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三維設(shè)計(jì)在機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中的應(yīng)用研究
江蘇省常州技師學(xué)院 朱勤惠 2017/10/3 6:53:11
摘要：現(xiàn)如今，許多技工院校面臨的問題就是將設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)更好地與專業(yè)設(shè)計(jì)緊密銜接。針對三維設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，研究如何應(yīng)用三維技術(shù)于機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中。本文主要研究三維設(shè)計(jì)在機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中的應(yīng)用，希望能為讀者解惑。
關(guān)鍵詞：三維設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)，應(yīng)用
1.前言
隨著計(jì)算機(jī)水平的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)遍布于人們生活的各個角落。如今，隨著計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域，教育觀念也發(fā)生了巨大的改變。機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)作為一門的專業(yè)必修課，此課程的難點(diǎn)在于復(fù)雜的機(jī)構(gòu)分析與力學(xué)模型分析，而計(jì)算機(jī)作為一種輔助教學(xué)的工具，也被廣泛應(yīng)用于機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中。在機(jī)械與零件教學(xué)中，都會應(yīng)用三維設(shè)計(jì)。三維設(shè)計(jì)的應(yīng)用能培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。在三維設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)中，分析與比較不同的三維實(shí)體設(shè)計(jì)能幫助學(xué)生開拓視野、積累知識與提高學(xué)習(xí)能力。而學(xué)習(xí)三維設(shè)計(jì)最主要的一點(diǎn)是學(xué)習(xí)者必須有一定的空間思維能力，所以，在三維設(shè)計(jì)的教學(xué)上，可以適當(dāng)?shù)卣谡n堂上展示一些模型，運(yùn)用虛擬教學(xué)平臺讓學(xué)生身臨其境去感受，從而幫助學(xué)生培養(yǎng)空間思維能力。計(jì)算機(jī)是輔助三維教學(xué)的工具，通過構(gòu)型的訓(xùn)練，才能掌握三維設(shè)計(jì)。在課堂上，遵循以學(xué)生為主、教師為輔的原則，幫助學(xué)生肯學(xué)、肯動手、肯動腦，嘗試將三維設(shè)計(jì)引入到課程中。
2.三維設(shè)計(jì)在機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中的應(yīng)用
在機(jī)械類專業(yè)的課堂教學(xué)中，關(guān)于如何提高學(xué)生的專業(yè)水平，這是現(xiàn)存的一大難題。學(xué)習(xí)三維設(shè)計(jì)必須擁有一定的空間想象能力、圖形表達(dá)能力以及空間形體分析能力�，F(xiàn)如今，學(xué)習(xí)者最大的障礙就是空間想象能力。因此，教學(xué)的困難在于激發(fā)學(xué)生的空間想象能力。在教學(xué)過程中，如果只給學(xué)生看實(shí)物，則學(xué)生不能對形狀產(chǎn)生知覺，不能培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。三維設(shè)計(jì)的教學(xué)主要有以下內(nèi)容：首先，在課堂演示教學(xué)模型，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力，其次是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，最后培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在教學(xué)中往往存在此種問題，許多高校機(jī)械類學(xué)生人數(shù)較多，但器材不充足，許多學(xué)生亦無法在真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行操作，這些問題十分不利于教育。而虛擬教學(xué)平臺是解決問題的關(guān)鍵，它在機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中起到了一個必不可少的作用。可以讓一些內(nèi)部的結(jié)構(gòu)通過三維軟件變成可見，例如活塞氣缸的工作原理等等。虛擬試驗(yàn)在機(jī)械專業(yè)課堂教學(xué)中十分的重要，但由于器材的缺少導(dǎo)致許多實(shí)驗(yàn)不能在真實(shí)環(huán)境中操作，這些都影響著教學(xué)質(zhì)量。虛擬試驗(yàn)在凸輪機(jī)構(gòu)教學(xué)中應(yīng)用廣泛。Solidworks是一款用于三維動畫的專業(yè)軟件，凸輪機(jī)構(gòu)的模型在三維動畫的設(shè)計(jì)下能顯得格外的逼真。凸輪機(jī)構(gòu)在三維動畫設(shè)計(jì)下經(jīng)過對物體的形狀以及空間位置進(jìn)行建模，模型最后通過進(jìn)行材質(zhì)與貼圖的處理后，模型效果顯得更加生動。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的構(gòu)建對機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)十分的重要。機(jī)械設(shè)計(jì)的理論知識相對比較抽象，運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺可以解決此類問題，在學(xué)校經(jīng)費(fèi)周轉(zhuǎn)不靈的情況下使用虛擬試驗(yàn)教學(xué)平臺進(jìn)行教學(xué)，可以降低教育成本，改善學(xué)校教學(xué)設(shè)備落后現(xiàn)象。不僅如此，虛擬教學(xué)平臺還可以提高教學(xué)效率，在傳統(tǒng)教學(xué)中，教學(xué)課堂上主要以教師為主，學(xué)生為輔，學(xué)生在課堂上一直處于一種被動狀態(tài)，由于3ds Max軟件在課堂上的加入和教學(xué)設(shè)備的完善，學(xué)生有更好的條件去學(xué)習(xí)，很大程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。由于三維動畫設(shè)計(jì)的逼真效果，讓學(xué)生身臨其境去感受，加強(qiáng)了學(xué)生對知識的理解，很大程度上提高了學(xué)習(xí)效率。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，三維設(shè)計(jì)應(yīng)用于機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中后，課堂氣氛也較為生動。為了達(dá)到更好的課堂效果，可以將傳統(tǒng)教學(xué)與虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來，再充分的發(fā)揮各自的優(yōu)勢。
3.結(jié)束語
總而言之，三維設(shè)計(jì)在機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中的應(yīng)用十分的廣泛。自上世紀(jì)八九十年代開始，設(shè)計(jì)經(jīng)歷了好幾個階段。隨著三維設(shè)計(jì)的日益普及，它在人們心中的地位也變得十分的重要。在機(jī)構(gòu)與零件教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的最大障礙就是空間思維能力的不足，計(jì)算機(jī)為輔助教學(xué)的一個工具，就能將三維設(shè)計(jì)中的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行展示出來，因此，利用好課堂設(shè)備是每個教師的必修課。如何快速地使學(xué)生們學(xué)習(xí)較復(fù)雜的力學(xué)模型分析，虛擬教學(xué)平臺是問題的關(guān)鍵。同時，還要積極培養(yǎng)學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲。激發(fā)學(xué)生的求知欲也十分的重要，激發(fā)學(xué)生求知欲也可對培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣和拓寬專業(yè)知識起到一定的作用。
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