三維設計在機構與零件教學中的應用研究

[摘要]現如今，許多技工院校面臨的問題就是如何將設計基礎的教學更好地與專業設計緊密銜接。針對三維設計的特點，研究如何將三維技術應用于機構與零件教學中。主要研究三維設計在機構與零件教學中的應用，希望能為讀者解惑。

[關鍵詞]三維設計；機構與零件教學；應用

[中圖分類號]G712 [文獻標志碼]A [文章編號]2096-0603（2017）27-0159-01

一、前言

隨著計算機水平的飛速發展，計算機遍布于人們生活的各個角落。如今，隨著計算機廣泛應用于教育領域，教育觀念也發生了巨大改變。機構與零件教學作為一門專業必修課，此課程的難點在于復雜的機構分析與力學模型分析，而計算機作為一種輔助教學的工具，也被廣泛應用于機構與零件教學中。在機械與零件教學中，都會應用三維設計。三維設計的應用能培養學生的空間思維能力。在三維設計的學習中，分析與比較不同的三維實體設計能幫助學生開闊視野、積累知識與提高學習能力。而學習三維設計最主要的一點是學習者必須有一定的空間思維能力，所以，在三維設計的教學上，可以適當地在課堂上展示一些模型，運用虛擬教學平臺讓學生身臨其境地去感受，從而幫助學生培養空間思維能力。計算機是輔助三維教學的工具，通過構型的訓練，才能掌握三維設計。在課堂上，遵循以學生為主、教師為輔的原則，幫助學生肯學、肯動手、肯動腦，嘗試將三維設計引入課程中。

二、三維設計在機構與零件教學中的應用

在機械類專業的課堂教學中，關于如何提高學生的專業水平，是現存的一大難題。學習三維設計必須擁有一定的空間想象能力、圖形表達能力以及空間形體分析能力。現如今，學習者最大的障礙就是空間想象能力。因此，教學的困難在于激發學生的空間想象能力。在教學過程中，如果只給學生看實物，則學生不能對形狀產生知覺，不能培養學生的空間想象能力。三維設計的教學主要有以下內容：首先，在課堂演示教學模型，培養學生空間想象能力；其次，激發學生學習的興趣；最后，培養學生的創新能力。在教學中往往存在此種問題，許多高校機械類學生人數較多，但器材不充足，許多學生亦無法在真實的環境中進行操作，這些問題十分不利于教育。而虛擬教學平臺是解決問題的關鍵，它在機構與零件教學中起到了一個必不可少的作用。可以讓一些內部的結構通過三維軟件變成可見，如活塞氣缸的工作原理等。虛擬實驗在機械專業課堂教學中十分重要，但由于器材的缺少導致許多實驗不能在真實環境中操作，這些都影響著教學質量。虛擬實驗在凸輪機構教學中應用廣泛。Solidworks是一款用于三維動畫的專業軟件，凸輪機構的模型在三維動畫的設計下能顯得格外的逼真。凸輪機構在三維動畫設計下經過對物體的形狀以及空間位置進行建模，模型最后通過材質與貼圖的處理后，效果顯得更加生動。虛擬實驗教學平臺的構建對機構與零件教學十分重要。機械設計的理論知識相對比較抽象，運用虛擬實驗教學平臺可以解決此類問題，在學校經費周轉不靈的情況下使用虛擬實驗教學平臺進行教學，可以降低教育成本，改善學校教學設備落后現象。不僅如此，虛擬教學平臺還可以提高教學效率，在傳統教學中，教學課堂上主要以教師為主，學生為輔，學生在課堂上一直處于一種被動狀態，由于3ds Max軟件在課堂上的加入和教學設備的完善，學生有更好的條件去學習，很大程度上激發了學生學習的興趣。由于三維動畫設計的逼真效果，讓學生身臨其境去感受，加強了學生對知識的理解，很大程度上提高了學習效率。與傳統教學相比，三維設計應用于機構與零件教學中后，課堂氣氛也較為活潑。為了達到更好的課堂效果，可以將傳統教學與虛擬實驗教學結合起來，再充分發揮各自的優勢。

三、結語

總而言之，三維設計在機構與零件教學中的應用十分廣泛。自二十世紀八九十年代開始，設計經歷了好幾個階段。隨著三維設計的日益普及，它在人們心中的地位也變得十分重要。在機構與零件教學中，學生學習的最大障礙就是空間思維能力不足，計算機作為輔助教學的一個工具，能將三維設計中的空間結構展示出來，因此，利用好課堂設備是每個教師的必修課。如何快速地使學生掌握較復雜的力學模型分析，虛擬教學平臺是問題的關鍵。同時，還要積極培養學生的興趣，激發學生學習的求知欲。激發學生的求知欲也十分的重要，激發學生求知欲對培養學生專業興趣和拓寬專業知識起到了一定的作用。