽车、模具等行业,是目前进行产品开发及模具设计最有效的工具之一。为了能适应社会的发展和需求,Pro/Engineer已成为高职高专机电类专业的必修课。通过课程的学习,要让学生具有灵活运用各种基本命令的能力、较强的空间想象和设计能力以及熟练的零件装配及工程图设计的能力,为将来的实际应用提供必要的基础。

一、课程特点

Pro/Engineer是一门实践性较强的技术课。在常规教学过程中,学生上机实践的时间多于理论课的时间。如果是学做一体的课程,学生实践的时间将会更多。在实践中开展学生的创新实践与自主设计是提高对各种命令掌握度和运用灵活度最有效的方法之一。

Pro/Engineer结构复杂、模块众多、功能极其强大,同时它的设计立即可见、形象、立体、逼真,可以贴近生活,有很大的灵活度。

在零件设计环节,要先对模型进行深入的特征分析,掌握零件由哪些特征构成,明确各个特征的形状以及它们之间的相对位置和连接关系,然后根据特征之间的主次关系以一定的顺序进行建模。建模中有些命令的名称相似,比如扫描、混合扫描、可变剖面扫描,还有混合、边界混合等,学生初学时容易混淆,以至在建模时出现错误。以最常用的“拉伸”命令为例,完成一个简单的拉伸要经历选取草绘平面——草绘——指定拉伸方向和深度这三大步,当中还有选取参照平面、指定草绘参考、是否减材料等等细节步骤,熟练记住并掌握一个命令的使用必定要经历反复练习。

在装配设计环节,通常需要学生先创建单个零件模型,然后在组件中根据它们的装配关系逐一对零件进行装配。其中零件尺寸是一个关键点,小到一个螺钉、一个孔径,都要完全关联,这就需要学生对设计有统筹概念,并且要仔细耐心。

在工程图设计环节,要求学生掌握工程图的相关标准,同时能将自己的设计方案,用符合国家技术标准且科学、规范、美观的工程图形式表达出来。这是对一个设计师最基本的素质要求。

在模具设计环节,要求学生能够创建毛坯零件、设计分型面、分割模具体积块、设计浇注系统、铸模、开模及模型分析等。这需要学生有良好的模具技术专业知识和较为熟练的Pro/Engineer操作技能。

Pro/Engineer是一门需要大量练习来支撑的课程,且要有一定的机械制图和机械设计基础。每一个环节都要让学生循序渐进的掌握软件的基本用法,再进一步将知识融会贯通,迅速、熟练的掌握软件使用技巧。

二、创新实践在Pro/Engineer学习中的作用

学生在Pro/Engineer学习过程中需要完成大量练习和案例,这其中一部分是老师给予或从网络等其他途径获得,另一部分就是完全的自主设计。拟定一个主题,从定尺寸、设计外观、确定各部分位置关系、出工程图等一整套流程,让学生完整地感受设计的过程。在设计过程中必然会遇到各种各样的问题,解决问题,就需要学生主动去搜索所学过的课程知识,并与同学积极交流,找出问题的症结,完成设计。学生的主观能动性在此时就被充分地调动起来了。

现在很多学校推行项目导入式教学,通过实例引出教学内容,这其实就给学生提供了设计思路和设计模式。设计的选题可以很广泛,从与专业相关的减速器、夹具、模具设计,到与生活密切相关的自行车、转椅、台灯的设计。设计的过程也可以仿照案例中的做法,从易到难,从简到繁,了解设计的步骤,掌握设计的方法,学习设计的经验。让学生积极主动地去思考选择设计主题,并创作出与他们息息相关的各种东西,可极大激发学生的创作热情。

Pro/E实训一般为1-2周,在这么长的时间里,如果只是让学生一味地照葫芦画瓢,学生会对学习产生消极情绪,甚至会逐渐失去学习兴趣。这时,创新意识就会在学生的脑子中发芽,学习变成我要画什么,我想画什么。在自主设计过程中,他们会尝试不同的命令来完成同一个特征,或者综合使用几个命令来使特征更加美观、合理、实用,以达到逼真的效果。在完成创新设计的过程中,以前所有学过的命令、技巧都会被唤醒,学习由被动变成主动,我要用什么命令,怎样画会更简单,作品效果不好怎么办,在各个反复的过程中,知识已经悄然地被吸收、消化,真正做到“不是老师教的会,而是学生学的会”。

哲学上说:物质决定意识,意识决定行为。行为是意识实现的手段。自主命题、创新设计还有一个极大的好处在于能激发学生主动学习的能力。老师在课堂有限的时间内,不可能把所有命令和绘图技巧都逐一讲到,那么学生在设计过程中,一旦发现现有的命令不足以支撑他们完成心中所设想的东西,他们就会主动地去寻找解决问题的办法,翻课本、查资料、搜网络,这些办法统统被积极用上,而且比在课堂上更加专注、用心。

教学的目的就是让知识从书本跑到学生的脑子中去。学习就是其中的通道,如何让这条道路保持通畅,就要借助“创新实践”这名清障工的帮忙。不塞车了,知识才能输送的快捷、及时且有效。

三、提高创新实践能力的方法

创新是人类的本能,它受客观因素、社会因素和主观因素的影响。良好的基础知识是创新成果诞生的良好基点,因此在日常教学中要保证学生学习的有效性。没有坚实的知识积累,就不可能有新颖、独特且优良的创新设计。

在Pro/Engineer学科中实施创新教育,一方面是心理层面的引导,让学生自愿、积极地去学习;另一方面是实践层面的督促,强化学生分析、研究、解决问题的能力。强调学生的主体性和自主性,是提高创新实践能力的基础。在Pro/Engineer创新实践中,先让学生拟定自己的设计方案,并进行零件的设计计算和相关尺寸的确定,然后利用Pro/Engineer三维设计软件对设计的零件造型,再进行零件装配和绘制工程图等步骤。如发现问题,重新修改零件模型,直至完成设计。利用Pro/Engineer的自顶向下的设计方式和其强大的参数化功能,整个结构可以非常直观地显现出来,整个设计过程与学生的认知规律更加相符合。使学生从感性和理性上能够更加深刻地理解设计的内涵,能够更好地增强学生的设计想象力。同时,Pro/Engineer这么一种灵活生动的学习过程,可以使学生切实体会到一种全新的设计方法和学习乐趣,激发出强烈的学习意愿,从而强化了学生的创新爱好和创新意识。

创新是有规律可循的,要学会借鉴和重新组合别人的东西,并同时培养科学的学习习惯和思考习惯,激发思维的灵感火花并及时保存;遇到困难时,还要善于用逆向思维考虑问题的症结,逐层排查,攻克难关。

缺乏创新意识,懒于创新实践,是很多学生在设计类软件学习中出现的问题。加之学生缺乏实际经验,导致在设计过程中反复修改,多次返工。长此以往,难以调动学生学习热情,容易产生厌烦心理,教学效果变差,设计能力和创造能力很难提高。鼓励和督促学生进行创新实践,可以明显增加学生的学习兴趣,激发学生创新意识,全面提高学生的三维设计能力,以更好地应对企业和市场的挑战。

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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

淮南职业技术学院院级教研项目(项目编号:HJX10-10)

王慧(1979-),女,安徽淮南人,讲师,研究方向为先进制造技术,电话:13956409259。