基于三维PFo/E技术和机械原理课程一体化教学改革探索

王彦力 田瑞

【摘要】三维Pro/E技术在机械制造业中的广泛应用，给机械原理课程的改革提出了新的要求。将机械原理的理论知识和三维Pro/E技术的实践相结合，以机械原理课程中的各种机构为栽体，通过Pro/E软件对各种机构进行实体建模、生成工程二维图、装配设计和运动仿真，使学生认知起到强化作用，为提高学生的学习自主性和教学效果具有积极作用，同时为机械原理课程教学改革提供参考。

【关键词】机械原理 Pro/E技术 教学改革

一、机械原理课程改革的意义

随着计算机技术在机械行业的飞速发展，此类人才也急需紧缺。再加上现阶段，独立本科教育正处于转型之中，原本理论知识讲解占大部分的模式已不能满足现有教学，需要把企业专业人才培养模式带入课堂，把理论和实践完美的结合，以培养适合现代企业需要的机械方面高技术人才。

《机械原理》是本科开设的一门专业基础课程，课程理论性较强，知识点深涩难懂，导致教学效果不佳。经过很多教学改革，但学生很难直观的理解。将三维造型设计融入到机械原理的课程体系中，使课程的教学模式有了新的突破，既能提高学生对机械原理课程的兴趣，还能强化学生三维构型设计能力的培养和理论知识运用到实践的能力。

为此，我们以机械工程专业为试点，对《机械原理》和《三维Pro/E技术》两门课程做了一些教学改革，形成新的教学体系，提升教学效果。

二、機械原理课程体系及其核心内容

机械原理研究的对象是机械，研究的内容是有关机械的基本理论问题。机械又是机器和机构的总称。连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系机构和其他常用机构及其设计是机械原理里边的核心内容。因为学生空间想象能力不强，平时上课借助多媒体技术进行讲解还是有一定的局限性，有些复杂的机构学生不能很清楚的了解各个组成部分和运动情况。现在，借助三维Pro/E技术更深入的了解机械原理的知识。

三、课程教学改革

1、《机械原理及三维造型》课程已有教学模式分析

经调查分析得知两门课常见的教学模式优缺点如表1所示。

2、课程整体设计思路

本课程以达到教学目标为基本原则，培养的学生能独立完成机械原理课程社计、机械大赛、毕业设计并能对接岗位为目标。因此，本课程结合机械系统，学生综合运用所学的机械原理理论知识设计机构，再通过三维Pro/E技术完成三维零件设计和加工的理论及应用，提高计算机三维辅助设计的能力，为今后进行结构设计和解决工程实际问题提供必要的知识和三维设计方法。

3、课程项目开发与设计

从课程整体内容来看，本课程既有系统的机械原理基础知识，还有较强的实践技能。如何将两门课有机的融合在一起，使我们设计时重点考虑的内容。通过学习机械原理的各种机构，用Pro/E三维软件展示出，由此设置了四个项目，具体内容安排见表2。

4、课程教学组织与实施

这两门课要求由同一位老师承担教学任务。具体实施每个教学项目时，教师重点把握以下几个环节：一是课堂讲解。教师通过理论课详细讲解各种机构的传动特点、工作原理、类型、组成和设计，使学生对机构有一个全面的认识和理解。二是课后分组设计。要求学生分组进行机构设计，包括类型和组成，完成绘制机构运动简图和计算机构自由度。三是上机实践。要求学生完成零件建模、实体生成二维工程图、装配设计以及运动仿真分析的全过程。四是检查展示。按照老师提供的评分标准，以小组为单位互查，组长汇报完成情况，老师抽若干组进行展示。五是评估反馈。就学生完成过程中存在的问题进行再次强调和讲解，防止学生做完还有不理解的知识。

教学过程中，每个步骤所采用的教学方法，因情况、因学习项目、因需完成的任务的具体情况而定。现以减速器设计及Pro/E造型说明课程具体实施环节，教学过程组织与实施如表3所示。

（五）三维Pro/E技术的融入对机械原理课程教学效果的影响

将三维Pro/E技术融入到机械原理的课程教学体系中，使传统的机械模式有了新的突破，把多媒体技术和计算机技术结合，理论知识用于实践，提高了教学效果。这样培养的学生既有牢固的理论知识，又有很强的动手能力，提高了学生三维设计和三维创新能力，同时也能满足社会对机械人才在知识结构和能力素质方面的要求。

四、结语

将三维造型设计融入到机械原理的课程教学中，形成新的一种教学方式。保证理论知识和实践有效结合，提高学生对机械原理课程的理解和掌握，有利于调动学生学习的积极性和主动性，还能提高学生的空间思维能力、三维构型设计能力和创新能力。