利用 SolidWorks 提高機械制圖教學質量的策略研究

宋坤

［摘? ? ? ? ? ?要］? SolidWorks是一款廣泛應用于機械設計和制圖的計算機輔助設計軟件，在機械制圖教學中，利用SolidWorks軟件可以提高學生的立體思維能力、問題解決能力、實踐操作能力和團隊合作能力。探究如何通過SolidWorks軟件提高機械制圖教學質量，介紹了SolidWorks軟件的基本情況和主要功能及特點，分析了SolidWorks在機械制圖教學中的應用價值和存在的問題，最后提出利用針對性培訓課程、加強師資培訓、推廣云計算技術和建立資源更新機制等策略來提高機械制圖教學質量。

［關? ? 鍵? ?詞］? SolidWorks；機械制圖；能力提升；教學質量；策略研究

［中圖分類號］? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文獻標志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文章編號］? 2096-0603（2024）09-0145-04

隨著機械制圖教學的發展，傳統的教學方法已經無法滿足學生的需求。SolidWorks作為一款功能強大的三維設計軟件，用于從概念設計到模型制作的整個制造流程，包括產品設計、工程分析、生產以及產品數據管理等領域，為設計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、準確地設計出滿足市場需求的產品，在機械制圖教學中具有重要的應用價值。然而，由于學生對軟件的學習門檻較高、教師的教學技術能力有限以及軟件設備投入成本較高等問題，限制了SolidWorks在機械制圖教學中的應用。因此，開展利用SolidWorks等專業軟件提升高校機械制圖教學質量的策略研究，對于機械制圖的現代化教育具有重要的指導意義。

一、SolidWorks軟件介紹

（一）Solidworks軟件簡介

SolidWorks是一款由Dassault Systèmes公司研發的計算機輔助設計（CAD）軟件，被廣泛應用于機械設計和制圖領域，它采用了基于特征的建模方法，具有強大的三維建模和裝配功能。SolidWorks不僅能用于創建二維和三維草圖，還能進行裝配設計、運動仿真、材料分析、渲染和動畫制作等[1]。該軟件具備友好的用戶界面和大量的預置工具，使用戶能快速、高效地進行設計和模擬。

（二）Solidworks軟件的主要功能

SolidWorks軟件擁有諸多強大的功能，包括三維建模、裝配設計、運動仿真、材料分析、渲染和動畫制作等多個方面。

這些功能使SolidWorks成為一款強大而全面的機械設計軟件，被廣泛應用于各個行業中的產品設計與開發過程中。

（三）Solidworks軟件的主要特點

作為一款世界知名的工業機械設計軟件，SolidWorks具有以下幾個主要特點（見表2）。

這些特點使SolidWorks在機械設計領域備受歡迎，并被廣泛應用于制造、航空航天、汽車、醫療設備、消費品等各個行業的產品設計與開發過程中。

二、SolidWorks在機械制圖教學中的應用價值

（一）提高學生的立體思維能力

SolidWorks在機械制圖教學中的應用能顯著提高學生的立體思維能力。傳統的機械制圖教學依靠二維平面圖紙來表達三維物體，對學生來說，這往往需要較強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，能直接在計算機上展示和操作三維物體，不僅解決了學生在紙上繪制時出錯的問題，還能夠直觀地演示物體的立體形態[2]。學生使用SolidWorks進行建模和繪制，能更加直觀地理解物體的三維結構，訓練和提高他們的立體思維能力。

（二）激發學生的問題解決能力

SolidWorks在機械制圖教學中的應用激發了學生的問題解決能力。使用SolidWorks進行建模和繪圖的實踐，學生將面臨各種各樣的實際問題和挑戰，例如設計中的材料選擇、結構優化和裝配的正確性等，需要學生進行深入思考和分析，從而培養他們的問題解決能力。

在使用SolidWorks進行建模和設計的過程中，學生需要運用所學的知識和技能，與實際問題進行匹配和解決。他們需要運用機械設計的原理和方法，選擇合適的工具和功能，挑戰和解決各種復雜的設計問題，這激發了學生的主動性和探究欲望，培養他們的問題解決能力和創新思維[3]。

（三）增強學生的實踐操作能力

SolidWorks在機械制圖教學中的應用能顯著增強學生的實踐操作能力。傳統的機械制圖教學主要以紙質圖紙為基礎，學生通過紙上練習來加強理論知識的應用。然而，這種方式存在局限性，學生難以真實地感受到實際的設計和制造過程。相比之下，SolidWorks能為學生提供一種虛擬而實際的建模和設計環境。學生在軟件中操作模型、調整尺寸和材料等，快速獲得自己的設計成果，并進行相關的分析和測試，這種實際操作的體驗能夠加深學生對機械制圖的理解，并提高他們的實踐操作能力。

三、SolidWorks在機械制圖教學中的應用問題

（一）學生對SolidWorks軟件存在學習門檻

雖然SolidWorks是一款功能強大的軟件，但對于初學者來說，學習和掌握其使用方法會有一定的困難。首先，SolidWorks的界面和操作方式與傳統的機械制圖方法不同，學生需要重新適應和理解。其次，SolidWorks擁有豐富的功能和工具，學生需要了解和掌握這些功能，才能有效地進行建模和設計。然而，對于初學者來說，這些功能會顯得復雜和繁多。此外，由于SolidWorks是一款商業軟件，學?？赡茈y以提供充足的教學資源和指導，學生需要靠自學探索來解決問題，這些因素都增加了學生學習SolidWorks的難度，導致部分學生對其產生抵觸情緒或者放棄學習。

（二）教師的SolidWorks教學技術能力有限

雖然SolidWorks是一種常見的機械制圖軟件，但它具有復雜的功能和工具，要求教師具備深入的了解和熟練的應用能力。然而，由于SolidWorks是市場上的商業軟件，學校缺乏資金和資源進行系統性的教師培訓，導致教師的SolidWorks教學技術能力有限，無法充分發揮SolidWorks在機械制圖教學中的應用價值，無法提供針對學生需求的有效指導和支持。此外，由于SolidWorks的版本更新迅速，教師也需要不斷學習和更新自己的知識，才能跟上軟件的發展和變化，對于一些經驗相對較少或時間緊張的教師來說是一個挑戰，使他們在SolidWorks教學中的技術能力受限，難以提供高質量的教育服務。

（三）SolidWorks軟件的設備投入成本較高

SolidWorks是一款商業軟件，其授權費用較高，對于學?；驅W生來說購買軟件和相關設備需要較大的投入。首先，學校需要購買SolidWorks軟件的授權，需要支付較高的費用。其次，SolidWorks軟件對計算機的硬件要求較高，需要具備一定的計算能力和存儲空間。因此，學校還需要投入資金購買符合要求的計算機設備支持學生使用該軟件進行學習和實踐，對于一些資源有限的學校而言是一個挑戰，限制了SolidWorks在機械制圖教學中的廣泛應用。

（四）SolidWorks軟件課程資源更新不及時

SolidWorks軟件不斷更新版本，新功能和工具的引入使學生能夠更高效地進行建模和設計。然而，由于課程資源的編寫和更新需要時間和資源，許多學校無法及時更新和提供最新的SolidWorks軟件課程資源，導致學生無法充分了解和使用最新的功能和工具，限制了他們在實際應用中的能力提升。此外，教師也無法及時掌握新版本的SolidWorks軟件的使用方法，無法給予學生準確和及時的指導，使學生和教師在教學過程中遇到問題和困惑，影響了SolidWorks在機械制圖教學中的應用效果。因此，隨著SolidWorks軟件的更新速度加快，學校和教師需要加強對課程資源的更新和升級，以確保學生能夠學習和應用最新的SolidWorks技術。

四、利用SolidWorks提高機械制圖教學質量的策略

（一）提供針對性培訓課程，在課堂上進行實踐操作

1.針對不同學習水平和需求的學生進行分類培訓

機械制圖教學面對的學生具有不同的學習背景和水平。為了更好地滿足學生的學習需求，教師應將學生分類，依據他們的學習背景和學習水平，提供針對性的培訓課程。針對性培訓課程可以針對學生群體的不同特點，設計不同層次和難度的課程內容。通過這種方式，能保證教學的針對性、適應性和有效性。特別是對于初學者來說，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.在課堂教學中，結合實際案例進行SolidWorks軟件的實踐操作

SolidWorks軟件是一款實踐型操作軟件，理論知識和實踐操作相互結合是教學的關鍵。因此，教師應在課堂教學中結合實際案例，進行相關的實踐操作，讓學生更好地了解SolidWorks軟件的操作技巧和應用實踐。在課堂中，教師應利用視頻教學技術，錄制學生的操作過程，方便學生在課后回顧和加深理解?；蛘咦寣W生在教師的指導下進行操作，加深學生對SolidWorks軟件知識的理解和掌握。

（二）加強師資培訓，提高教師SolidWorks的教學水平

1.從理論和實踐著手，實施SolidWorks教學培訓

為了提高教師的SolidWorks教學水平，應進行理論和實踐相結合的培訓。在理論方面，應進行SolidWorks軟件的基礎知識培訓，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的高級功能和應用案例，幫助教師理解和掌握更多的教學資源[5]；在實踐方面，組織教師進行實際操作和練習，例如讓教師使用SolidWorks進行建模和繪圖，完成一些實際案例或項目。如此，教師在實際操作中能更好地理解和熟悉SolidWorks的使用方法，提高教學的實效性和實用性。

2.引入SolidWorks教學專家，進行教師專業指導

為了進一步提高教師的SolidWorks教學水平，應引入SolidWorks教學專家，進行專業指導和培訓，這些專家通常具有豐富的實際經驗和專業知識，能夠深入講解SolidWorks的應用技巧和教學方法。專家采用線上或線下的方式，與教師進行交流和指導，解答教學中的問題，提供解決方案和教學建議。他們還能進行現場示范教學，讓教師親身體驗和學習專業的SolidWorks教學方法和技巧，專家指導能有效提升教師的教學水平，提供教學參考和指導。

（三）利用云計算技術，降低SolidWorks設備投入

1.推廣云計算SolidWorks軟件服務，減少本地硬件需求

傳統上，為了使用SolidWorks軟件，需要在每臺計算機上安裝和配置軟件，這意味著需要投入大量的硬件資源和配置成本。然而，隨著云計算技術的發展，可以云計算SolidWorks軟件服務替代傳統的本地安裝。云計算SolidWorks軟件服務允許用戶遠程訪問SolidWorks軟件，用戶能通過互聯網連接到云服務器上的SolidWorks軟件實例，并通過云平臺進行操作和設計，從而減少對本地硬件的依賴，節省設備投入和維護成本[6]。

2.提供低成本SolidWorks云端訪問服務，方便師生使用

雖然云計算SolidWorks軟件服務能降低設備投入，但價格仍會成為限制因素。為了進一步降低SolidWorks設備投入，可提供低成本SolidWorks云端訪問服務。低成本SolidWorks云端訪問服務應根據教育機構的實際需要進行定制，以滿足不同用戶的需求，此服務方案的特點是價格便宜且靈活可選，能為學生、教師、學校等群體提供多種購買選項和計費方式。以學生為例，可提供按需付費、時段訂閱、固定套餐等低成本服務。通過提供低成本SolidWorks云端訪問服務，學生無需購買昂貴的設備和軟件，只需花費一定金額就可實現云端訪問，降低學生的經濟壓力，有助于提高學生的學習積極性和參與度。

（四）建立資源更新機制，構建教學資源共享平臺

1.定期更新SolidWorks教材案例資源，與軟件相適應

隨著SolidWorks軟件的不斷更新和升級，教材案例資源也需要與其相適應并保持同步。定期更新教材案例資源是提高機械制圖教學質量的重要策略。首先，教材案例資源應根據SolidWorks軟件的最新版本進行更新。隨著新功能和改進的加入，教材應當包含最新的特性和工具，以便學生了解和應用。更新教材案例資源還能幫助學生快速跟上行業潮流和技術發展[7]。其次，教材案例資源應考慮到不同難度和技能層次的學生需求。教材資源可提供從基礎到高級的案例，涵蓋不同類型的機械制圖和設計項目，這樣可以滿足學生不同階段的學習需求，幫助他們逐步提高技能和應用能力。

2.建立教學資源共享平臺，供師生分享優秀教學資源

建立教學資源共享平臺，是為了促進師生之間教學資源的彼此分享而設計的共享平臺，它會讓教學資源更為豐富，增強學生和教師的學習和教學體驗，此平臺會集中有用的教學資源并使其易于獲取，從而能夠更好地發揮出它們的作用。首先，此教學資源共享平臺將促進注意力分配和增強教學資源可用性。為了保證教學質量，師生需要先檢查彼此共享的資源，此平臺將有效地集中有用的資源，增強學習和教學效果。建立教學資源共享平臺能保證每個學生都有相同的機會，接觸到和利用更多資源，同時也鼓勵了他們彼此學習和交流。其次，教學資源共享平臺能幫助學生改進其SolidWorks知識和解決技術問題，它能為學生提供大量易于獲取的資源，包括在線教程、樣例文檔，以及其他研究領域的文章等。學生能夠找到滿足其需求的資源，從而更好地理解SolidWorks軟件的功能、特點以及它們在工程制圖中的應用，學生也能學會如何解決他們在學習SolidWorks過程中遇到的問題。

五、結束語

綜上所述，利用SolidWorks軟件進行機械制圖教學能有效提高教學質量和學生的學習效果。然而，要充分發揮其應用潛力，需要解決學生學習門檻高、教師技術能力有限和軟件設備投入成本高等問題。通過提供針對性培訓課程、加強師資培訓、利用云計算技術和建立資源更新機制等策略，可以推動SolidWorks在機械制圖教學中的應用，提升教學質量和學生的學習體驗。

參考文獻：

［1］林玲玉，王攀攀，張蒙蒙.AutoCAD、SolidWorks在機械制圖教學中的應用［J］.黑龍江科學，2020，11（17）：84-85.

［2］許競翔，盧康，王斌，等.SolidWorks在機械設計基礎教學中的應用與實踐［J］.教育教學論壇，2020（37）：198-199.

［3］吳淼，谷育紅.3D打印技術在SolidWorks三維建模教學中的應用［J］.造紙裝備及材料，2022，51（1）：235-237.

［4］張小東，仇恒國.SolidWorks在平面機構教學中的應用分析［J］.金華職業技術學院學報，2021，21（3）：19-23.

［5］康瑋明.“釘釘+翻轉課堂”在高職教學中的應用：以SolidWorks輔助設計課程為例［J］.遼寧高職學報，2023，25（2）：52-55.

［6］楊潤輝.SolidWorks軟件在圓柱與圓錐教學中的應用［J］.中國教育技術裝備，2022（21）：55-58.

［7］李猛.Solidworks機械設計軟件在高職機電類課程教學中的應用［J］.造紙裝備及材料，2023，52（9）：213-215.

編輯 馬花萍