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1Unigraphics在机械制图教学中的应用研究山东科技大学王嫦娟曹明通摘要：本文根据Unigraphics软件的特点，分别在机械制图的组合体、立体相交、零件图和装配图教学中进行了应用研究，并提出了由计算机虚拟模型库取代实物模型库等方面的教学改革设想。关键词：Unigraphics机械制图教学研究0．引言近年来，计算机技术的应用给制图教学带来了革命性的突破，AutoCAD、Unigraphics（简称Ug）、3Dmax等计算机软件与制图教学紧密地结合，使多媒体技术给制图教学模式注入了新鲜血液。他充分利用图、文、声像、画等先进技术和良好的交互式教学方式，以极其生动活泼的教学风格，对教育思想，教学内容，教学体系，教学方式和教学管理等方面产生了深刻的影响。多媒体教学已成为现代教育科学与现代教育技术的重要的组成部分，成为科学研究的战略任务和教学改革的方向。1．课程性质分析与基本设想«画法几何与机械制图»是一门工科专业的技术基础课，其主要任务之一是培养学生空间思维能力，空间想象能力，和解决空间问题的能力。而在教学当中首先要培养学生由物画图，由图想物。建立学生的空间想象能力，这是教学的重点，又是教学的难点。长期以来在该课程的教学中，主要是用黑板、粉笔、挂图等传统教学手段来传递教学信息。由于讲解内容的需要，一次课需要演示相当数量的图形。用传统的教学手段，实现这些图形的演示，需要挂图和黑板图，由于受到工具和版面的限制，绘图质量和效率较低。所以讲课效果不佳。目前采用多媒体教学，基本克服了以上缺点，但随之而来的是，教学风格千人一面，也比较死板，不能体现出教师的个人风格。教学过程是教师的个性化的活动过程，教师的思路、方法各有不同，教学对象在发生变化，教学课件制作就要符合教学的基本规律，满足教学的要求。并具有一定的开放性，使教师在应用课件的同时，仍能方便的结合实际组织教学，并能体现出教师的个人风格。用Ug软件结合视图讲解就如同我们站在模型室里讲解一样，生动、直观而逼真。在教学当中我们可以先把习题做成虚拟模型，当学生想象不出事物，就把虚拟模型展示给学生看，由此培养学生的空间想象能力。2．Ug在组合体教学中的应用使用Pwerpoing和Unigraphics就能充分体现教师的个人风格，我们在组合体的教学中，应用形体分析方法，使用Unigraphics软件，就能很好地发挥其形象直观的效果，其基本方法是：先做几个基本几何体，然后将他们迭加成复杂的组合体，或切割出复杂的组合体，再用旋转按钮可以看到物体各个部位的所有表面和剖面。其效果如同在实物面前，可以随意翻2（a）轴测图（b）三视图图2由轴测图画三视图动，转动物体的任何角度和位置，直至看清每一个表面（如图1所示），同时还可以对照实体看该实体的视图是否正确。有一定效验和检查视图正确与否的作用。该软件提供了视图对立体的功能，如果改动实体的尺寸，相应的视图也会随之改动，这样学生就能很简单的发现自己是否出现错误。在构型设计中，学生经常设计出的零件是以线连接，或以点连接，那么用该软件展示给学生看就会克服此项错误，学生对各形体之间的连接关系就清楚了，形成一个整体的概念，使学生的设计能力得到了较大的提高。（a）半剖轴测图（b）旋转后的轴测图图1轴测图3．Ug在立体相交教学中的应用在立体相交教学中，应用该软件可以在视图显示模式和实体显示模式之间随意切换，还可以通过抽壳及分割操作使相贯线、截交线能清楚地展现在眼前，可以将实体放在不同的位置形成不同形式的相贯线将切割平面放在不同的位置可以形成不同的截交线。该软件的运用就如同实体放在眼前可以用刀随意的切割，形成不同的截交线（如图1所示）。有效的提高了学生对空间取线的灵活视为能力。4．Ug在零件图教学中的应用在零件图教学中的应用，对大一的学生来说是非常困难的，因为他们没有参加金工实习和生产实践活动，对零件的加工和装配过程只知甚少，对零件的工艺性结构更是一无所知。因此按以往的传统教学方法，学生对零件图的学习非常吃力。使用ug软件，可以按照机械加工的方法，一个工序接着一个工序的加工出零件来，还可以通过挖孔、（该软件给出了不同类型的按国家标准规定的孔）切槽、（多种形式的槽，如燕尾槽等）等加工方法。对于内部结构复杂的零件也可做成透明体，使学生们能够观察到零件的内部结构。然后通过旋转，又可以看到零件结构之间的关系（如图2所示）5．Ug在装配图教学中应用．在装配图教学中应用，是用该软件可以根据动力学原理将零件装配成部件或机器。将装配或拆卸过程做成动画（如图3所示），学生就如同亲临装配车间的现场将一个零件一个零件的把机器亲自装配和安装好。还可按逆向装配过程将机器一个零件一个零件的拆卸下来。比如一对齿轮啮合，如果设计得不好就会出现干涉，该软件能够计算出该齿轮的曲线和干涉点。这样通过对典型零件的加工过程、装配过程、拆卸过程的模拟仿真动画，为学生提供了一个虚拟的金工实习基地。使他们提前接触和具备了学习机械制图所应具备的机械设计和加工工艺基本知识。学生学起来也就变得简单易懂容易接受了。同时也使教学过程变得生动形象，妙趣横生。充分激发了学生对机械制图学习的兴趣和积极性。3图3齿轮泵的装配过程6．结束语unigraphics软件在机械制图教学中的应用研究仅仅是一个开始，通过我们初步的教学实践研究，我们已经感到该软件在机械制图教学中应用潜力很大,开发前景非常广阔。特别在教学工作中正确合理的采用ug软件，不仅使教学活动生动、形象、直观，提高课堂教学效果和教学质量，而且还有助于培养学生分析问题、解决问题的能力，开发学生智力，提高学生的素质。另外随着对ug软件的进一步开发应用，我们设想由计算机虚拟模型库取代实物模型库。我们将应用ug软件设计制作多种多样、生动形象的教学立体模型，这些教学模型不仅可在课堂上随时调用，而且取消了模型室和模型管理以及购置教学模型的投资，还可以由学生自己通过ug软件设计制作模型，以开发学生智力，提高设计制作能力。因此，ug在制图教学中的应用研究前景广阔、意义深远，有待我们进一步研究开发和应用。