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摘要：随着三维造型技术的快速发展，三维造型技术作为辅助工程图学教学的有效工具和绘图手段已成为一种趋势。为此，以组合体、机件的表达方法、装配图教学内容为例，融入Pro/E软件三维造型，能极大提高学生的空间思维想象力和创新思维能力。
关键词：工程图学；教学改革；Pro/E软件
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）18-0099-02
一、前言
工程图学是面向理工科学生的一门重要的专业基础课，工程图学通过讲授绘制和阅读工程图样的原理和方法，为低年级学生建立必要的工程意识和专业基础知识、形象思维能力培养起着无可替代的作用。传统的工程图学教学，一般采用CAI课件、挂图、实物模型等手段进行辅助教学。各高校对工程图学课程进行了改革和探索，提出了很多办法，获得了许多经验。
空间思维能力的不足是学习本课程的最大障碍，随着三维造型技术的快速发展，三维造型技术能否作为辅助空间思维的有效工具？能否将三维造型设计更有效地与工程图学紧密地结合起来，使之与传统的二维工程制图相辅相成，相互促进，相得益彰呢？如何有效地融入三维造型技术是每位图学教育工作者需要思考的问题。
下面探讨Pro/E三维设计软件在工程图学组合体、机件的表达方法、装配图教学中的应用。
二、Pro/E在工程图学教学中的应用
1.组合体。组合体是工程图学教学的重点和难点，是培养学生空间想象力的过程。仅仅依靠投影基础理论，在学习过程中经常遇到很多困难。如利用Pro/E展示每个形体的形成过程，将Pro/E三维构形与传统的组合体读图方法融合，逐步增加学生对线条和线框的感性认识，逐渐培养学生的读图能力和空间思维能力。以图1所示连杆视图为例，使用Pro/E构形的步骤为：①绘制如图2（a）所示截面，旋转，或绘制如图2（b）所示截面，沿截面法向拉伸→②绘制如图2（c）所示截面，旋转，或绘制如图2（d）所示截面，沿截面法向拉伸→③绘制如图2（e）所示截面，沿截面法向拉伸→④对大圆筒拉伸（去材料）、阵列、镜像，如图2（f）所示。最后得到连杆的三维模型，如图2（g）所示。
2.机件的表达方法。讲解基本视图时，以图3所示机件为例，利用Pro/E的拉伸、旋转、扫描、混合、孔、倒圆角、倒角等命令进行三维建模，通过Pro/E动态、直观、形象地显示机件的三维模型，如图3所示，详细地分析观察机件的结构形状，有助于培养学生的立体感，提高学习的兴趣，拓展学生的空间思维想象力和创新思维能力。
以图4（a）所示机件为例，利用Pro/E的绘图模块，能将Pro/E三维模型生成工程图，在绘图界面中，单击“插入”→“绘图视图”→“一般”，生成主视图→鼠标放在主视图上→单击右键→“插入投影视图”，生成俯视图和左视图，如图4（b）所示。通过Pro/E的绘图模块自动生成工程图，进一步强化学生对“长对正、高平齐、宽相等”投影规律的认识。
讲解剖视图时，以图5（a）所示机件为例，利用Pro/E的绘图模块，能将Pro/E三维模型生成工程图，在绘图模块界面中，单击“插入”→“绘图视图”→“一般”，生成主视图→鼠标放在主视图上→单击右键→“插入投影视图”，生成俯视图→双击主视图→“剖面”→“2D截面”→……，主视图变成全剖视图，如图5（c）所示。单击“视图”→“视图管理器”→“X截面”，生成被剖切平面剖切掉一半的模型，如图5（b）所示。通过与Pro/E相融合，加深学生对剖切平面的剖切位置的理解和剖切方法的认识。
3.装配图。给出零件间的装配约束关系，由Pro/E进行装配。通过零件的装配，可观察零件间的装配定位关系。利用Pro/E的绘图模块，能将Pro/E三维装配图生成二维工程图，二维工程图可保存为.dwg格式的图形文件，对.dwg格式的图进行局部修改，直至符合国家标准，极大地提高了绘图效率，如图6所示。再结合Pro/E装配图实时演示，对二维工程图进行详细分析，学生的脑袋中便建立了三维模型和二维视图的联系。
三、结论
实践表明，把Pro/E软件融入到工程图学教学中是必要的，极大地调动了学习的兴趣和积极性，提高了绘图效率，培养了学生的立体感，拓展了学生的空间思维想象力和创新思维能力。
在已经取得的教學改革实践的基础上，根据教育部工程图学教学指导委员会“工程图学”课程教学基本要求，授课教师需要进一步围绕培养高素质创新人才的内涵展开教学研究，不断总结符合创新型国家人才培养要求的以素质教育为核心的工程图学教学模式，使本课程具有创新性、示范性、实用性和可借鉴性，为培养具有良好科学道德和科学素养、积极进取、善于协作、具有创新意识和责任心的工科各专业人才打好图学教育基础。
参考文献：
[1]白柳.三维构形与工程制图相融合的研究与教学实践[J].图学学报，2015，36（1）：117-122.
[2]侯洪生，闰冠，谷艳华.由二维视图复原三维立体的新方法[J].工程图学学报，2011，32（3）：95-99.
[3]戴立玲，卢章平.工程图学与基本CAD应用技术融入式教学体系的研究探讨[J].工程图学学报，2006，27（6）：116-120.
[4]陆国栋，谭建荣，张树有，等.工程制图课程体系改革研究与初步实践[J].工程图学学报，1999，20（4）：92-97.
[5]续丹.“3D机械制图”教学中提高学生读图能力的实践与思考[J].图学学报，2012，33（6）：124-130.
[6]谭建荣，陆国栋，张树有.工程制图“公共平台与综合提高相结合”的课程体系[J].浙江工业大学学报，2000，（7）：1-4.
关键词：工程图学；教学改革；Pro/E软件
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）18-0099-02
一、前言
工程图学是面向理工科学生的一门重要的专业基础课，工程图学通过讲授绘制和阅读工程图样的原理和方法，为低年级学生建立必要的工程意识和专业基础知识、形象思维能力培养起着无可替代的作用。传统的工程图学教学，一般采用CAI课件、挂图、实物模型等手段进行辅助教学。各高校对工程图学课程进行了改革和探索，提出了很多办法，获得了许多经验。
空间思维能力的不足是学习本课程的最大障碍，随着三维造型技术的快速发展，三维造型技术能否作为辅助空间思维的有效工具？能否将三维造型设计更有效地与工程图学紧密地结合起来，使之与传统的二维工程制图相辅相成，相互促进，相得益彰呢？如何有效地融入三维造型技术是每位图学教育工作者需要思考的问题。
下面探讨Pro/E三维设计软件在工程图学组合体、机件的表达方法、装配图教学中的应用。
二、Pro/E在工程图学教学中的应用
1.组合体。组合体是工程图学教学的重点和难点，是培养学生空间想象力的过程。仅仅依靠投影基础理论，在学习过程中经常遇到很多困难。如利用Pro/E展示每个形体的形成过程，将Pro/E三维构形与传统的组合体读图方法融合，逐步增加学生对线条和线框的感性认识，逐渐培养学生的读图能力和空间思维能力。以图1所示连杆视图为例，使用Pro/E构形的步骤为：①绘制如图2（a）所示截面，旋转，或绘制如图2（b）所示截面，沿截面法向拉伸→②绘制如图2（c）所示截面，旋转，或绘制如图2（d）所示截面，沿截面法向拉伸→③绘制如图2（e）所示截面，沿截面法向拉伸→④对大圆筒拉伸（去材料）、阵列、镜像，如图2（f）所示。最后得到连杆的三维模型，如图2（g）所示。
2.机件的表达方法。讲解基本视图时，以图3所示机件为例，利用Pro/E的拉伸、旋转、扫描、混合、孔、倒圆角、倒角等命令进行三维建模，通过Pro/E动态、直观、形象地显示机件的三维模型，如图3所示，详细地分析观察机件的结构形状，有助于培养学生的立体感，提高学习的兴趣，拓展学生的空间思维想象力和创新思维能力。
以图4（a）所示机件为例，利用Pro/E的绘图模块，能将Pro/E三维模型生成工程图，在绘图界面中，单击“插入”→“绘图视图”→“一般”，生成主视图→鼠标放在主视图上→单击右键→“插入投影视图”，生成俯视图和左视图，如图4（b）所示。通过Pro/E的绘图模块自动生成工程图，进一步强化学生对“长对正、高平齐、宽相等”投影规律的认识。
讲解剖视图时，以图5（a）所示机件为例，利用Pro/E的绘图模块，能将Pro/E三维模型生成工程图，在绘图模块界面中，单击“插入”→“绘图视图”→“一般”，生成主视图→鼠标放在主视图上→单击右键→“插入投影视图”，生成俯视图→双击主视图→“剖面”→“2D截面”→……，主视图变成全剖视图，如图5（c）所示。单击“视图”→“视图管理器”→“X截面”，生成被剖切平面剖切掉一半的模型，如图5（b）所示。通过与Pro/E相融合，加深学生对剖切平面的剖切位置的理解和剖切方法的认识。
3.装配图。给出零件间的装配约束关系，由Pro/E进行装配。通过零件的装配，可观察零件间的装配定位关系。利用Pro/E的绘图模块，能将Pro/E三维装配图生成二维工程图，二维工程图可保存为.dwg格式的图形文件，对.dwg格式的图进行局部修改，直至符合国家标准，极大地提高了绘图效率，如图6所示。再结合Pro/E装配图实时演示，对二维工程图进行详细分析，学生的脑袋中便建立了三维模型和二维视图的联系。
三、结论
实践表明，把Pro/E软件融入到工程图学教学中是必要的，极大地调动了学习的兴趣和积极性，提高了绘图效率，培养了学生的立体感，拓展了学生的空间思维想象力和创新思维能力。
在已经取得的教學改革实践的基础上，根据教育部工程图学教学指导委员会“工程图学”课程教学基本要求，授课教师需要进一步围绕培养高素质创新人才的内涵展开教学研究，不断总结符合创新型国家人才培养要求的以素质教育为核心的工程图学教学模式，使本课程具有创新性、示范性、实用性和可借鉴性，为培养具有良好科学道德和科学素养、积极进取、善于协作、具有创新意识和责任心的工科各专业人才打好图学教育基础。
参考文献：
[1]白柳.三维构形与工程制图相融合的研究与教学实践[J].图学学报，2015，36（1）：117-122.
[2]侯洪生，闰冠，谷艳华.由二维视图复原三维立体的新方法[J].工程图学学报，2011，32（3）：95-99.
[3]戴立玲，卢章平.工程图学与基本CAD应用技术融入式教学体系的研究探讨[J].工程图学学报，2006，27（6）：116-120.
[4]陆国栋，谭建荣，张树有，等.工程制图课程体系改革研究与初步实践[J].工程图学学报，1999，20（4）：92-97.
[5]续丹.“3D机械制图”教学中提高学生读图能力的实践与思考[J].图学学报，2012，33（6）：124-130.
[6]谭建荣，陆国栋，张树有.工程制图“公共平台与综合提高相结合”的课程体系[J].浙江工业大学学报，2000，（7）：1-4.