Unity3D軟件在《電機與拖動》教學(xué)中的應(yīng)用

史國軍

【摘要】本文簡要分析了傳統(tǒng)的《電機與拖動》課堂教學(xué)中圖片和實物教學(xué)的弊端，提出了新的教學(xué)方法、手段：通過Unity3D軟件，創(chuàng)建了變壓器、直流電機和異步電機的模型，通過其動態(tài)演示，給學(xué)生更為感性的認(rèn)知，加強了學(xué)習(xí)效果。

【關(guān)鍵詞】電機與拖動 教學(xué) Unity3D

【基金項目】黑龍江省新世紀(jì)教改項目“電機與拖動課程教學(xué)、實訓(xùn)綜合虛擬仿真平臺建設(shè)”（2012）

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）04-0244-01

一、《電機與拖動》課堂教學(xué)中存在的問題

《電機與拖動》是一門理論性和實踐性強且難度較大的專業(yè)課，但根據(jù)減少學(xué)時的教學(xué)指導(dǎo)思想，很多學(xué)校對該課程的學(xué)時進行了壓縮，因此，部分學(xué)生會對該課程的學(xué)習(xí)感到困難，甚至在課程結(jié)束后，對電機的結(jié)構(gòu)還不清楚。出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，一方面與學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度有關(guān)，另一方面與課堂的教學(xué)方法、教學(xué)手段也有很大的關(guān)系。對于學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度除了要積極引導(dǎo)外，更重要的是如何在有限的課內(nèi)時間，密切聯(lián)系理論教學(xué)與實際環(huán)節(jié)，給學(xué)生更為感性的認(rèn)知，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率， 從而使一部分學(xué)生不會聽因不懂而影響后續(xù)知識的學(xué)習(xí)，進而失去學(xué)習(xí)興趣，乃至對這門課程都失去信心，最后不能獲得良好的教學(xué)效果。

二、傳統(tǒng)教學(xué)手段現(xiàn)狀及弊端

目前，《電機與拖動》教學(xué)中涉及到的電氣設(shè)備主要有：變壓器、直流電機、鼠籠式異步電動機等等。要掌握這些電氣設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，對于初學(xué)者來講，確實有很大的困難。傳統(tǒng)的《電機與拖動》教學(xué)的課堂手段多是多媒體和實物教學(xué)相結(jié)合。但是，多媒體教學(xué)多側(cè)重于圖片、簡單的FLASH動畫或拍攝的視頻，筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)效果一般，一部分學(xué)生的空間想象力較弱，對于空間結(jié)構(gòu)的理解很吃力；而用實物教學(xué)，講解一些復(fù)雜設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)時，仍然存在著一些明顯的弊端，比如要講解直流電機的基本結(jié)構(gòu)，由于課堂時間有限，講解直流電機的結(jié)構(gòu)需要對電機進行拆裝，拆裝要占用大量的課堂時間，同時學(xué)生人數(shù)較多，拆卸后給學(xué)生進行演示時，部分學(xué)生不能觀察清楚電機的結(jié)構(gòu)，這樣也達(dá)不到實物教學(xué)的目的。如何解決上面的一些問題？筆者認(rèn)為使用計算機輔助設(shè)計軟件輔助教學(xué)是很好的辦法，目前，很多學(xué)校的教學(xué)硬件設(shè)施有了很大的改善，基本上每個教室都配備了多媒體，這為創(chuàng)新教學(xué)手段提供了平臺。因此，可以利用計算機輔助設(shè)計軟件強大的建模功能，創(chuàng)建電機的模型，在課堂上通過一系列三維展示，就可以在短時間內(nèi)給學(xué)生直接的感官認(rèn)識，從而取得良好的學(xué)習(xí)效果。

三、Unity3D功能簡介

Unity3D是由Unity Technologies開發(fā)。通過該軟件可輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容。Unity3D利用交互的圖型化開發(fā)環(huán)境，其編輯器可運行在Windows 和Mac OS X下，產(chǎn)品可發(fā)布至Windows、Mac和Android等平臺。也可以利用Unity web player插件發(fā)布網(wǎng)頁游戲，支持Mac 和Windows的網(wǎng)頁瀏覽。

四、模型教學(xué)展示

以三相

鼠籠式異步電機電機為例，通過對小型電機進行拆解測量，獲取相關(guān)構(gòu)件數(shù)據(jù)。如圖1，2，3所示，結(jié)合JAVA及Html技術(shù)，可通過瀏覽器對相關(guān)模型進行全方位整體和局部、分解和組合展示。

圖2 電機結(jié)構(gòu)分解

圖3 定子鐵心結(jié)構(gòu)

五、結(jié)束語

在課堂教學(xué)中，我們不僅可以從各個角度對模型進行觀察，而且可以像拆裝實際的電機一樣，進行操作，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對電機有清楚地感性認(rèn)識，強化了學(xué)習(xí)效果。

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