利用SolidWorks建立高中通用技术数字模型库的研究

技术与应用*********************翻过“三座大山”：Solidworks在通用技术教学中的应用郑三和 浙江省宁波市北仑中学通用技术是以提高学生的学科核心素养为主旨，以设计学习、操作学习为主要特征的一门立足实践、注重创造、体现科技与人文相统一的课程。

[1]通用技术作为普通高中的一门必修课程，在不断发展的过程中，也遇到了一些棘手的问题，为了高效地解决这些问题，笔者通过教学实践，提出应用Solidworks 3D建模软件予以解决，促进学生多方面素质的全面发展，从而提高教学质量和效率。

●通用技术教学中存在的问题在高中通用技术教学实践中，遇到的棘手问题主要有：①空间几何三视图问题。

该部分内容既是学科考查的重点也是难点。

该类问题非常考验学生的空间几何想象能力，而这种能力也是传统教学难以培养和提升的。

②结构运动分析问题。

解答该类问题需要的是动态的空间几何想象能力，并且部分试题还需应用数学几何计算相关的知识点，才能准确地判断出该结构各组成部分之间运动时的相互作用及影响。

③结构受力分析问题。

解答该类问题既需要理解结构的运动方式，又需要结合物理力学知识进行分析解答。

这三类问题关系密切、层层递进、环环相扣，犹如三座大山，紧紧挨在一起。

如何翻过这“三座大山”呢？教师通常的解决方法是在黑板上多角度画出立体形状的轴测图或制作实物模型。

在当前教学手段日益丰富的情况下，这些问题能否通过技术手段解决呢？● Solidworks软件SolidWorks软件功能强大，易学易用，是基于Windows开发的3D数字建模软件，利用该软件可以将通用技术中涉及空间几何、结构运动和结构受力分析的相关内容建立3D数字模型，以投影的形式将模型的各个角度和细节、机构中各个零部件的装配过程展示出来，也可以利用软件建立运动算例，模拟机构各个零件的工作运转情况，还可以利用软件的Simulation有限元分析仿真功能，模拟结构受力时各个构件的应力应变情况。

高中通用技术作品设计方案随着社会的不断发展，人们对于通用技术的需求也越来越大。

作为一种综合性的技术，通用技术涉及到多个领域，包括机械、电子、计算机、材料等方面。

在高中通用技术课程中，学生需要通过实践活动来了解和掌握通用技术的基本原理和应用方法。

本文将介绍一种高中通用技术作品设计方案，旨在帮助学生更好地学习和掌握通用技术知识。

一、设计目的本设计方案的目的是让学生通过实践活动，了解和掌握通用技术的基本原理和应用方法，提高学生的实践能力和创新能力。

具体目的如下：1.了解和掌握机械设计的基本原理和方法。

2.了解和掌握电子设计的基本原理和方法。

3.了解和掌握计算机辅助设计的基本原理和方法。

4.培养学生的实践能力和创新能力。

二、设计内容本设计方案的主要内容包括机械设计、电子设计和计算机辅助设计三个方面。

1.机械设计机械设计是通用技术中的重要内容，学生需要了解和掌握机械设计的基本原理和方法。

本设计方案中，学生可以选择一种简单的机械结构，如手摇发电机、手摇绕线机等，进行设计和制作。

具体步骤如下：（1）确定机械结构的种类和尺寸。

（2）进行机械结构的初步设计，包括材料的选择、结构的设计等。

（3）进行机械结构的详细设计，包括零部件的设计、装配方式的确定等。

（4）制作机械结构，包括零部件的加工、装配等。

（5）测试机械结构的性能，包括工作效率、稳定性等。

2.电子设计电子设计是通用技术中的另一个重要内容，学生需要了解和掌握电子设计的基本原理和方法。

本设计方案中，学生可以选择一种简单的电子产品，如LED灯、电子时钟等，进行设计和制作。

具体步骤如下：（1）确定电子产品的种类和尺寸。

（2）进行电子产品的初步设计，包括电路的设计、元器件的选择等。

（3）进行电子产品的详细设计，包括电路的布局、元器件的安装等。

（4）制作电子产品，包括电路板的制作、元器件的安装等。

（5）测试电子产品的性能，包括亮度、精度等。

3.计算机辅助设计计算机辅助设计是通用技术中的新兴内容，学生需要了解和掌握计算机辅助设计的基本原理和方法。

浅谈CAD在高中通用技术课程中的应用摘要图样表达是高中通用技术学科的核心素养之一。

立体思维是技术课程教学的一大挑战，包括空间想象思维及工程创新表达能力。

本文针对高中通用技术课堂教学中出现的部分立体思维问题，提出了利用以SolidWorks三维工程软件为代表的CAD技术来提升教学的有效性，并详细阐述了面对不同类型问题的应用办法。

通过实际的教学试验论证该途径对教学效率产生了正向影响。

关键词CAD；通用技术；图样表达；立体思维；提升学生核心素养，学习设计与操作是高中通用技术课程的重要目标。

在实现过程中立体思维教学一直无法获得高效的教学途径和方法，笔者做了相关的实践尝试，通过CAD技术和技术图样的教学相结合，对现有教学模式提出了几个想法和措施。

一、立体思维教学遇到的问题在现阶段的通用技术课程的教学过程当中，立体思维课堂教学主要显露出以下问题：（一）三维空间想象能力具有个体差异性学生在日常的学习当中接触的资料是二维平面的教材，受制于资料的局限性很大一部分学生难以想象三维立体图形样式。

另外每个学生三维空间想象能力具有较大个体差异性。

在教学时部分学生能很快明白案例意图，而另一部分学生则难以把握。

摆在该部分学生面前的最大挑战是如何把二维图形转换成三维立体图形。

（二）机构运动和受力分析模糊通常一个简易的运动机构中是有铰连接、钢连接和滑动连接三部分组成。

高中通用技术教材主要介绍了铰和钢连接，但实际还包括滑动连接。

单个连接方式学生容易理解，当运动结构组合多样化、复杂化后，学生难以分析零件间的连接和受力情况，对运动的幅度和范围缺乏直观想象，学生缺乏动态三维思考能力。

（三）工程图样理解不到位工程图样能准确表达出设计者的设计想法和要求。

学习掌握尺寸标注的结构组成及规范是课程的基本要求之一。

学生对尺寸界线、尺寸线及尺寸数字概念模糊，对标注规范记忆困难。

学生把握不住关键点，例如在寻找尺寸漏标问题中，学生习惯以能否计算出该段尺寸长度作为判断依据，殊不知只要位置确定即可。

基于微课的高职“Solid Works三维建模设计”课程教学设计伴随着Wi-Fi的全覆盖，越来越多的青年学生热衷于使用移动设备发微信、上微博、看微电影。

针对学生的这一爱好，微课教学应运而生。

微课以强调学习内容微型化、学习地点移动化、学习时间自主化和学习方式互动化为特点，拓宽学习时空，创新教学方式，引起了教育工作者及学习者的广泛兴趣。

作为一种新兴的教学方式，我国对微课程的研究还主要集中于宏观领域，如广东省佛山市XX局,XX局教育信息网络中心的胡铁生等对微课程的内涵与发展前景的分析，主要认为微课程应该按照新的课程标准，针对课堂中的某一知识点或某一难点，以新媒体技术为主要手段，通过制作微视频，反映教师开展教学活动的多种资源的总称，包含与教学过程相配套的教案、PPT、课后练习、知识点的测验、教师评语等资源；上海师范大学的黎家厚教授认为微课程应该有明确的教学目标，内容应该短小精悍，占用的资源容量相对较少，讲解时间紧凑，主要集中说明一个问题，时间应尽量控制在5～10分钟之内。

这些研究主要侧重于微课教学的理论构建，较少涉及专业领域微课程的具体应用和实践研究。

本文旨在探索将微课程理念和特点融入高职“SolidWorks三维建模设计”课程教学实践，将新的信息技术与课程内Solid容进行深度融合，以发掘教学资源，有效促进学生掌握．Works三维建模设计技术。

微课程的概念及发展微课程的概念微课程不单单是指以微教学而专门设计或者开发的教学微视频，而是利用构建主义相关理论，是以教学微视频为主要载体，以 PPT 软件为主要技术支撑，反映教师针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。

微课的设计以网络构建主义理论为基础，采用在线学习或者移动学习的方式，短小精悍，迅速便捷。

高职学生可以利用零散的业余时间，借助智能手机和平板电脑等移动接收设备，通过微课程，及时学习某一工作任务的技术要点，迅速掌握相关技能。

微课程研究的发展查阅相关文献资料，在国外关于微课程的研究中，与微课程对应的英文名词有Minicourse、Micro lesson、Micro lecture等，但各自对微课程的研究方向不完全相同。

SolidWorks标准件模型库的建立方法大量的标准件及典型结构是级进模设计经验的积累，将标准件的典型结构建库。

使得模具设计人员将精力花费在排样等具有创造性的工作中，并以模具标准件库的功能为基础建立模具设计知识库。

将模具设计人员从复杂、重复的标准件绘制和操作中解放出来，可以极大地提高模具设计效率，对提高级进模设计质量、缩短模具设计周期具有重要意义。

本文探讨了SolidWorks标准件模型库的建立方法。

l引言采用标准件不但能有效提高模具质量，而且能降低模具生产成本及缩短模具生产周期。

有关资料表明：采用标准件可使企业的模具加工工时节约25%～45%，缩短模具生产周期30%～40%。

在模具CAD中。

根据国家标准、企业标准对标准件、通用件以及典型结构进行参数化建库可以缩短设计时间.使设计人员重点从事创造性工作。

SolidWorks墨为设计人员提供了直观、方便、快捷的工作界面，其参数化设计确保了零件模型、装配模型、扣工程图和材料清单之间的全程关联。

为保证设计一致性，减少设计错误和提高设计质量提供了强有力的途径。

现针对级进模标准件(国标以及企业标准)从应用SolidWorks本身功能以及二次开发2个方面进行建库方法研究。

2应用SolidWorks的功能建立标准件库2.1应用EXCEL表驱动功能SolidWorks提供了基于EXCEL表的驱动参数化建模功能，以图1所示企业标准的导正销为例。

建库方法为：(1)首先建立一种尺寸规格的导正销的模型。

(2)点击"注解一显示特征尺寸"，然后点击菜单"工具-选项-显示尺寸名称".模型如图2所示.特征尺寸名称同时显示。

(3)点击菜单"插入一系列零件设计表"，出现EXCEL表格.点击模型上需要参数化的尺寸，尺寸名称进入表格，输入另外2个模型的数据，即可完成导正销的建库。

(4)这种建模方法适用于模型拓扑结构变化不大，数值固定的情况。

利用Solidworks系列零件功能建立教学模型
高晓晋;李梅;杨清荣
【期刊名称】《昆明冶金高等专科学校学报》
【年(卷),期】2007(023)003
【摘要】利用产品设计软件简单快捷的设计功能,提出了建立教学立体模型;分析Solidworks设计软件的特点,提出了基于Solidworks环境下的系列零件设计功能并利用Excel建立零件库参数表,建立了常见教学模型,给出了实现方法和实例,该方法常可以运用在系列产品的设计及标准件设计等多种设计工作中.将该设计用软件运用于教学中,避免了制作课件过程中的重复性劳动,可大大提高立体模型建模的工作效率.
【总页数】5页(P84-88)
【作者】高晓晋;李梅;杨清荣
【作者单位】昆明冶金高等专科学校,社会科学与公共学院,云南,昆明,650033;昆明冶金高等专科学校,社会科学与公共学院,云南,昆明,650033;昆明冶金高等专科学校,社会科学与公共学院,云南,昆明,650033
【正文语种】中文
【中图分类】TP317.4
【相关文献】
1.谈如何利用建立方程模型进行创造性教学——七年级上册的一元一次方程模型[J], 郭剑英
2.基于SolidWorks系列零件设计表功能建立螺栓库 [J], 谢成龙;陈永亮
3.利用Solidworks软件的配置功能建立GB三维标准件库 [J], 李英平;宋玉梅;李慧
4.利用Solidworks软件的配置功能建立GB三维标准件库 [J], 李英平;宋玉梅;李慧
5.利用CRISPR/Cas9技术建立PTEN敲除的人子宫内膜腺癌细胞模型及其功能研究 [J], 李宇恒;邓诚思;关爱伟;宋晓宇;冯艳玲;关奕;曹流
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《制作模型》导学案
一、导学目标
通过本节课的进修，学生能够掌握制作模型的基本方法和技巧，培养他们的动手能力和创造力，激发学生对科学技术的兴趣，提升他们的实践能力和团队合作认识。

二、导学内容
1. 制作模型的基本观点
2. 制作模型的材料和工具
3. 制作模型的步骤和技巧
4. 制作模型的实践操作
三、导学过程
1. 引入
通过展示一些制作精美模型的图片或视频，激发学生的兴趣和好奇心，引导他们思考模型的制作过程和可能遇到的困难。

2. 进修
a. 讲解制作模型的基本观点，如什么是模型、模型的分类及应用等。

b. 介绍制作模型常用的材料和工具，如纸板、剪刀、胶水等。

c. 分步骤讲解制作模型的具体操作方法，包括设计构思、裁剪拼接、涂装装饰等。

d. 演示制作模型的过程，让学生了解实际操作步骤。

3. 实践
a. 分组让学生自行设计并制作一个小型模型，可以是建筑物、交通工具或动物等。

b. 指导学生在制作过程中注意安全和细节，鼓励他们发挥想象力和创造力。

c. 鼓励学生互相合作，共同完成模型的制作，培养团队合作认识。

四、导学总结
通过本节课的进修，学生不仅掌握了制作模型的基本方法和技巧，还培养了他们的动手能力和创造力。

希望学生能够在今后的进修和生活中，运用所学的知识和技能，不息提升自己的实践能力和创新能力。