[摘 要] 培養(yǎng)學生的空間想象能力是中職《機械制圖》教學的重點和難點。根據(jù)PRO/E軟件的特點，利用其強大的三維建模功能及三維圖形向二維視圖轉(zhuǎn)化的功能相結(jié)合的方式，分別在截交線、組合體、零件圖和裝配圖教學中，此方法既節(jié)省了學校在掛圖、模型等教學資源的投入，也解決了學生中普遍存在的空間想象能力不足的問題，結(jié)果顯示出PRO/E在教學中的應(yīng)用能夠改善教學效果，增加學生的學習興趣。

[關(guān) 鍵 詞] PRO/E； 機械制圖；教學；應(yīng)用

《機械制圖》是中職學校機械類專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，PRO/E（PRO/Engineer操作軟件）作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，它是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機械自動化、產(chǎn)品造型系統(tǒng)、參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。

PRO/E可以以動態(tài)顯示的方式把截交線的形成、相貫線的產(chǎn)生以及立體內(nèi)部的復(fù)雜情形等表現(xiàn)得淋漓盡致。這不但可以加強學生對物體的感性認識，擴展和培養(yǎng)學生的空間構(gòu)思能力，激發(fā)學習興趣，還有助于調(diào)動學生學習的積極性和主動性，而且還可以強化教師和學生的計算機應(yīng)用能力。相比以往傳統(tǒng)的教學方式更具有生動性和易理解性。

1.PRO/E在截交線（平面截切圓錐）教學中的應(yīng)用

截交線和相貫線的畫法是《機械制圖》教學中的一個難點，是一個令學生迷糊、教師頭疼的問題。然而這部分內(nèi)容卻又直接關(guān)系到學生空間想象力和動手能力的提升?，F(xiàn)在利用PRO/E的各模塊功能輔助教學，便可幫助學生順利理解和熟練掌握相關(guān)知識。下面用平行于某圓錐軸線的平面切割該圓錐所得到截交線的畫法為例，簡述PRO/E輔助教學的過程：

①打開投影儀或網(wǎng)絡(luò)教學軟件，在PRO/E的零件板塊中建一個圓錐體的三維實體。

②創(chuàng)建一個平行于圓錐軸線的平面并以運動的方式對圓錐進行切割（PRO/E運動仿真功能，如圖1）。

③移除被切割（位于觀察者與切割平面之間的）部分，得到被切割后的三維實體（拉伸特征，如圖2）。

④在PRO/E繪圖板塊中導(dǎo)入該零件圖，隨即便可產(chǎn)生該形體的三視圖（如圖3）。

以上的教學演示過程主要以動畫方式演示用平面切割曲面，以動畫方式反復(fù)演示這一切割過程，讓學生觀察圓錐的變化，加深學生對物體由于切割產(chǎn)生形狀變化的認識。在學生初步理解的基礎(chǔ)上，PRO/E還可以輕易改變切割平面的位置和角度，而得到圓錐體上不同的截交線（只需要在模型上加以修改，則會自動生成不同的截交體及截交線），通過不同位置截交線習題的多次練習，逐步培養(yǎng)學生的空間想象能力。

2.PRO/E在組合體（切割體）教學中的應(yīng)用

為了使學生更好地觀察組合體的形成過程，可利用PRO/E的實體建模功能迅速形成三維模型，然后利用動態(tài)的切割面對基本體進行逐步切割，或利用PRO/E的裝配模塊功能將多個基本體通過一定的順序和位置關(guān)系進行疊加，從而形成新的組合體。通過軟件的可逆操作和模型樹功能，可反復(fù)進行模擬或單獨提取元素，最終使得難題迎刃而解，這有助于逐步提高學生的空間想象能力和空間分析能力，提高教與學的效率。

①打開PRO/E，在零件模塊中建一個基本體（長方體）的三維實體模型（如圖4）。

②創(chuàng)建兩個相交的平面并以運動的方式對長方體進行切割（按照一定的位置關(guān)系要求，如圖5）。

③移除被切割（位于觀察者與切割平面之間）部分，得到第一次被切割后的組合體三維模型（拉伸特征，如圖6）。

④再創(chuàng)建三個相交的平面并以運動的方式對上一形體進行第二次切割（按照一定的位置關(guān)系要求，如圖7）。

⑤再次創(chuàng)建一個曲面并以運動的方式對上一形體進行第三次切割（按照一定的位置關(guān)系要求，如圖8），最后得到第三次被切割后的組合體三維模型（如圖9）。

通過運用軟件的各項功能對基本體進行多次切割而得到一個符合要求的組合體，在每一次的切割后都可以快速形成相對應(yīng)的三視圖（圖10）：

在組合體的教學過程中，PRO/E可以通過軟件的作圖軌跡跟蹤，全程、清晰展示三維實體形成過程，并可同步更新二維三視圖。學生通過對三維實體、二維視圖的對照比較，了解規(guī)律、總結(jié)經(jīng)驗，逐步加強對形體的分析及讀圖和繪圖能力。

3.PRO/E在裝配圖教學中的應(yīng)用

裝配圖的繪制是《機械制圖》課程的重要章節(jié)。學生要完成裝配圖的繪制，首先必須對裝配體的結(jié)構(gòu)、功能以及拆卸、裝配順序和方法有所了解。在傳統(tǒng)教學過程中，一般是通過實物或掛圖進行講解，實物教學在一般中職學校沒有完善條件，而在掛圖演示中，組成裝配體的各個零件是“死”的，很多學生無法弄清楚具體的裝配過程。而PRO/E的運動仿真功能可以動態(tài)地模擬裝配體的裝配過程，更加形象逼真?？梢愿鶕?jù)動力學原理將零件裝配成部件或機器，將裝配或拆卸過程做成動畫，如圖11：

我們利用PRO/E軟件提供的爆炸圖動態(tài)地演示出各零件的拆卸、裝配順序，同時還能夠清楚地將各個零件之間的裝配位置關(guān)系表達出來。裝配好的部件或機器可利用PRO/E的運動仿真功能進行機械運動的動畫演示，如果裝配錯誤或有缺陷，模擬運動就會出現(xiàn)干涉，PRO/E可以自動找到干涉點并以亮色顯示，學生便可進行重裝或修改，直至完全正確。

通過PRO/E軟件在《機械制圖》教學中的實際應(yīng)用，確實克服了傳統(tǒng)實物模型教學的種種不足，不僅使教學活動生動、形象、直觀，提高課堂教學效果和教學質(zhì)量，還有助于培養(yǎng)和提高學生的空間想象能力和空間思維能力，使難以理解的概念、過程變得簡單易懂、容易接受，同時也使教學過程變得生動形象、妙趣橫生。

參考文獻：

[1]祝凌云.PRO/E產(chǎn)品設(shè)計基礎(chǔ)[D].北京：清華大學，2010.

[2]王嫦娟.Unigraphics教學應(yīng)用研究[D].青島：山東科技大學，2006.

[作者簡介]

何鋒（1972—），男，漢族，湖南省岳陽市人，本科，高級技師。研究方向為機械加工與制造、機電一體化、機械設(shè)備自動化。

[作者單位]湖南省岳陽市高級技工學校

（編輯：李艷韜）