利用 SolidWorks 提高机械制图教学质量的策略研究

宋坤

［摘           要］  SolidWorks是一款广泛应用于机械设计和制图的计算机辅助设计软件，在机械制图教学中，利用SolidWorks软件可以提高学生的立体思维能力、问题解决能力、实践操作能力和团队合作能力。探究如何通过SolidWorks软件提高机械制图教学质量，介绍了SolidWorks软件的基本情况和主要功能及特点，分析了SolidWorks在机械制图教学中的应用价值和存在的问题，最后提出利用针对性培训课程、加强师资培训、推广云计算技术和建立资源更新机制等策略来提高机械制图教学质量。

［关    鍵   词］  SolidWorks；机械制图；能力提升；教学质量；策略研究

［中图分类号］  G642                   ［文献标志码］  A                   ［文章编号］  2096-0603（2024）09-0145-04

随着机械制图教学的发展，传统的教学方法已经无法满足学生的需求。SolidWorks作为一款功能强大的三维设计软件，用于从概念设计到模型制作的整个制造流程，包括产品设计、工程分析、生产以及产品数据管理等领域，为设计师和工程师提供了一些定制化工具，使他们能够更快速、高效、准确地设计出满足市场需求的产品，在机械制图教学中具有重要的应用价值。然而，由于学生对软件的学习门槛较高、教师的教学技术能力有限以及软件设备投入成本较高等问题，限制了SolidWorks在机械制图教学中的应用。因此，开展利用SolidWorks等专业软件提升高校机械制图教学质量的策略研究，对于机械制图的现代化教育具有重要的指导意义。

一、SolidWorks软件介绍

（一）Solidworks软件简介

SolidWorks是一款由Dassault Systèmes公司研发的计算机辅助设计（CAD）软件，被广泛应用于机械设计和制图领域，它采用了基于特征的建模方法，具有强大的三维建模和装配功能。SolidWorks不仅能用于创建二维和三维草图，还能进行装配设计、运动仿真、材料分析、渲染和动画制作等[1]。该软件具备友好的用户界面和大量的预置工具，使用户能快速、高效地进行设计和模拟。

（二）Solidworks软件的主要功能

SolidWorks软件拥有诸多强大的功能，包括三维建模、装配设计、运动仿真、材料分析、渲染和动画制作等多个方面。

这些功能使SolidWorks成为一款强大而全面的机械设计软件，被广泛应用于各个行业中的产品设计与开发过程中。

（三）Solidworks软件的主要特点

作为一款世界知名的工业机械设计软件，SolidWorks具有以下几个主要特点（见表2）。

这些特点使SolidWorks在机械设计领域备受欢迎，并被广泛应用于制造、航空航天、汽车、医疗设备、消费品等各个行业的产品设计与开发过程中。

二、SolidWorks在机械制图教学中的应用价值

（一）提高学生的立体思维能力

SolidWorks在机械制图教学中的应用能显著提高学生的立体思维能力。传统的机械制图教学依靠二维平面图纸来表达三维物体，对学生来说，这往往需要较强的空间想象力和立体思维能力。而SolidWorks作为一款三维建模软件，能直接在计算机上展示和操作三维物体，不仅解决了学生在纸上绘制时出错的问题，还能够直观地演示物体的立体形态[2]。学生使用SolidWorks进行建模和绘制，能更加直观地理解物体的三维结构，训练和提高他们的立体思维能力。

（二）激发学生的问题解决能力

SolidWorks在机械制图教学中的应用激发了学生的问题解决能力。使用SolidWorks进行建模和绘图的实践，学生将面临各种各样的实际问题和挑战，例如设计中的材料选择、结构优化和装配的正确性等，需要学生进行深入思考和分析，从而培养他们的问题解决能力。

在使用SolidWorks进行建模和设计的过程中，学生需要运用所学的知识和技能，与实际问题进行匹配和解决。他们需要运用机械设计的原理和方法，选择合适的工具和功能，挑战和解决各种复杂的设计问题，这激发了学生的主动性和探究欲望，培养他们的问题解决能力和创新思维[3]。

（三）增强学生的实践操作能力

SolidWorks在机械制图教学中的应用能显著增强学生的实践操作能力。传统的机械制图教学主要以纸质图纸为基础，学生通过纸上练习来加强理论知识的应用。然而，这种方式存在局限性，学生难以真实地感受到实际的设计和制造过程。相比之下，SolidWorks能为学生提供一种虚拟而实际的建模和设计环境。学生在软件中操作模型、调整尺寸和材料等，快速获得自己的设计成果，并进行相关的分析和测试，这种实际操作的体验能够加深学生对机械制图的理解，并提高他们的实践操作能力。

三、SolidWorks在机械制图教学中的应用问题

（一）学生对SolidWorks软件存在学习门槛

虽然SolidWorks是一款功能强大的软件，但对于初学者来说，学习和掌握其使用方法会有一定的困难。首先，SolidWorks的界面和操作方式与传统的机械制图方法不同，学生需要重新适应和理解。其次，SolidWorks拥有丰富的功能和工具，学生需要了解和掌握这些功能，才能有效地进行建模和设计。然而，对于初学者来说，这些功能会显得复杂和繁多。此外，由于SolidWorks是一款商业软件，学校可能难以提供充足的教学资源和指导，学生需要靠自学探索来解决问题，这些因素都增加了学生学习SolidWorks的难度，导致部分学生对其产生抵触情绪或者放弃学习。

（二）教师的SolidWorks教学技术能力有限

虽然SolidWorks是一种常见的机械制图软件，但它具有复杂的功能和工具，要求教师具备深入的了解和熟练的应用能力。然而，由于SolidWorks是市场上的商业软件，学校缺乏资金和资源进行系统性的教师培训，导致教师的SolidWorks教学技术能力有限，无法充分发挥SolidWorks在机械制图教学中的应用价值，无法提供针对学生需求的有效指导和支持。此外，由于SolidWorks的版本更新迅速，教师也需要不断学习和更新自己的知识，才能跟上软件的发展和变化，对于一些经验相对较少或时间紧张的教师来说是一个挑战，使他们在SolidWorks教学中的技术能力受限，难以提供高质量的教育服务。

（三）SolidWorks软件的设备投入成本较高

SolidWorks是一款商业软件，其授权费用较高，对于学校或学生来说购买软件和相关设备需要较大的投入。首先，学校需要购买SolidWorks软件的授权，需要支付较高的费用。其次，SolidWorks软件对计算机的硬件要求较高，需要具备一定的计算能力和存储空间。因此，学校还需要投入资金购买符合要求的计算机设备支持学生使用该软件进行学习和实践，对于一些资源有限的学校而言是一个挑战，限制了SolidWorks在机械制图教学中的广泛应用。

（四）SolidWorks软件课程资源更新不及时

SolidWorks软件不断更新版本，新功能和工具的引入使学生能够更高效地进行建模和设计。然而，由于课程资源的编写和更新需要时间和资源，许多学校无法及时更新和提供最新的SolidWorks软件课程资源，导致学生无法充分了解和使用最新的功能和工具，限制了他们在实际应用中的能力提升。此外，教师也无法及时掌握新版本的SolidWorks软件的使用方法，无法给予学生准确和及时的指导，使学生和教师在教学过程中遇到问题和困惑，影响了SolidWorks在机械制图教学中的应用效果。因此，随着SolidWorks软件的更新速度加快，学校和教师需要加强对课程资源的更新和升级，以确保学生能够学习和应用最新的SolidWorks技术。

四、利用SolidWorks提高机械制图教学质量的策略

（一）提供針对性培训课程，在课堂上进行实践操作

1.针对不同学习水平和需求的学生进行分类培训

机械制图教学面对的学生具有不同的学习背景和水平。为了更好地满足学生的学习需求，教师应将学生分类，依据他们的学习背景和学习水平，提供针对性的培训课程。针对性培训课程可以针对学生群体的不同特点，设计不同层次和难度的课程内容。通过这种方式，能保证教学的针对性、适应性和有效性。特别是对于初学者来说，有助于他们更好地了解和掌握SolidWorks软件的操作方法和技巧[4]。

2.在课堂教学中，结合实际案例进行SolidWorks软件的实践操作

SolidWorks软件是一款实践型操作软件，理论知识和实践操作相互结合是教学的关键。因此，教师应在课堂教学中结合实际案例，进行相关的实践操作，让学生更好地了解SolidWorks软件的操作技巧和应用实践。在课堂中，教师应利用视频教学技术，录制学生的操作过程，方便学生在课后回顾和加深理解。或者让学生在教师的指导下进行操作，加深学生对SolidWorks软件知识的理解和掌握。

（二）加强师资培训，提高教师SolidWorks的教学水平

1.从理论和实践着手，实施SolidWorks教学培训

为了提高教师的SolidWorks教学水平，应进行理论和实践相结合的培训。在理论方面，应进行SolidWorks软件的基础知识培训，包括软件界面和功能的介绍、建模和绘图技巧等，还要深入讲解SolidWorks的高级功能和应用案例，帮助教师理解和掌握更多的教学资源[5]；在实践方面，组织教师进行实际操作和练习，例如让教师使用SolidWorks进行建模和绘图，完成一些实际案例或项目。如此，教师在实际操作中能更好地理解和熟悉SolidWorks的使用方法，提高教学的实效性和实用性。

2.引入SolidWorks教学专家，进行教师专业指导

为了进一步提高教师的SolidWorks教学水平，应引入SolidWorks教学专家，进行专业指导和培训，这些专家通常具有丰富的实际经验和专业知识，能够深入讲解SolidWorks的应用技巧和教学方法。专家采用线上或线下的方式，与教师进行交流和指导，解答教学中的问题，提供解决方案和教学建议。他们还能进行现场示范教学，让教师亲身体验和学习专业的SolidWorks教学方法和技巧，专家指导能有效提升教师的教学水平，提供教学参考和指导。

（三）利用云计算技术，降低SolidWorks设备投入

1.推广云计算SolidWorks软件服务，减少本地硬件需求

传统上，为了使用SolidWorks软件，需要在每台计算机上安装和配置软件，这意味着需要投入大量的硬件资源和配置成本。然而，随着云计算技术的发展，可以云计算SolidWorks软件服务替代传统的本地安装。云计算SolidWorks软件服务允许用户远程访问SolidWorks软件，用户能通过互联网连接到云服务器上的SolidWorks软件实例，并通过云平台进行操作和设计，从而减少对本地硬件的依赖，节省设备投入和维护成本[6]。

2.提供低成本SolidWorks云端访问服务，方便师生使用

虽然云计算SolidWorks软件服务能降低设备投入，但价格仍会成为限制因素。为了进一步降低SolidWorks设备投入，可提供低成本SolidWorks云端访问服务。低成本SolidWorks云端访问服务应根据教育机构的实际需要进行定制，以满足不同用户的需求，此服务方案的特点是价格便宜且灵活可选，能为学生、教师、学校等群体提供多种购买选项和计费方式。以学生为例，可提供按需付费、时段订阅、固定套餐等低成本服务。通过提供低成本SolidWorks云端访问服务，学生无需购买昂贵的设备和软件，只需花费一定金额就可实现云端访问，降低学生的经济压力，有助于提高学生的学习积极性和参与度。

（四）建立资源更新机制，构建教学资源共享平台

1.定期更新SolidWorks教材案例资源，与软件相适应

随着SolidWorks软件的不断更新和升级，教材案例资源也需要与其相适应并保持同步。定期更新教材案例资源是提高机械制图教学质量的重要策略。首先，教材案例资源应根据SolidWorks软件的最新版本进行更新。随着新功能和改进的加入，教材应当包含最新的特性和工具，以便学生了解和应用。更新教材案例资源还能帮助学生快速跟上行业潮流和技术发展[7]。其次，教材案例资源应考虑到不同难度和技能层次的学生需求。教材资源可提供从基础到高级的案例，涵盖不同类型的机械制图和设计项目，这样可以满足学生不同阶段的学习需求，帮助他们逐步提高技能和应用能力。

2.建立教学资源共享平台，供师生分享优秀教学资源

建立教学资源共享平台，是为了促进师生之间教学资源的彼此分享而设计的共享平台，它会让教学资源更为丰富，增强学生和教师的学习和教学体验，此平台会集中有用的教学资源并使其易于获取，从而能够更好地发挥出它们的作用。首先，此教学资源共享平台将促进注意力分配和增强教学资源可用性。为了保证教学质量，师生需要先检查彼此共享的资源，此平台将有效地集中有用的资源，增强学习和教学效果。建立教学资源共享平台能保证每个学生都有相同的机会，接触到和利用更多资源，同时也鼓励了他们彼此学习和交流。其次，教学资源共享平台能帮助学生改进其SolidWorks知识和解决技术问题，它能为学生提供大量易于获取的资源，包括在线教程、样例文档，以及其他研究领域的文章等。学生能够找到满足其需求的资源，从而更好地理解SolidWorks软件的功能、特点以及它们在工程制图中的应用，学生也能学会如何解决他们在学习SolidWorks过程中遇到的问题。

五、结束语

综上所述，利用SolidWorks软件进行机械制图教学能有效提高教学质量和学生的学习效果。然而，要充分发挥其应用潜力，需要解决学生学习门槛高、教师技术能力有限和软件设备投入成本高等问题。通过提供针对性培训课程、加强师资培训、利用云计算技术和建立资源更新机制等策略，可以推动SolidWorks在机械制图教学中的应用，提升教学质量和学生的学习体验。

参考文献：

［1］林玲玉，王攀攀，张蒙蒙.AutoCAD、SolidWorks在机械制图教学中的应用［J］.黑龙江科学，2020，11（17）：84-85.

［2］许竞翔，卢康，王斌，等.SolidWorks在机械设计基础教学中的应用与实践［J］.教育教学论坛，2020（37）：198-199.

［3］吴淼，谷育红.3D打印技术在SolidWorks三维建模教学中的应用［J］.造纸装备及材料，2022，51（1）：235-237.

［4］张小东，仇恒国.SolidWorks在平面機构教学中的应用分析［J］.金华职业技术学院学报，2021，21（3）：19-23.

［5］康玮明.“钉钉+翻转课堂”在高职教学中的应用：以SolidWorks辅助设计课程为例［J］.辽宁高职学报，2023，25（2）：52-55.

［6］杨润辉.SolidWorks软件在圆柱与圆锥教学中的应用［J］.中国教育技术装备，2022（21）：55-58.

［7］李猛.Solidworks机械设计软件在高职机电类课程教学中的应用［J］.造纸装备及材料，2023，52（9）：213-215.

编辑 马花萍