Solidworks 软件与机械制图教学的融合与探索

康玮明

（抚顺职业技术学院，辽宁 抚顺 113122）

随着科学技术的发展，信息学科正在不断崛起，计算机仿真技术也被广泛应用。当代大学生的学习追求的是高效率，如何在最短的时间内达到学习的目的。Solidworks 是一个主流的CAD 解决方案，它的发展符合时代的主流，功能强大，学习容易，拥有创新的技术，这些都是这项技术的优势。在使用过程中，Solidworks 通过计算机算法为设计提供最优的解决方案，最大地减少损失和错误，最终使利益最大化。这使它在拥有强大功能的前提下还能获得工程师的青睐。对于熟悉微软的用户来说，Solidworks 是最好的设计软件选择。它的各项功能都可以为用户提供最舒适的体验，能够在短时间内完成设计。对于设计师来说，时间是很重要的，节约了时间就能提高工作效率，也能更快地完成产品然后投入市场。这几乎是所有人的奋斗目标。Solidworks 在目前是一个非常合适的解决方案，它的存在使三维创新研究运用在工程技术领域，使三维仿真技术的利用得到了前所未有的提升[1-3]。

一、高职Solidworks 软件教学中的应用——任务驱动法

Solidworks 是达索公司旗下关于CAD 领域的顶尖的应用产品，此产品对三维构图的功能全面，组件齐全，然而对于高职阶段的学生来说学习Solidworks 确实有一定的难度，对于课堂教育中的教师和学生来说都是一个不小的挑战。在进行Solidworks的教学中，教师可以运用任务驱动的方法，通过制定具体的任务，使学生在有着具体目标和方向的情况下学习，使学习过程更有效率[4-5]。任务驱动教学，不仅可以激发学生学习的主观能动性，更能使学生在学习理论知识后尽快地进行实践和练习，这更体现了高职院校为国家培养职业技术人才的初衷和意愿，让学生在学校学习的过程中积累经验，使学生未来的就业更加顺利。对于学生来说，自主探索得到的知识和通过努力完成的任务都会给自己带来自豪感和成就感，课堂中轻松的氛围和教师的指点，会使学生在任务驱动中得到更快的提升。

（一）任务设计环节

在职业技术院校对Solidworks 软件的教学过程中，关键点就是此软件的任务设计，这个任务与教学质量有着重要的联系。教师在教学过程中，要保障学生与教学内容有机结合，上课时讲解，下课时学生自己动手完成，所以需要考虑到任务的难度。过于简单学生对此提不起兴趣，也达不到教学的要求；过难，学生会感到害怕而不愿意去尝试。学生的设计需要教师着重思考，最好是能够结合一段时间的教学成果，但是又加入新的知识，教师在设计时需要做到考虑全面缜密，要精心设计教学内容，考虑到学生目前接受新知识的能力，做好完整的教学进程表，在不同阶段设计不同的任务，对学生的学习兴趣进行阶梯性激发。教师在Solidworks 软件的教授过程中，可以给学生举一些经典案例，运用课程的引导方法，对课程的任务进行分析，完成任务后可以对任务进行总结，最后得出结论和经验。

（二）任务布置

在学习过程中，学生是学习的主体，教师起到辅助引导的作用。同时，教师不仅要考虑到学生知识层面的收获，还要考虑学生在执行任务的过程中能够从中收获什么意义和内涵。遇到较难的任务时，教师可以进行演示，让学生拥有完成任务的信心。在发布任务的过程中，教师可以根据实际情况分配任务，可以是个人任务，也可以是小组任务。

不同的训练方式可以使学生的自学能力、思维能力等方面得到锻炼。在这种教学方式下，学生可以掌握自己的学习方式，不再是被动的学习，学生可以根据自己的需要进行主动的学习。这是教学改革的一个重要进步。在实施任务时，教师可以根据需要给学生介绍快捷键功能。快捷键就是用最快的速度来做出操作。教师可以在课堂上对学生进行演示，学生认识到快捷键的方便之处后，就会主动地记住这些快捷键并在日常生活中使用，就可以节约大量的时间。

（三）任务完成情况总结

对于学生来说，任务完成后并不能马上结束，而是进一步对任务的完成度和难点进行总结和归纳。任务完成后的总结，既是学生的自省过程也是学生的提高过程。在任务中暴露出的问题如果没有进行总结、改善，这个问题在下一次任务中依然会成为学生的绊脚石，进而耽误时间甚至错失机会。学生的总结可以采取汇报的形式，让学生在讲台上汇报此次任务在完成时遇到的问题，并提出解决方法，让台下的同学对总结进行点评和指导。这种方法不仅可以把完成任务过程中遇到的问题分享给全班同学，提醒同学容易出现问题的知识点，并与同学们一同思考，进而找出汇报过程中的不足之处，让汇报的同学对个别细节问题记忆深刻。最后教师对各组同学进行总结点评，肯定各组的优点和独特见解，然后指出个别同学未发现的问题，使学生对于任务完成的总结更加完善，让同学对自己问题认识更加深刻。

二、机械制图课教学过程中的问题及对策

机械制图这门课程的知识技能应用广泛，几乎是所有工科学生的必修课，对于机械、电气和土木甚至包装都有着重要的地位[6-7]。对于刚接触这门课的学生来说，机械制图的难度和对学生的接受能力的要求都会偏高，而对于这门工科的 “基础课”，学生必须跟上教师的步伐进行学习，否则对于以后的课程都会有影响。对于教师来说，机械制图这门课涉及的模型都不易展示和携带，很难让学生在现实中感受模型，这使得学生的学习难度大大增加。

机械制图这门课的主要难度在于如何使学生对于二维平面视图和三维视图熟练地进行相互转换。为了达到这种教学效果，学生必须反复研究各种基础模型以及与之相结合的模型，使这些模型的性质和结合的方式深深地镌刻进学生的大脑，使学生在以后的课程和工作中对于二维图纸转换成三维实物得心应手。

为了获得更好的课堂教学效果，我校（抚顺职业技术学院） 的机械制图课程初步进行改革，把Solidworks 引入课堂[8-9]。在学生的课后评价中，发现把Solidworks 引入课堂后，学生确实可以更好地体会到各种模型的性质和形状，但是学生在课堂上缺乏互动性。这个初步探索虽然还有弊端，但是总体来说是一个好的开始，值得进一步探索。

三、Solidworks 设计软件在专业教学中的实施

目前，机械制图课大多在多媒体教室进行，将Solidworks 设计软件应用于机械制图课程教学过程中，这使我们发现了解决问题的新思路，更给实际应用提供了可行性。Soildworks 可以作为设计软件投入到课程中，解决模型问题；此外，结合多媒体教学的特色——个性化，机械制图课程教学模式的改革便有了可能性。

教学活动中，多媒体教学环境不仅可以提高教学过程的多样化与个性化，其不依赖于过多实体教具的特征也赋予了课程更多可行性，使得全方面、多角度甚至动态展示教学成为可能。同时也极大地丰富了教育资源库，为每位同学自行创造，发挥想象力，根据自身条件与要求自由设计模型创造了先决条件。在这个过程中，学生对机械制图课程的学习焦虑与不安会大大减少，取而代之的是成就感与求知若渴的学习兴趣。由此可见，Solidworks 设计软件在设计过程中可以提供的线上条件、可视化、弹性使用等多样性功能使其在专业课程教学过程中发挥了举足轻重、事半功倍的效果。同时，针对工业案例进行技术分析和创新训练的过程中也能得到极大应用。对于Solidworks 的有效应用可以贯穿学生的学习生涯与就业履历，使学生拥有可持续的职业发展生涯[10-11]。

四、Solidworks 软件与机械制图课程的融合

教师根据教学计划、教学重难点建立统一的模型库，课堂上教师根据教学进度安排逐一讲解，将抽象的图形具体化，学生可针对模型仔细观察，认真分析，结合习题充分理解机械制图课程中知识点，例如点、线、面对应关系，三视图生成构线等等。Solidworks 在机械制图课程中的应用可有以下几方面的表达。

（一）基本几何元素的表达

基本几何元素的表达，包括三视图的形成及其投影规律，点、线、面投影。教师建立典型实体模型库，利用软件自动生成工程视图的功能，及自动通过变色显示基本元素点、线、面对应关系等功能，教师针对模型进行讲解，学生通过观察与分析初步建立三视图概念及其投影规律。

（二）基本体的表达

基本体的表达，包括基本立体视图，以及重点截交线与相贯线的表达。利用Solidworks 软件建立相关模型就可直观地在实体图形中显示截交线与相贯线的具体形式，这使同学们更加便于理解，并且在教学过程中教师利用Solidworks 软件参数化特性可以方便地展示不同条件下相贯线和截交线的形式和特点。

（三）组合体的表达

组合体的建模过程从根本上来说也是组合体的分析过程，教师根据组合体建模的步骤同时进行讲解，使同学们进一步理解组合体的形体分析法及线面分析法。

（四）复杂零件的形体表达

轴类零件需要断面视图，箱体类零件需要全剖视图或半剖视图、局部剖视图等，这些都是机械制图课程中的重难点，利用Solidworks 软件剖切视图、断面视图等功能，可以对实体模型进行任意、动态的剖切和显示，过程直观而不枯燥。

（五）装配部件的表达

利用Solidworks 软件自动生成装配体视图功能，直观便捷地表达了零件之间装配后的线、面遮挡关系，更加便于理解。

五、Solidworks 软件在其他专业课程中的应用预期

Solidworks 软件具有实体建模、高级曲面建立、装配体建模、机构仿真、数据转换、设计协作重复任务的设计自动化等产品功能。因此教师可以深入学习、深入挖掘将Solidworks 设计软件与其他专业课程的教学有机地结合在一起，帮助其他课程更好地开展教学活动。

在教学活动中，教师将Solidworks 设计软件与专业教学有机地结合在一起，这一方面可以改变现有教学方法存在的问题，另一方面还可以带来新的教学方法。这种方式可以帮助教师更好地给学生解答专业知识，提高增强学习兴趣，调动学生学习自主性。不过要将Solidworks 设计软件应用到教学活动之中，需要教师花费许多时间和精力，积极地做好准备工作。