利用SolidWorks提高機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量的策略研究

［摘要］SolidWorks是一款廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，在機(jī)械制圖教學(xué)中，利用SolidWorks軟件可以提高學(xué)生的立體思維能力、問題解決能力、實(shí)踐操作能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。探究如何通過SolidWorks軟件提高機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量，介紹了SolidWorks軟件的基本情況和主要功能及特點(diǎn)，分析了SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值和存在的問題，最后提出利用針對(duì)性培訓(xùn)課程、加強(qiáng)師資培訓(xùn)、推廣云計(jì)算技術(shù)和建立資源更新機(jī)制等策略來提高機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量。［關(guān)鍵詞］SolidWorks；機(jī)械制圖；能力提升；教學(xué)質(zhì)量；策略研究隨著機(jī)械制圖教學(xué)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足學(xué)生的需求。SolidWorks作為一款功能強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件，用于從概念設(shè)計(jì)到模型制作的整個(gè)制造流程，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、生產(chǎn)以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等領(lǐng)域，為設(shè)計(jì)師和工程師提供了一些定制化工具，使他們能夠更快速、高效、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出滿足市場需求的產(chǎn)品，在機(jī)械制圖教學(xué)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。然而，由于學(xué)生對(duì)軟件的學(xué)習(xí)門檻較高、教師的教學(xué)技術(shù)能力有限以及軟件設(shè)備投入成本較高等問題，限制了SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用。因此，開展利用SolidWorks等專業(yè)軟件提升高校機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量的策略研究，對(duì)于機(jī)械制圖的現(xiàn)代化教育具有重要的指導(dǎo)意義。一、SolidWorks軟件介紹（一）Solidworks軟件簡介SolidWorks是一款由DassaultSystèmes公司研發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖領(lǐng)域，它采用了基于特征的建模方法，具有強(qiáng)大的三維建模和裝配功能。SolidWorks不僅能用于創(chuàng)建二維和三維草圖，還能進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、材料分析、渲染和動(dòng)畫制作等[1]。該軟件具備友好的用戶界面和大量的預(yù)置工具，使用戶能快速、高效地進(jìn)行設(shè)計(jì)和模擬。（二）Solidworks軟件的主要功能SolidWorks軟件擁有諸多強(qiáng)大的功能，包括三維建模、裝配設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、材料分析、渲染和動(dòng)畫制作等多個(gè)方面。這些功能使SolidWorks成為一款強(qiáng)大而全面的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中。（三）Solidworks軟件的主要特點(diǎn)作為一款世界知名的工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，SolidWorks具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)（見表2）。這些特點(diǎn)使SolidWorks在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域備受歡迎，并被廣泛應(yīng)用于制造、航空航天、汽車、醫(yī)療設(shè)備、消費(fèi)品等各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中。二、SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值（一）提高學(xué)生的立體思維能力SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用能顯著提高學(xué)生的立體思維能力。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)依靠二維平面圖紙來表達(dá)三維物體，對(duì)學(xué)生來說，這往往需要較強(qiáng)的空間想象力和立體思維能力。而SolidWorks作為一款三維建模軟件，能直接在計(jì)算機(jī)上展示和操作三維物體，不僅解決了學(xué)生在紙上繪制時(shí)出錯(cuò)的問題，還能夠直觀地演示物體的立體形態(tài)[2]。學(xué)生使用SolidWorks進(jìn)行建模和繪制，能更加直觀地理解物體的三維結(jié)構(gòu)，訓(xùn)練和提高他們的立體思維能力。（二）激發(fā)學(xué)生的問題解決能力SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用激發(fā)了學(xué)生的問題解決能力。使用SolidWorks進(jìn)行建模和繪圖的實(shí)踐，學(xué)生將面臨各種各樣的實(shí)際問題和挑戰(zhàn)，例如設(shè)計(jì)中的材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和裝配的正確性等，需要學(xué)生進(jìn)行深入思考和分析，從而培養(yǎng)他們的問題解決能力。在使用SolidWorks進(jìn)行建模和設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能，與實(shí)際問題進(jìn)行匹配和解決。他們需要運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)的原理和方法，選擇合適的工具和功能，挑戰(zhàn)和解決各種復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題，這激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性和探究欲望，培養(yǎng)他們的問題解決能力和創(chuàng)新思維[3]。（三）增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用能顯著增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)主要以紙質(zhì)圖紙為基礎(chǔ)，學(xué)生通過紙上練習(xí)來加強(qiáng)理論知識(shí)的應(yīng)用。然而，這種方式存在局限性，學(xué)生難以真實(shí)地感受到實(shí)際的設(shè)計(jì)和制造過程。相比之下，SolidWorks能為學(xué)生提供一種虛擬而實(shí)際的建模和設(shè)計(jì)環(huán)境。學(xué)生在軟件中操作模型、調(diào)整尺寸和材料等，快速獲得自己的設(shè)計(jì)成果，并進(jìn)行相關(guān)的分析和測試，這種實(shí)際操作的體驗(yàn)?zāi)軌蚣由顚W(xué)生對(duì)機(jī)械制圖的理解，并提高他們的實(shí)踐操作能力。三、SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用問題（一）學(xué)生對(duì)SolidWorks軟件存在學(xué)習(xí)門檻雖然SolidWorks是一款功能強(qiáng)大的軟件，但對(duì)于初學(xué)者來說，學(xué)習(xí)和掌握其使用方法會(huì)有一定的困難。首先，SolidWorks的界面和操作方式與傳統(tǒng)的機(jī)械制圖方法不同，學(xué)生需要重新適應(yīng)和理解。其次，SolidWorks擁有豐富的功能和工具，學(xué)生需要了解和掌握這些功能，才能有效地進(jìn)行建模和設(shè)計(jì)。然而，對(duì)于初學(xué)者來說，這些功能會(huì)顯得復(fù)雜和繁多。此外，由于SolidWorks是一款商業(yè)軟件，學(xué)校可能難以提供充足的教學(xué)資源和指導(dǎo)，學(xué)生需要靠自學(xué)探索來解決問題，這些因素都增加了學(xué)生學(xué)習(xí)SolidWorks的難度，導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)其產(chǎn)生抵觸情緒或者放棄學(xué)習(xí)。（二）教師的SolidWorks教學(xué)技術(shù)能力有限雖然SolidWorks是一種常見的機(jī)械制圖軟件，但它具有復(fù)雜的功能和工具，要求教師具備深入的了解和熟練的應(yīng)用能力。然而，由于SolidWorks是市場上的商業(yè)軟件，學(xué)校缺乏資金和資源進(jìn)行系統(tǒng)性的教師培訓(xùn)，導(dǎo)致教師的SolidWorks教學(xué)技術(shù)能力有限，無法充分發(fā)揮SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值，無法提供針對(duì)學(xué)生需求的有效指導(dǎo)和支持。此外，由于SolidWorks的版本更新迅速，教師也需要不斷學(xué)習(xí)和更新自己的知識(shí)，才能跟上軟件的發(fā)展和變化，對(duì)于一些經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少或時(shí)間緊張的教師來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，使他們?cè)赟olidWorks教學(xué)中的技術(shù)能力受限，難以提供高質(zhì)量的教育服務(wù)。（三）SolidWorks軟件的設(shè)備投入成本較高SolidWorks是一款商業(yè)軟件，其授權(quán)費(fèi)用較高，對(duì)于學(xué)?；?qū)W生來說購買軟件和相關(guān)設(shè)備需要較大的投入。首先，學(xué)校需要購買SolidWorks軟件的授權(quán)，需要支付較高的費(fèi)用。其次，SolidWorks軟件對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求較高，需要具備一定的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間。因此，學(xué)校還需要投入資金購買符合要求的計(jì)算機(jī)設(shè)備支持學(xué)生使用該軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐，對(duì)于一些資源有限的學(xué)校而言是一個(gè)挑戰(zhàn)，限制了SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的廣泛應(yīng)用。（四）SolidWorks軟件課程資源更新不及時(shí)SolidWorks軟件不斷更新版本，新功能和工具的引入使學(xué)生能夠更高效地進(jìn)行建模和設(shè)計(jì)。然而，由于課程資源的編寫和更新需要時(shí)間和資源，許多學(xué)校無法及時(shí)更新和提供最新的SolidWorks軟件課程資源，導(dǎo)致學(xué)生無法充分了解和使用最新的功能和工具，限制了他們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的能力提升。此外，教師也無法及時(shí)掌握新版本的SolidWorks軟件的使用方法，無法給予學(xué)生準(zhǔn)確和及時(shí)的指導(dǎo)，使學(xué)生和教師在教學(xué)過程中遇到問題和困惑，影響了SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用效果。因此，隨著SolidWorks軟件的更新速度加快，學(xué)校和教師需要加強(qiáng)對(duì)課程資源的更新和升級(jí)，以確保學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和應(yīng)用最新的SolidWorks技術(shù)。四、利用SolidWorks提高機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量的策略（一）提供針對(duì)性培訓(xùn)課程，在課堂上進(jìn)行實(shí)踐操作1.針對(duì)不同學(xué)習(xí)水平和需求的學(xué)生進(jìn)行分類培訓(xùn)機(jī)械制圖教學(xué)面對(duì)的學(xué)生具有不同的學(xué)習(xí)背景和水平。為了更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，教師應(yīng)將學(xué)生分類，依據(jù)他們的學(xué)習(xí)背景和學(xué)習(xí)水平，提供針對(duì)性的培訓(xùn)課程。針對(duì)性培訓(xùn)課程可以針對(duì)學(xué)生群體的不同特點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同層次和難度的課程內(nèi)容。通過這種方式，能保證教學(xué)的針對(duì)性、適應(yīng)性和有效性。特別是對(duì)于初學(xué)者來說，有助于他們更好地了解和掌握SolidWorks軟件的操作方法和技巧[4]。2.在課堂教學(xué)中，結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行SolidWorks軟件的實(shí)踐操作SolidWorks軟件是一款實(shí)踐型操作軟件，理論知識(shí)和實(shí)踐操作相互結(jié)合是教學(xué)的關(guān)鍵。因此，教師應(yīng)在課堂教學(xué)中結(jié)合實(shí)際案例，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐操作，讓學(xué)生更好地了解SolidWorks軟件的操作技巧和應(yīng)用實(shí)踐。在課堂中，教師應(yīng)利用視頻教學(xué)技術(shù)，錄制學(xué)生的操作過程，方便學(xué)生在課后回顧和加深理解?；蛘咦寣W(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行操作，加深學(xué)生對(duì)SolidWorks軟件知識(shí)的理解和掌握。（二）加強(qiáng)師資培訓(xùn)，提高教師SolidWorks的教學(xué)水平1.從理論和實(shí)踐著手，實(shí)施SolidWorks教學(xué)培訓(xùn)為了提高教師的SolidWorks教學(xué)水平，應(yīng)進(jìn)行理論和實(shí)踐相結(jié)合的培訓(xùn)。在理論方面，應(yīng)進(jìn)行SolidWorks軟件的基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)，包括軟件界面和功能的介紹、建模和繪圖技巧等，還要深入講解SolidWorks的高級(jí)功能和應(yīng)用案例，幫助教師理解和掌握更多的教學(xué)資源[5]；在實(shí)踐方面，組織教師進(jìn)行實(shí)際操作和練習(xí)，例如讓教師使用SolidWorks進(jìn)行建模和繪圖，完成一些實(shí)際案例或項(xiàng)目。如此，教師在實(shí)際操作中能更好地理解和熟悉SolidWorks的使用方法，提高教學(xué)的實(shí)效性和實(shí)用性。2.引入SolidWorks教學(xué)專家，進(jìn)行教師專業(yè)指導(dǎo)為了進(jìn)一步提高教師的SolidWorks教學(xué)水平，應(yīng)引入SolidWorks教學(xué)專家，進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)和培訓(xùn)，這些專家通常具有豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，能夠深入講解SolidWorks的應(yīng)用技巧和教學(xué)方法。專家采用線上或線下的方式，與教師進(jìn)行交流和指導(dǎo)，解答教學(xué)中的問題，提供解決方案和教學(xué)建議。他們還能進(jìn)行現(xiàn)場示范教學(xué)，讓教師親身體驗(yàn)和學(xué)習(xí)專業(yè)的SolidWorks教學(xué)方法和技巧，專家指導(dǎo)能有效提升教師的教學(xué)水平，提供教學(xué)參考和指導(dǎo)。（三）利用云計(jì)算技術(shù)，降低SolidWorks設(shè)備投入1.推廣云計(jì)算SolidWorks軟件服務(wù)，減少本地硬件需求傳統(tǒng)上，為了使用SolidWorks軟件，需要在每臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝和配置軟件，這意味著需要投入大量的硬件資源和配置成本。然而，隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，可以云計(jì)算SolidWorks軟件服務(wù)替代傳統(tǒng)的本地安裝。云計(jì)算SolidWorks軟件服務(wù)允許用戶遠(yuǎn)程訪問SolidWorks軟件，用戶能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到云服務(wù)器上的SolidWorks軟件實(shí)例，并通過云平臺(tái)進(jìn)行操作和設(shè)計(jì)，從而減少對(duì)本地硬件的依賴，節(jié)省設(shè)備投入和維護(hù)成本[6]。2.提供低成本SolidWorks云端訪問服務(wù)，方便師生使用雖然云計(jì)算SolidWorks軟件服務(wù)能降低設(shè)備投入，但價(jià)格仍會(huì)成為限制因素。為了進(jìn)一步降低SolidWorks設(shè)備投入，可提供低成本SolidWorks云端訪問服務(wù)。低成本SolidWorks云端訪問服務(wù)應(yīng)根據(jù)教育機(jī)構(gòu)的實(shí)際需要進(jìn)行定制，以滿足不同用戶的需求，此服務(wù)方案的特點(diǎn)是價(jià)格便宜且靈活可選，能為學(xué)生、教師、學(xué)校等群體提供多種購買選項(xiàng)和計(jì)費(fèi)方式。以學(xué)生為例，可提供按需付費(fèi)、時(shí)段訂閱、固定套餐等低成本服務(wù)。通過提供低成本SolidWorks云端訪問服務(wù)，學(xué)生無需購買昂貴的設(shè)備和軟件，只需花費(fèi)一定金額就可實(shí)現(xiàn)云端訪問，降低學(xué)生的經(jīng)濟(jì)壓力，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度。（四）建立資源更新機(jī)制，構(gòu)建教學(xué)資源共享平臺(tái)1.定期更新SolidWorks教材案例資源，與軟件相適應(yīng)隨著SolidWorks軟件的不斷更新和升級(jí)，教材案例資源也需要與其相適應(yīng)并保持同步。定期更新教材案例資源是提高機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量的重要策略。首先，教材案例資源應(yīng)根據(jù)SolidWorks軟件的最新版本進(jìn)行更新。隨著新功能和改進(jìn)的加入，教材應(yīng)當(dāng)包含最新的特性和工具，以便學(xué)生了解和應(yīng)用。更新教材案例資源還能幫助學(xué)生快速跟上行業(yè)潮流和技術(shù)發(fā)展[7]。其次，教材案例資源應(yīng)考慮到不同難度和技能層次的學(xué)生需求。教材資源可提供從基礎(chǔ)到高級(jí)的案例，涵蓋不同類型的機(jī)械制圖和設(shè)計(jì)項(xiàng)目，這樣可以滿足學(xué)生不同階段的學(xué)習(xí)需求，幫助他們逐步提高技能和應(yīng)用能力。2.建立教學(xué)資源共享平臺(tái)，供師生分享優(yōu)秀教學(xué)資源建立教學(xué)資源共享平臺(tái)，是為了促進(jìn)師生之間教學(xué)資源的彼此分享而設(shè)計(jì)的共享平臺(tái)，它會(huì)讓教學(xué)資源更為豐富，增強(qiáng)學(xué)生和教師的學(xué)習(xí)和教學(xué)體驗(yàn)，此平臺(tái)會(huì)集中有用的教學(xué)資源并使其易于獲取，從而能夠更好地發(fā)揮出它們的作用。首先，此教學(xué)資源共享平臺(tái)將促進(jìn)注意力分配和增強(qiáng)教學(xué)資源可用性。為了保證教學(xué)質(zhì)量，師生需要先檢查彼此共享的資源，此平臺(tái)將有效地集中有用的資源，增強(qiáng)學(xué)習(xí)和教學(xué)效果。建立教學(xué)資源共享平臺(tái)能保證每個(gè)學(xué)生都有相同的機(jī)會(huì)，接觸到和利用更多資源，同時(shí)也鼓勵(lì)了他們彼此學(xué)習(xí)和交流。其次，教學(xué)資源共享平臺(tái)能幫助學(xué)生改進(jìn)其SolidWorks知識(shí)和解決技術(shù)問題，它能為學(xué)生提供大量易于獲取的資源，包括在線教程、樣例文檔，