SOLIDWORKS在液压与气压传动教学中的应用

　　1 教学改革的现状与趋势

　　如何借助高速发展和普及的计算机技术，改造传统教学模式，培养学生的工程意识、工程素质、工程实践能力和工程创新能力是教学改革的普遍趋势。美国从20世纪80年代末期就在国家科学基金（NFS）资助下研究有关三维教学改革问题。在广泛征集教育界、工业界、管理部门的意见后，形成了现代工程设计的教学模式：在工程设计这一主线下，教授有关的工业设计基础知识、三维造型理论、教学中突出三维立体的地位与作用，从三维立体入手全面理解物体的构成原理与表达方法，1997 年，在全国范围已成立了网络图形实验室，以满足工科院校学生教学与实验的需要，学生可以在计算机上建立三维模型，并对其进行工程分析、虚拟装配以及原型制造等[1]。美国工程教授Ronsld E.Barr1998 年在“Journal for Geometry and Graphics”发表的论文“Design Graphics Course at the University of Texasat Austin”指出：工程设计（EDG）的核心思想是建立3D 数字几何数据库，构思设计、立体造型、设计分析、样机制造、装配检验、绘图编制文件等全过程均由数据信息并行传递[2]。北京航空航天大学根据多年积累的教学经验和教学思想，将手工绘图与计算机绘图有机地融为一体进行教改取得阶段性成果，目前，机械设计教学方法是创建以“设计”为主线，以“三维”可视化教学为核心的现代工程设计教学体系。

　　液压与气压传动技术是融合了流体力学、机械设计、机械原理、电工电子和自动控制等多方面知识的综合性课程，是工业应用最为广泛的基础技术之一，是机械类专业学生必须掌握的一门专业基础课，该课程与生产实际联系紧密，实践性强，要求学生能够掌握流体动力学的基本理论、液压元件的结构原理、液压基本回路、液压系统的分析和设计方法等知识，最终达到能够阅读、分析和设计一个完整的液压传动系统的教学目标[3]。要实现上述教学目标，除了理论知识讲解以为，生产实践实训等也是必不可少的，但实验实训所需设备和条件毕竟是有限的。机械设计已经步入三维设计阶段，首先通过三维软件进行可视化结构设计与优化，再产生二维加工图纸，如美国波音公司新一代飞机全部采用三维建模设计完成。液压元件结构复杂，装配精度高，内部流道较多，采用三维设计进行模拟教学具有很大优势[4]。学生在三维情境下进行探究和学习，这种教学方法生动形象，有利于提高学生兴趣，使学生在短时间内进入相应情境，以达到更快理解的目的。实验实训能大大提高了学生的动手能力，但是实际操作时要受到设备数量、品种等方面的限制，而且耗时大，占用课时太多，耗材的消耗量也很大，成本高。三维模拟教学则以其高效率、低成本、内容丰富、有助于提高课程教学效果，而且成本低、效率高，使学生可以不受场地与设备的限制，对于液压与气压传动的教学具有重要的意义[5]。