3D MAX在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用

江蘇省高郵中等專業(yè)學(xué)校 李春花

機(jī)械專業(yè)是專業(yè)性強(qiáng)的科目，知識(shí)學(xué)習(xí)難度大，在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，學(xué)生難以理解和消化，通過傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生難以理解，從而容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。實(shí)踐證明，若學(xué)生通過自己動(dòng)手運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)進(jìn)行感官的模擬，能夠加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的印象并提高學(xué)習(xí)興趣。在現(xiàn)代化教育教學(xué)中，3D MAX 在機(jī)械教學(xué)中得到了很好的應(yīng)用。3D MAX 軟件可以將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為形象而生動(dòng)的動(dòng)畫演示，通過視覺與聽覺的結(jié)合加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象，學(xué)生也可以通過親自動(dòng)手操作更好地掌握機(jī)械課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容。本文，筆者將對(duì)3D MAX 軟件在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

一、3D MAX 軟件介紹

3D MAX 是一款用于三維設(shè)計(jì)與動(dòng)畫制作的專業(yè)軟件。進(jìn)行三維設(shè)計(jì)時(shí)，可通過二維線性編輯器對(duì)機(jī)械模型進(jìn)行編輯，再通過布爾運(yùn)算生成三維實(shí)體模型；在進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)時(shí)，可將一幅幅圖畫通過插幀的方式連接起來，形成生動(dòng)的畫面，模擬機(jī)械制作與機(jī)械運(yùn)動(dòng)。在教學(xué)實(shí)踐中，通常將3D MAX 動(dòng)畫制作成CAI 課件供學(xué)生演示，便于對(duì)機(jī)械的制造與設(shè)備的工作流程進(jìn)行全方位的模擬，如機(jī)械的原理、機(jī)械的設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)及控制、金屬切削機(jī)床和數(shù)控技術(shù)等。3D MAX 軟件對(duì)于機(jī)械教學(xué)而言是非常實(shí)用的。

二、3D MAX 軟件在機(jī)械教學(xué)中的具體應(yīng)用

1.三維設(shè)計(jì)在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用。3D MAX 軟件具有4 個(gè)視圖區(qū)，可以在二維線性圖區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)時(shí)地在其他三個(gè)視圖區(qū)展現(xiàn)所設(shè)計(jì)的機(jī)械部件的形狀。在機(jī)械制圖中，學(xué)生可通過3D MAX 軟件布爾運(yùn)算生成三維實(shí)體模型，更加直觀地理解機(jī)械部件。此外，根據(jù)實(shí)際機(jī)械形態(tài)或者學(xué)生的創(chuàng)意，還可以利用該技術(shù)使用不同色彩的材質(zhì)和利用光影技術(shù)，使效果更逼真。

2.動(dòng)畫功能在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用。液壓傳動(dòng)是機(jī)械專業(yè)課程的一部分，在這部分內(nèi)容教學(xué)中，通過3D MAX 動(dòng)畫制作演示軟件對(duì)液壓元件、液壓回路和液壓系統(tǒng)等知識(shí)進(jìn)行動(dòng)畫模擬，能使學(xué)生更容易理解液壓傳動(dòng)的機(jī)械原理和運(yùn)動(dòng)過程。

同樣，在金屬切削機(jī)床、機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理等機(jī)械課程教學(xué)中，利用3D MAX 動(dòng)畫制作演示軟件指導(dǎo)學(xué)生從多角度觀察機(jī)械運(yùn)動(dòng)中各個(gè)部件之間的關(guān)系，有助于學(xué)生更好地消化所學(xué)內(nèi)容。

三、3D MAX 軟件在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.可以形象直觀地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生的理解能力。機(jī)械專業(yè)理論相對(duì)可在和抽象，學(xué)生很難理解和吸收，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中很難真正體會(huì)機(jī)械制造和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的真實(shí)性，而3D MAX 軟件搭建的教學(xué)平臺(tái)能夠?yàn)閷W(xué)生提供從視覺、聽覺、親手操作的學(xué)習(xí)模式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)加深了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解。

2.降低教學(xué)投入。機(jī)械教學(xué)涉及的設(shè)備一般價(jià)格較高，而使用3D MAX 軟件，只需一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以完成機(jī)械制造與機(jī)械運(yùn)動(dòng)模擬，極大地降低了教學(xué)費(fèi)用投入。使用3D MAX 軟件時(shí)，只需一臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)，無需過多的教育投入；通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)校之間、師生之間以及學(xué)生之間的互動(dòng)，節(jié)約了教育成本。

3.減輕了授課教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。學(xué)生可利用3D MAX 軟件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，這大大降低了教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，同時(shí)也能夠提高學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。

四、3D MAX 軟件在機(jī)械教學(xué)中的缺點(diǎn)

1.模擬環(huán)境參數(shù)可隨意設(shè)置。3D MAX 軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)虛擬的作業(yè)環(huán)境，學(xué)生在學(xué)習(xí)中通常會(huì)對(duì)機(jī)械部件和機(jī)械運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨意設(shè)置，這與實(shí)際機(jī)械生產(chǎn)加工與機(jī)械運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定情況完全不符。若學(xué)生養(yǎng)成了不良習(xí)慣，在日后的實(shí)際工作中容易出現(xiàn)加工工件品質(zhì)粗糙、控制混亂的現(xiàn)象。

2.加工工藝性差。3D MAX 教學(xué)是虛擬的演示操作系統(tǒng)，這與實(shí)際機(jī)械的加工、品質(zhì)管理、程序控制有一定的差距，演示過程是固定的工序設(shè)定模擬演練，實(shí)際的機(jī)械操作因情況不同不完全與3D MAX 軟件所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)完全一致，學(xué)生死記硬背的機(jī)械設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)不能完成現(xiàn)實(shí)操作，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的靈活運(yùn)用能力。

3.模擬操作對(duì)實(shí)際機(jī)械操控安全防范意識(shí)淡薄。模擬操作過程中，學(xué)生對(duì)事故意識(shí)淡薄，對(duì)事故無法做到防范于未然。

五、解決3D MAX 機(jī)械教學(xué)缺陷的措施

1.增強(qiáng)3D MAX 機(jī)械教學(xué)的實(shí)用性。3D MAX 軟件所制定的教學(xué)模型是以幾何圖形為基礎(chǔ)的演示模型，其教學(xué)模型是根據(jù)工作實(shí)際建立仿真的生產(chǎn)加工、品質(zhì)管理、質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地描述并對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行效驗(yàn)，這大大地提高了3D MAX 所設(shè)計(jì)的CAI 課件的真實(shí)性。

2.重視機(jī)械制造與機(jī)械運(yùn)動(dòng)流程。學(xué)生嚴(yán)格按照操作流程進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作，如先設(shè)計(jì)或加工哪部分，后設(shè)計(jì)加工哪部分等。合理裝夾能保證設(shè)計(jì)與加工的精度，學(xué)生養(yǎng)成良好的習(xí)慣在今后的工作中才能降低失誤率。

3.加強(qiáng)學(xué)生安全意識(shí)的培養(yǎng)。利用3D MAX 軟件所設(shè)計(jì)的CAI 課件與實(shí)際工作并不完全相符，并且在實(shí)際工作中，意外事故時(shí)有發(fā)生，因此，應(yīng)在教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生安全意識(shí)的培養(yǎng)。

六、結(jié)論

通過3D MAX 三維設(shè)計(jì)與動(dòng)畫制作CAI 課件，可以很好地輔助教師教學(xué)，更加生動(dòng)直觀地講授機(jī)械課程內(nèi)容，并能增加學(xué)生對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程的直觀認(rèn)識(shí)，取得良好的教學(xué)效果。