肖瑩瑩 王春雨

摘要：針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)需要，文章通過UG軟件將零件裝配和機(jī)械運(yùn)行原理等轉(zhuǎn)化為直觀的視覺效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和技術(shù)水平，為學(xué)生成為高素養(yǎng)技能型人才奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。文章主要對(duì)UG產(chǎn)品設(shè)計(jì)和仿真動(dòng)畫在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探索，有利于熟練運(yùn)用軟件完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模過程。

關(guān)鍵詞：UG;機(jī)械設(shè)計(jì);運(yùn)行原理

1?UG軟件概述

UG是一個(gè)交互式CAD/CAM系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)，能夠滿足用戶對(duì)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的需求，通過?UG?軟件可以為其提供數(shù)字化的造型以及驗(yàn)證手段[1]。

機(jī)械設(shè)計(jì)課程是高職機(jī)械類學(xué)生的核心課程，與工程實(shí)踐緊密相連，對(duì)學(xué)生將來從事制造、設(shè)計(jì)、維修等工作具有重要意義。高職院校學(xué)生注重“知行合一”，教師在授課時(shí)應(yīng)結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生想象零件的實(shí)物模型，提高學(xué)生的空間想象力。同時(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)裝配零件以及理解其運(yùn)行機(jī)理的能力，并對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理之處進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過“做中學(xué)、學(xué)中做”，將知識(shí)點(diǎn)內(nèi)化于心。在UG課堂教學(xué)中，可以通過反復(fù)練習(xí)，使學(xué)生能高效、高質(zhì)的完成簡單產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，提高學(xué)生對(duì)相關(guān)零件結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

2?機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程不僅要求學(xué)生具有良好的繪制和識(shí)讀工程圖的能力，還要求學(xué)生具有良好的空間想象能力，將看到的二維工程圖在腦海中轉(zhuǎn)化為立體圖形。但是很多同學(xué)的學(xué)習(xí)能力和空間想象能力難以滿足全面深刻的理解圖形，這就要求教師改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，探尋一種切實(shí)可行的辦法，使所有學(xué)生在課堂上能感知空間立體圖形。

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，老師會(huì)利用模型和圖片來完成教學(xué)任務(wù)，但是教學(xué)效果欠佳。而UG軟件可以輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)體設(shè)計(jì)、動(dòng)畫設(shè)計(jì)、虛擬加工等功能，使學(xué)生立體、直觀的看到機(jī)械運(yùn)動(dòng)的原理和零件裝配過程，提高學(xué)生興趣的同時(shí)，更激發(fā)其創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的動(dòng)力，真正實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)，學(xué)中做”。

3?UG在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1利用UG構(gòu)建三維立體模型，培養(yǎng)學(xué)生空間想象力

學(xué)生的學(xué)習(xí)能力參差不齊，對(duì)機(jī)械圖紙的識(shí)讀差別很大，部分同學(xué)難以完成識(shí)讀裝配的任務(wù)，會(huì)對(duì)學(xué)生心理造成挫敗感。教師通過UG軟件對(duì)圖紙中的零件進(jìn)行三維建模，并使學(xué)生從頭至尾的觀摩整個(gè)過程，老師在建模過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹v解，使學(xué)生在觀摩過程中掌握知識(shí)和技能。借助UG軟件完成立體模型的設(shè)計(jì)，可以提高學(xué)生空間想象力和學(xué)習(xí)積極性，加深學(xué)生對(duì)建模的認(rèn)識(shí)，還能發(fā)現(xiàn)UG的產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，提高對(duì)零件加工的認(rèn)識(shí)。

3.2運(yùn)用UG的裝配功能，確保裝配順序的合理性

機(jī)械類專業(yè)學(xué)生就業(yè)時(shí)大多進(jìn)入一線工作，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力要求較高。響應(yīng)高職改革教育人才培養(yǎng)模式[2-3]，機(jī)械設(shè)計(jì)課程圍繞“三全育人”的改革理念，設(shè)計(jì)不同類別的裝配項(xiàng)目，讓學(xué)生通過做與練的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的裝配意識(shí)，提高學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。

在實(shí)踐教學(xué)中，教師應(yīng)充分發(fā)揮UG軟件裝配直觀明晰的優(yōu)點(diǎn)，在完成三維建模后，進(jìn)行分組練習(xí)。小組拿到裝配圖后，進(jìn)行討論，明確零件的裝配關(guān)系。討論結(jié)束后，教師請(qǐng)小組代表講解裝配過程，教師根據(jù)學(xué)生的講述利用UG軟件快速準(zhǔn)確的拖動(dòng)零件進(jìn)行裝配。在此過程中，學(xué)生便會(huì)發(fā)現(xiàn)其中存在問題并加以糾正。通過這樣的課堂演練，能使學(xué)生將腦海中浮現(xiàn)的各種零件進(jìn)行裝配，提高學(xué)生空間想象力的同時(shí)還加深學(xué)生對(duì)其運(yùn)行原理的認(rèn)知。

教師通過UG軟件展示給學(xué)生完整的零件裝配過程，學(xué)生會(huì)積極參與課堂教學(xué)，學(xué)習(xí)自信心得到極大滿足，同時(shí)發(fā)現(xiàn)UG軟件的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

3.3運(yùn)用UG進(jìn)行動(dòng)畫仿真，深入理解機(jī)械運(yùn)行原理

在工程實(shí)踐中為學(xué)生提供完整的裝配圖紙是為了使學(xué)生從靜態(tài)圖紙中解讀其運(yùn)行原理，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，夯實(shí)理論基礎(chǔ)[4]。需要教師充分發(fā)揮UG軟件動(dòng)畫仿真功能，并演示給學(xué)生看動(dòng)畫設(shè)計(jì)的全過程，讓學(xué)生通過直觀的動(dòng)畫演示掌握相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力。

例如，在講解等臂四連桿機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師先展示圖片或者動(dòng)畫，再引導(dǎo)學(xué)生分組討論。在分組討論時(shí)，學(xué)生會(huì)積極主動(dòng)思考并產(chǎn)生各種問題，如等臂四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真動(dòng)畫怎么實(shí)現(xiàn)的？為什么速度有快有慢？學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)和理解，必然會(huì)全身心投入課堂教學(xué)中，在此過程中，教師循環(huán)指導(dǎo)，并且按照不同小組的設(shè)計(jì)來建模和設(shè)計(jì)仿真動(dòng)畫，真正實(shí)現(xiàn)寓教于樂。學(xué)生設(shè)計(jì)的四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真步驟，教師在按小組設(shè)計(jì)演示時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，學(xué)生會(huì)積極思索解決辦法，最終弄懂機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理，得出自己的結(jié)論。UG軟件的課堂應(yīng)用，提高學(xué)生認(rèn)知層次的同時(shí)，教學(xué)質(zhì)量得到極大提高。

4?結(jié)語

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件在高職院校教學(xué)中的普及運(yùn)用，為機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)。在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師可充分利用UG軟件，結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)，根據(jù)課程人才培養(yǎng)方案要求，構(gòu)建系統(tǒng)化的機(jī)械設(shè)計(jì)模型，作為課堂教學(xué)的輔助工具。教師通過UG軟件將產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程形象直觀展示給學(xué)生，有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，教學(xué)效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]曹代煥.基于UG軟件的機(jī)械加工方法研究.設(shè)備管理與維修，2021，6（下）：71.

[2]于俊.關(guān)于改進(jìn)《工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)》課程教學(xué)方法的幾點(diǎn)思考[J].決策探索（下），2019，（12）：69.

[3]陶慶.SolidWorks軟件在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用與探索[J].科技資訊，2020，18（12）：85-87.

[4]程磊.CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中的運(yùn)用探索.黑龍江科學(xué)，2018，9（23）：6

作者簡介：肖瑩瑩（1982-），女，漢，山東省德州市人，工學(xué)碩士，現(xiàn)為德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。主要研究方向：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，材料加工。