三維可視化軟件在《船舶電氣設備及系統》教學中的應用

王　滿　張金男　張春來

大連海事大學輪機工程學院，遼寧　大連　116026

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三維可視化軟件在《船舶電氣設備及系統》教學中的應用

王滿*張金男張春來

大連海事大學輪機工程學院，遼寧大連116026

摘要：針對當前《船舶電氣設備及系統》課程的教學中存在的新穎性、易理解性、實用性等問題，首先分析產生這種問題的原因，其次應用三維可視化軟件把本門課程中難以被學生理解的部分用動畫、3D、視頻等形式實現，并將研究成果應用于實際的教學中。

關鍵詞：輪機工程；電氣設備；三維可視化軟件；Inventor

近年來由于計算機的普及與多媒體教學的推廣，教學方式正在發生著巨大的改變，傳統的口授、粉筆寫、看紙質教材等教學方式，逐漸被多媒體的聲音、圖像、錄像、文字的電腦展示等方式取代。教學方式的變革，使得教師不僅要提供相應的紙質教材，更要提供配套的多媒體課件。《船舶電氣設備及系統》這門課程作為輪機工程學院的一門必修課，要為學生講解大量的船用電氣設備的結構及原理。當前的平面課件在新穎性、易理解性、實用性等方面存在一定的問題。

隨著計算機圖形學技術的發展，我們對二維世界的研究日益成熟，并開始向三維領域擴展。由于人們對三維信息的需求與日俱增，三維可視化技術方興未艾，已經廣泛應用于社會生活的各個領域，比如數字城市、軍事應用、環境監測、風景區規劃、地質和礦產活動、交通監控、房地產開發等[1]。Inventor作為三維可視化軟件的一種，由于其與Autocad同屬于同一個公司，軟件之間不存在兼容的問題，并且可以直接出DWG格式的工程圖，因此廣受用戶的喜愛。

將Inventor等三維可視化軟件與《船舶電氣設備及系統》課程教學相結合將彌補現有電子課件的不足，運用動畫及3D技術使教學課件的設置符合學生的認識規律和思維過程，以直觀的方式揭示電器設備的本質，加深學生對船舶電氣設備基本概念、原理和使用方法的理解。

一、《船舶電氣設備及系統》課程教學中存在的不足之處

《船舶電氣設備及系統》是輪機工程學院的一門專業課，學生數量非常大。多年來，為優化和完善教學資源，開發出適合教學使用的、有益于提高教學效果和提升專業培養質量的課件，教研室在學校的支持和幫助下，圍繞課件建設做了大量的工作。但隨著本門課程的課件進行著不斷的完善，依然存在一些不足之處，主要表現在以下幾個方面：

(一)由于本門課程需要講解大量的船舶電氣設備的結構及原理，當前的平面課件在新穎性、易理解性、實用性等方面存在一定的問題。

(二)本門課程已經開設了英語授課，由于本門課程本身難度偏高并且比較抽象，在教師講解一些復雜的電氣設備的結構及原理時，如果不借助立體化課件，學生很難理解，造成上課的效率不高。

(三)本門課程的后續實踐實驗課程涉及大量的電氣設備拆裝實驗，這些設備的拆裝對于學生以后的工作會有很大的幫助，如果能在本門課程中對這方面知識有所了解，對于以后的工作和學習都會有很多大的益處。由于平面課件的緣故，暫時很難實現這 些。

二、三維可視化軟件在教學中的作用

本項目組選用三維可視化軟件Inventor將本門課程的相關內容用動畫、3D、視頻形式實現。本文以直流電機為例論述Inventor軟件與《船舶電氣設備及系統》課程教學相結合的優勢。

圖　直流電機一體變爆炸視頻截圖

圖例為直流電機一體變爆炸視頻截圖，在Inventor軟件中，可以完成電氣設備的一體變爆炸，爆炸變一體的視頻演示，并且在演示的過程中可以改變角度和各部件的大小。這對學生理解電機的結構及原理有很大的幫助，并且無論是一體變爆炸還是爆炸變一體的過程都嚴格按照設備的規定拆裝流程進行，這對于學生以后的課程及以后的工作都會有巨大的幫助。

三、結語

本項目利用三維可視化軟件Inventor把本門課程的相關內容用動畫、3D、視頻等形式實現。使教學課件更加的新穎，易于理解，并能極大的調動學生的積極性。本項目課件的開發成果，相當一部分可用于其他課程課件的建設，對其他課程立體化課件建設也有借鑒意義，有著十分可行的可復制性和廣泛的應用前景。但是在制作過程中還是發現許多問題，例如很多電氣設備沒有合適的原件進行尺寸測量，還需要在以后的制作過程中繼續完善，使其能夠更好的為教學服務。

[參考文獻]

[1]梁鵬帥，馮冬敬.三維可視化的研究現狀和前景[J].科技情報與經濟，2009，7：134-135.

作者簡介：王滿(1981-)，男，碩士，講師，主要從事船舶電氣方面的研究。

中圖分類號：U665.12

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)07-0205-01