Pro／E（Creo）课程教学改革思考与实践

张富晓

（西南石油大学 机电工程学院，四川 成都 610500）

Pro／E（Creo）课程教学改革思考与实践

张富晓

（西南石油大学 机电工程学院，四川 成都 610500）

随着现代制造业的发展，企业对产品从概念设计到产品级、部件级的设计要求也越来越高。Pro／E（Creo）作为一门实践性很强且面向实际应用的重要课程，传统的授课模式和陈旧的软件系统，很难让学生体会到技术革新所带来的巨大优势，无法激发学生的学习兴趣。该文分析当前Pro／E（Creo）课程教学中存在的不足，提出了一些改进措施，从培养高水平设计人才以满足社会需求出发，对该课程教学的改革进行思考和探讨。

Pro／E（Creo）；教学改革；产品设计；创新能力

在现代产品设计中，随着设计手段日趋先进，越来越多的产品设计已经不再停留在二维的设计领域，更多地朝着三维的产品设计发展。企业对产品从概念设计、结构设计到详细设计，整个产品设计周期对产品级、部件级、零件层与特征层等多层次的设计要求也越来越高。而Pro／Engineer软件提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境，可以实现三维造型的随意性和方向性，可进行模拟装配和有机的可行性分析，为产品设计的创新提供了有力手段，大大缩短了设计周期，降低了生产成本。这些三维实体模型和真实事物具有极高的相似度，在表达设计意图时非常直观、明了，已广泛应用于电子、机械、模具、汽车、航天、家电等各行各业［1－2］。

1 PRO／E（Creo）课程历史简介

1988年，美国参数技术公司PTC（parametric technology corporation）发明的V1.0 Pro／Engineer一经推出即引起机械界（CAD／CAM／CAE）的极大震动。经过20余年的发展，Pro／Engineer已经成为三维建模软件的领头羊，目前已经发布了Pro／Engineer WildFire 6.0。设计师可以根据自己的意图很方便地勾出设计草图，系统自动建立设计对象各元素之间的约束关系，以便设计者更新草图尺寸时，系统能自动更新校正草图的几何形状［3］。它是一套由设计至生产的机械自动化软件，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能的综合性软件［4］。

2010年PTC公司推出全新升级的Creo参数化设计软件，实现了从Pro／E到Creo的机械设计王者之路。Creo是整合了PTC公司的3个软件（Pro／Engineer的参数化技术、CoCreate的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术）的新型CAD设计软件包，针对不同的任务应用采用更为简单化的子应用方式，所有子应用采用统一的文件格式。Creo在拉丁语中是创新的含义，它集二维、三维直观和三维参数化3种设计方式于一体，解决了困扰已久的CAD环境中的可用性、互操作性、技术锁定和装配管理方面的应用难题［5－6］。用户在某一个模式下创建的数据，都能在其他模式中访问和重用，而且用户还可以在不同模式之间进行无缝切换，不会丢失信息或设计思路。参与整个产品开发流程的每一个人，都能够获取并重用Creo所创建的信息，从而提高原有系统数据的重用率，确保在内部和外部团队之间轻松共享数据。

功能如此强大的设计软件，给机械行业带来了日新月异的变化。目前很多高校已开设了Pro／E（Creo）课程，但是传统的教学方法无论是授课内容、授课方式还是教学重点等，都很难激发学生兴趣，很难真正培养学生的知识技能以及建立学生三维参数化建模的思维方式。

2 传统教学存在的不足

2.1 软件使用同产品设计方法与教学之间的联系不足

由于高校机械类工科课程设置将Pro／E（Creo）等绘图软件归属于工具学科，该软件主要用于绘图或者辅助理解机械结构的作用。虽然随着软件使用的深入，对软件课程教学理解正在发生改善，但是目前注重软件命令使用，轻视设计方法的教学方式依旧没有根本改变。对于工具软件，应该更注重介绍其在实际产品设计过程中的应用，而不是软件本身的教学功能，否则将导致学生即使学过了Pro／E（Creo）课程，也只能是知其然不知其所以然，在实际应用中无法转化成自身的技能。

2.2 软件应用与机械设计实际情况联系不紧密

Pro／E（Creo）软件功能强大，实际设计过程中，20的功能可以完成80的设计。因此，在有限的课时内，应当主要介绍最常用的命令，而不是将所有的命令全部介绍。学生在练习时，往往跟着老师或者例程上的步骤，按部就班，完成同样模型的绘制，在面对真实的三维设计时，又无法进行知识迁移。更重要的是，Pro／E（Creo）软件的最核心功能为参数化设计和自顶向下设计，企业实际运用的最多，然而课程中又很少涉及。

2.3 软件更新不及时，课程设置不合理

目前很多高校已经开设了Pro／E（Creo）课程，但大部分教师都还沿用旧版的Pro／E软件来进行授课，既不升级更先进的Creo系统也不加强自身知识的学习，按部就班地进行操作演示；学生机械记录操作过程，并按照教师给出的设计思路和课本已有的方案进行设计。陈旧的授课方式和落后的软件系统，根本让学生体会不到产品设计的先进性和每一次软件技术更新所带来的巨大优势，学生不能真正掌握Pro／E（Creo）课程产品设计的精髓，也很难激发学生设计未来产品的兴趣，学习主动性和创造性无法得到培养，严重束缚了学生创新能力的发挥［7］。

3 教学改革的思路和方法

针对教学现状，必须积极对Pro／E（Creo）课程进行改革。从工具、设计方法和教学形式3个层面进行教学改革。

1）工具层面：在教授命令使用时，应该直接使用成品零件图纸，老师带领学生讲解建模思路，并用多种建模方法进行对比。让学生知道设计不仅仅是完成初次建模，同时也要注重后期的修改效率。在多种建模比较之后，让学生在实际建模中，熟悉不同的命令的不同用法，加深记忆，熟悉软件命令。

2）设计方法层面：在进行多种建模方法比较后，必须立刻进行方法总结，表示出不同设计要求下，采用最合理的建模方法和建模特征叠加的次序。特别强调在草绘时参考和约束的优先级应高于尺寸定位。在进行装配图教学时，一定要介绍骨架装配、自顶向下装配以及数据共享的使用。

3）教学形式：教学地点可以将学生从教室移到机房，教师电脑屏幕有投影仪投至大屏幕。学生跟着老师同时进行建模，出现问题可以立刻发现并进行更改。每到几个命令讲解结束时，现场发一张图纸，让学生利用刚刚学到的知识进行绘制。

4 Pro／E（Creo）课程教学改革

4.1 参与式教学法

根据Pro／E（Creo）课程教学以及其他计算机辅助设计软件（CAD）相关课程实际情况，将参与式教学法融入教学中。

在参与式教学法中，授课教师根据实际的产品或课程设计中学生完成的产品与教学内容，设置若干个教学主题，组织学生围绕这些主题进行讨论并进行模型特征的堆积。然后让学生在课后完成模型绘制，上台介绍绘制过程和设计思路，变教师被动讲授为学生自主传授，最后由教师进行点评讲解。例如，在模型装配管理时，授课教师通过人为设置一些设计时必须遵守的设计准则和禁止使用的一些命令，达到改变主要参数和相关参数的目的。组织学生讨论设计思路和绘制模型步骤相统一的方法，并由学生利用“插入柄”工具逐步讲述建模心得。这种教学方式让学生充分参与到Pro／E（Creo）教学过程中来，极大地提高了学生的学习兴趣和参与积极性［8－9］。另外，可同时让多个同学针对同一个产品进行设计思路的讲解，找出不同的设计方法和建模过程，由老师和同学一起对各设计方法进行点评和优化，最终找出最优的设计思路进行建模。

4.2 授课内容紧密结合最新产品发展趋势

授课内容要密切结合社会机械设计的发展需求。机械设计制造遍布各行各业，发展更是日新月异，在某些大众消费品中更新换代速度非常迅速。以手机外壳设计为例，短短几年时间，就完成了按键到全屏的发展，模具产品结构都发生了极大的变化，重工行业的特种加工在机械制造领域应用也非常普遍。

每一次新技术的进步都会带来产品的革新，在提高产品质量的同时，设计理念和设计方法都会发生改变。若授课内容不能与时俱进，不仅会大大降低课程的时效性和实用性，同时也会影响到学生在将来就业岗位中的适应性。因此，针对每一届学生，授课教师都应及时更新软件，播放各种展会上面的最新机械产品案例，带来最新的设计理念。

4.3 加强实验环节的训练

学生进入机房，拿到图纸之后首先要对零件功能进行分析，对该零件和装配体的装配关系、结构功能分析之后，进行模型绘制。课程应安排全部时间进行上机操作，结课时将断网的计算机作为考试平台，分给学生一幅装配图，学生按照自己所学到的设计方法，自行建模、装配和仿真。

随着机械行业和装备制造业的发展，我校大部分学生倾向于石油行业以及石油机械行业的发展，所以近年来学校将石油机械的产品结构作为案例引入Pro／E（Creo）课程教学。学校引进了数台石油机械现场的机器或模型，用于教学演示和分析。这样不仅能加强直观印象，而且能深入了解产品组成和工作原理，激发学生的设计灵感和创新思维。

4.4 注重设计报告和课程心得体会的撰写

设计报告要求结合课上理论知识，针对课上绘制的模型主要描述特征累加时的设计思路。由于绘制的产品模型较多，授课教师设置的设计要求也不同，因此考核中基本上每个学生都会遇到不同的情况。与传统实验中学生完成的作业千篇一律完全不同，要求每个学生都结合自己遇到的情况来完成，这样每篇设计报告都会有不同的特色，达到了设计报告撰写的目的。

实践操作后，要求学生总结学习Pro／E（Creo）课程的心得体会，目的在于锻炼学生总结概括的能力，让学生构筑对于机械设计整个课程的学习思维体系，包括设计方案的合理性和创新性、针对同一类型零部件最优设计方法的概括归纳等。

4.5 联系授权培训中心，加强校企合作

加强校企合作人才计划，为教育与工业搭建一座桥梁，可专门定制配套的课程和评估体系，开展一到两周的实训，让学生深入企业进行实地锻炼，针对企业对三维产品设计人员的主要技能要求，着重培养学生将工程或产品的设计方案、产品原图、草图和技术性说明及其他技术图样所表达的产品，构建成可用于设计、加工等用途的三维数字模型的能力；联系PTC授权培训中心和授权考试中心，为具备相当设计技能并考核合格的学生颁发技能证书，使学生能够更好地满足企业岗位需求，从而真正实现校企的无缝对接，积极为企业输送更多高素质、高水平的设计人才。

5 结束语

Pro／E（Creo）是一门实践性很强且面向实际应用的重要课程，学校应从培养学生学习兴趣着手，让学生建立正确的三维参数化设计理念和自顶向下的思维方式，围绕学生零件设计与建模能力的培养与提高来组织教学。针对课程特点，尽可能地发挥学生的主观能动性，采用使学生参与其中的教学方法和手段，激发学生的学习兴趣和主动性，这样才能取得良好的教学效果，真正达到提高教学质量，培养高水平设计人才的目的。

［1］何秋梅.Pro／E软件在机械设计基础课程教学与课程设计中的应用［J］.装备制造技术，2013（2）：198－200.

［2］沈斌，宫大.产品广义参数化设计的研究［J］.计算机工程与应用2006（31）：93－96.

［3］金建国，周明华，邬学军.参数化设计综述［J］.计算机工程与应用2003（7）：16－18.

［4］姜洪奎.Pro／ENGINEER Wildfire 5.0中文版数控编程基础与典型范例［M］.北京：电子工业出版社，2011.

［5］林卫共，田红亮，张力.Pro／E在测定滑动轴承径向油膜压力中的应用［J］.实验科学与技术，2012，10（6）：33－35.

［6］胡仁喜，王宏.Creo Parametric 1.0中文版工程图三维参数化设计［M］.北京：机械工业出版社，2012.

［7］葛浩，林其斌.单片机课程设计教学改革与实践［J］.实验技术与管理，2011，10（28）：138－143.

［8］易法令，谢云.计算机硬件教学的系统性与实践性探讨［J］.理工高教研究，2005，24（1）：83－84.

［9］李越，徐德华，隋丽等.计算机组装与检测实验教学改革的思考与实践［J］.实验技术与管理，2014，11（31）：173－176.

Practice and Thinking of Experimental Teaching Reform of Pro／E（Creo）Course

ZHANG Fuxiao
（College of Mechanical and Electrical Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China）

With the development of modern manufacturing industry，enterprises of products from concept design to design product level，component level requirements are also increasing.As an important course，Pro／E（Creo）is a very practical and application，it is difficult to let students feel great advantage brought by the reform and to stimulate students’interest in learning with the traditional teaching mode and the old software system.From the cultivation of high level of design talent，this paper analyzes the current existing deficiency in the Pro／E（Creo）teaching，puts forward some improvement measures to meet the need of society，and to think and discusses the course teaching reform of Pro／E（Creo）.

Pro／E（Creo）；teaching reform；product design；innovation ability

G642.0

A

10.3969／j.issn.1672－4550.2016.06.050

2015－05－09；修改日期：2016－05－20

张富晓（1987－），女，硕士，实验师，主要从事石油装备机械设计方面的研究。