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摘 要： 将Pro/ENGINEER三维技术应用到机械类课程教学及实践性环节，建立三维模型，进行虚拟装配、三维动画演示和运动特性分析，可以显著提高学生的学习兴趣，激发学生的创新意识，用现代化教学手段达到降低教学成本，提高教学质量的目的。
关键词： Pro/ENGINEER 机械 创新能力
21世纪将是科学技术突飞猛进和知识经济迅速发展的时代，培养和造就具有创新精神和实践能力的高素质人才是高等教育的方向。在教育教学活动中应当努力把提高学生的创新能力当作主要教学目标，调动一切可能的方式和手段，自觉地强化各种创新素质的培养，使教师和学生的创新能力都得到有效的提高。因此在教学实践中，找到一种既具有先进性又体现创新性的手段，是实现创新教育的关键。
Pro/ENGINEER是美国参数技术公的产品。该软件采用单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念，改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。将现代化的Pro/ENGINEER三维技术应用到机械专业课的教学中，可以解决传统教学存在的很多不足，对学生创新能力的培养具有重要的作用。
一、应用Pro/ENGINEER软件教学，可以显著增强学生的创新思维能力
传统的教学方法，教师借助于黑板、挂图、模型对学生传授知识，展现的图形是静态的，边讲、边画，速度较慢，而且对于图形的演变或机构的工作过程无法全部直观化，教师很难用语言形象地表达出来，许多学生缺乏空间想象力，因此认为机械类课程枯燥无味而失去学习的兴趣。将Pro/ENGINEER软件应用引入课程教学，可以实现从静到动、从想象到直观、从平面到立体的转变，从而大大增强教学效果，提高教学效率。
1.利用Pro/ENGINEER的实体造型和编辑功能，可以帮助学生形象直观地理解工程制图教学的难点——投影理论（面、体、截交相贯等内容）。例如，如果我们需要造型出两个相交的实体，就可以利用Pro/ENGINEER软件，通过改变实体的大小，动态地看到随着实体大小的改变，相贯线所发生的相应改变，这样就可以使学生很快理解和掌握面、体、截交相贯的投影概念，使学生的想象能力和思维转换能力显著增强。
2.利用Pro/ENGINEER的装配功能，可以帮助学生理解零件之间、零件与部件之间、部件与部件之间的装配关系，使学生对局部与整体、个别与群体有更加直观的感受，创新思维的全面性得到了加强。
3.利用Pro/ENGINEER的模具功能，可以帮助模具类专业学生轻松地掌握模型分型面的确定、上下模的生成、模流分析、模架的生成等过程，使学生的实践能力得到提高。
4.利用Pro/ENGINEER的工程图功能，可以帮助学生理解从空间模型到平面图的转换过程，使学生的思维方式变得更加灵活，思维空间变得更加开阔，学生普遍有一种豁然开朗的感觉，创新思维能力得到有效的提高。
二、利用Pro/ENGINEER软件可以培养和激发学生创新意识
将 Pro/ENGINEER 的三维技术融入机械设计课程的授课，是一种新的教学理念。机械原理课程中的各种机械传动，如平面连杆机构、凸轮机构、直齿圆柱齿轮机构、间隙运动机构、组合机构等，机械设计中各种联接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、螺旋传动、离合器、轴及滚动、滑动轴承等，在 Pro/ENGINEER 中可以方便地设计出所见即所得的三维实体产品模型，再利用Pro/ENGINEER 提供的组件模块实现模型的组装，按照一定的约束条件或连接方式，将各零件组织成一个整体，便完成了一个完整机构的组装，轻松实现零件模型的虚拟装配。对于缺少生产现场实践的操作环节、不了解整机的装配工艺、又不具备完善的空间想象力的学生来说，确实是一种切实可行的设计模式，从而帮助学生理解机械设计过程，提高学生的结构设计能力。各种零件实体可以用鼠标任意拾取并进行操纵如缩放、旋转等，以便从不同角度进行观察，并且还可以进入到零件内部（如箱体类零件）去观看，以便进一步理解零件的内部结构和动态特征。利用Pro/ENGINEER装配检查，还可以避免以往设计中容易产生的碰撞等不合理结构，使三维模型的设计更趋完美。教学时可以在本模块中给学生演示装配各种机构的过程，还可将装配到一起的零部件分别移开生成装配爆炸图，使学生可以更好地对装配结构和装配关系进行分析和观察。还可以利用 Pro/ENGINEER 的提供的动态仿真功能将典型机构作三维动画演示，十分有效地解决学生对各类机构的空间构成及其运动的认识问题。通过人机交互方式，修改机构的运动方式和运动参数，使学生进一步理解机构运动的原理，能够有效地分析机构运动过程中的运动特性和规律。在实验时进行机构运动仿真，从中得出所分析的位移、速度、加速度及力的准确的理论数据和特性曲線并和机构实测数据进行比较，分析异同点。
教学中综合应用Pro/ENGINEER的可装配性分析、干涉检验、动态仿真等功能，培养了学生的创作热情，也为学生自行设计某一新产品提供了很大的创作空间。课程设计是培养学生实践和设计能力的重要教学环节。在减速器设计、夹具设计、模具设计等课程设计中在给定设计目的后，首先要求学生拟定设计方案，并进行零件的设计计算和相关尺寸的确定，然后利用Pro/ENGINEER三维设计软件对设计的零件造型，再进行三维装配干涉检验等，若发现问题，重新修改三维模型。设计出的新的产品结构上是否可行，相互配合的零件间尺寸是否合理，运动能否实现，均能非常直观地呈现在学生面前。
在工程图模块中，通过三维转二维，生成装配体或三维零件的基本视图和完整的尺寸标注。这样，就可以大大提高设计速度，让学生对自己设计的结构一目了然，发现问题也方便修改，使学生切实体会到一种全新的设计方法和工作乐趣，激发出强烈的学习愿望，从而强化学生的创新兴趣和创新意识。
三、使用Pro/ENGINEER软件，可以显著提高学生的创新设计能力
正因为应用Pro/ENGINEER进行教学，可以显著增强学生的创新思维能力，培养和激发起学生强烈的创新兴趣和创新意识，将Pro/ENGINEER软件的三维技术融入机械设计课程的授课、课程设计、实验、自学辅导等各个环节中，可达到缩短学时、开阔视野、培养学生的设计创新能力、提高教学质量的目的。用Pro/ENGINEER系统进行机械设计，可从根本上改变过去手工绘图，凭图纸组织整个设计过程的方式，设计构思的表达由二维图纸演变成能用计算机模拟显示三维实体模型的虚拟设计方式，实现了产品三维建模、装配设计、动态仿真、干涉检查等功能的综合应用，提高了机械设计的准确性，缩短了设计周期，减少了设计差错，使学生在学习阶段就能不断了解新技术，为将来走向社会打下良好的基础。为了充分发挥学生的主动性和创造性，形成良好的自主学习氛围，我们成立了兴趣小组，并和企业合作参与产品设计，先后设计出彩瓦机、轮碾机等；同时参加了全球PTC大赛，让学生发挥想象力、创造力，设计出海、陆、空三栖军事飞行器，双轮自行车，可装配机械人等。通过运动仿真，当这些作品栩栩如生地呈现在显示屏上时，学生有一种强烈的成就感，既锻炼了动手能力，又培养了团队合作精神，创新兴趣和创新意识得到积极体现。通过这样的教学，学生的创新能力有了显著提高,充分展示了学生的创新才能。
总之，我们要认真研究和大胆尝试将Pro/ENGINEER的三维技术应用到我们的机械专业教学中去，改变传统的教学理念，充分利用多媒体辅助教学的优越性，调动学生的积极性和创新能力，为他们更快、更早地适应社会，提高自身的竞争力做出努力。
参考文献：
［1］刘晓衡.Pro/ENGINEER在创新设计中的应用.湖南：发明与创新,2005,（6）.
［2］朱汉松等.基于PRO/E的机构运动创新设计.上海：实验室研究与探索,2006,（3）.
［3］谢晓华.浅谈Pro/ENGINEER的三维技术在机械专业教学中的应用.湖南：湖南科技学院学报,2005,（5）.
关键词： Pro/ENGINEER 机械 创新能力
21世纪将是科学技术突飞猛进和知识经济迅速发展的时代，培养和造就具有创新精神和实践能力的高素质人才是高等教育的方向。在教育教学活动中应当努力把提高学生的创新能力当作主要教学目标，调动一切可能的方式和手段，自觉地强化各种创新素质的培养，使教师和学生的创新能力都得到有效的提高。因此在教学实践中，找到一种既具有先进性又体现创新性的手段，是实现创新教育的关键。
Pro/ENGINEER是美国参数技术公的产品。该软件采用单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念，改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。将现代化的Pro/ENGINEER三维技术应用到机械专业课的教学中，可以解决传统教学存在的很多不足，对学生创新能力的培养具有重要的作用。
一、应用Pro/ENGINEER软件教学，可以显著增强学生的创新思维能力
传统的教学方法，教师借助于黑板、挂图、模型对学生传授知识，展现的图形是静态的，边讲、边画，速度较慢，而且对于图形的演变或机构的工作过程无法全部直观化，教师很难用语言形象地表达出来，许多学生缺乏空间想象力，因此认为机械类课程枯燥无味而失去学习的兴趣。将Pro/ENGINEER软件应用引入课程教学，可以实现从静到动、从想象到直观、从平面到立体的转变，从而大大增强教学效果，提高教学效率。
1.利用Pro/ENGINEER的实体造型和编辑功能，可以帮助学生形象直观地理解工程制图教学的难点——投影理论（面、体、截交相贯等内容）。例如，如果我们需要造型出两个相交的实体，就可以利用Pro/ENGINEER软件，通过改变实体的大小，动态地看到随着实体大小的改变，相贯线所发生的相应改变，这样就可以使学生很快理解和掌握面、体、截交相贯的投影概念，使学生的想象能力和思维转换能力显著增强。
2.利用Pro/ENGINEER的装配功能，可以帮助学生理解零件之间、零件与部件之间、部件与部件之间的装配关系，使学生对局部与整体、个别与群体有更加直观的感受，创新思维的全面性得到了加强。
3.利用Pro/ENGINEER的模具功能，可以帮助模具类专业学生轻松地掌握模型分型面的确定、上下模的生成、模流分析、模架的生成等过程，使学生的实践能力得到提高。
4.利用Pro/ENGINEER的工程图功能，可以帮助学生理解从空间模型到平面图的转换过程，使学生的思维方式变得更加灵活，思维空间变得更加开阔，学生普遍有一种豁然开朗的感觉，创新思维能力得到有效的提高。
二、利用Pro/ENGINEER软件可以培养和激发学生创新意识
将 Pro/ENGINEER 的三维技术融入机械设计课程的授课，是一种新的教学理念。机械原理课程中的各种机械传动，如平面连杆机构、凸轮机构、直齿圆柱齿轮机构、间隙运动机构、组合机构等，机械设计中各种联接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、螺旋传动、离合器、轴及滚动、滑动轴承等，在 Pro/ENGINEER 中可以方便地设计出所见即所得的三维实体产品模型，再利用Pro/ENGINEER 提供的组件模块实现模型的组装，按照一定的约束条件或连接方式，将各零件组织成一个整体，便完成了一个完整机构的组装，轻松实现零件模型的虚拟装配。对于缺少生产现场实践的操作环节、不了解整机的装配工艺、又不具备完善的空间想象力的学生来说，确实是一种切实可行的设计模式，从而帮助学生理解机械设计过程，提高学生的结构设计能力。各种零件实体可以用鼠标任意拾取并进行操纵如缩放、旋转等，以便从不同角度进行观察，并且还可以进入到零件内部（如箱体类零件）去观看，以便进一步理解零件的内部结构和动态特征。利用Pro/ENGINEER装配检查，还可以避免以往设计中容易产生的碰撞等不合理结构，使三维模型的设计更趋完美。教学时可以在本模块中给学生演示装配各种机构的过程，还可将装配到一起的零部件分别移开生成装配爆炸图，使学生可以更好地对装配结构和装配关系进行分析和观察。还可以利用 Pro/ENGINEER 的提供的动态仿真功能将典型机构作三维动画演示，十分有效地解决学生对各类机构的空间构成及其运动的认识问题。通过人机交互方式，修改机构的运动方式和运动参数，使学生进一步理解机构运动的原理，能够有效地分析机构运动过程中的运动特性和规律。在实验时进行机构运动仿真，从中得出所分析的位移、速度、加速度及力的准确的理论数据和特性曲線并和机构实测数据进行比较，分析异同点。
教学中综合应用Pro/ENGINEER的可装配性分析、干涉检验、动态仿真等功能，培养了学生的创作热情，也为学生自行设计某一新产品提供了很大的创作空间。课程设计是培养学生实践和设计能力的重要教学环节。在减速器设计、夹具设计、模具设计等课程设计中在给定设计目的后，首先要求学生拟定设计方案，并进行零件的设计计算和相关尺寸的确定，然后利用Pro/ENGINEER三维设计软件对设计的零件造型，再进行三维装配干涉检验等，若发现问题，重新修改三维模型。设计出的新的产品结构上是否可行，相互配合的零件间尺寸是否合理，运动能否实现，均能非常直观地呈现在学生面前。
在工程图模块中，通过三维转二维，生成装配体或三维零件的基本视图和完整的尺寸标注。这样，就可以大大提高设计速度，让学生对自己设计的结构一目了然，发现问题也方便修改，使学生切实体会到一种全新的设计方法和工作乐趣，激发出强烈的学习愿望，从而强化学生的创新兴趣和创新意识。
三、使用Pro/ENGINEER软件，可以显著提高学生的创新设计能力
正因为应用Pro/ENGINEER进行教学，可以显著增强学生的创新思维能力，培养和激发起学生强烈的创新兴趣和创新意识，将Pro/ENGINEER软件的三维技术融入机械设计课程的授课、课程设计、实验、自学辅导等各个环节中，可达到缩短学时、开阔视野、培养学生的设计创新能力、提高教学质量的目的。用Pro/ENGINEER系统进行机械设计，可从根本上改变过去手工绘图，凭图纸组织整个设计过程的方式，设计构思的表达由二维图纸演变成能用计算机模拟显示三维实体模型的虚拟设计方式，实现了产品三维建模、装配设计、动态仿真、干涉检查等功能的综合应用，提高了机械设计的准确性，缩短了设计周期，减少了设计差错，使学生在学习阶段就能不断了解新技术，为将来走向社会打下良好的基础。为了充分发挥学生的主动性和创造性，形成良好的自主学习氛围，我们成立了兴趣小组，并和企业合作参与产品设计，先后设计出彩瓦机、轮碾机等；同时参加了全球PTC大赛，让学生发挥想象力、创造力，设计出海、陆、空三栖军事飞行器，双轮自行车，可装配机械人等。通过运动仿真，当这些作品栩栩如生地呈现在显示屏上时，学生有一种强烈的成就感，既锻炼了动手能力，又培养了团队合作精神，创新兴趣和创新意识得到积极体现。通过这样的教学，学生的创新能力有了显著提高,充分展示了学生的创新才能。
总之，我们要认真研究和大胆尝试将Pro/ENGINEER的三维技术应用到我们的机械专业教学中去，改变传统的教学理念，充分利用多媒体辅助教学的优越性，调动学生的积极性和创新能力，为他们更快、更早地适应社会，提高自身的竞争力做出努力。
参考文献：
［1］刘晓衡.Pro/ENGINEER在创新设计中的应用.湖南：发明与创新,2005,（6）.
［2］朱汉松等.基于PRO/E的机构运动创新设计.上海：实验室研究与探索,2006,（3）.
［3］谢晓华.浅谈Pro/ENGINEER的三维技术在机械专业教学中的应用.湖南：湖南科技学院学报,2005,（5）.