工程制圖拆裝訓(xùn)練庫的開發(fā)研究

叢文靜，唐偉峰

（海軍航空大學(xué)航空基礎(chǔ)學(xué)院，山東 煙臺 246001）

作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課，《機(jī)械制圖》課程在機(jī)械或近機(jī)械類專業(yè)學(xué)員的能力培養(yǎng)過程中有著舉足輕重的地位。因此，我們要盡可能提高學(xué)員的讀圖和繪圖的能力，為其后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。

1 構(gòu)建的目的和意義

對我校學(xué)員來講，《機(jī)械制圖》這門課程的最終培養(yǎng)目標(biāo)就是讓學(xué)員能讀懂零件圖和裝配圖，能夠根據(jù)圖樣，讀出零部件的結(jié)構(gòu)形狀、裝配步驟和工作原理等，為其后期武器裝備的維修保養(yǎng)等提供技術(shù)指導(dǎo)。但是傳統(tǒng)的二維圖樣，受其投影方法的限制，在表達(dá)零部件裝配圖樣的時候，難免錯綜復(fù)雜，使初學(xué)者在讀圖上存在困難。因此，怎樣提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)其按步驟讀圖，并合理考察其讀圖的能力，就成為我們構(gòu)建“工程制圖拆裝訓(xùn)練庫”的初衷。

1.1 通過情景構(gòu)建，提高學(xué)習(xí)興趣

機(jī)械制圖課程的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，就在于二維圖紙和三維立體之間的轉(zhuǎn)換。合理利用多媒體技術(shù)，通過三維立體展示，可以使學(xué)員對抽象的空間概念有一個直觀的認(rèn)識，從而建立起良好的感性認(rèn)識?！肮こ讨茍D拆裝訓(xùn)練庫”從一開始就能吸引學(xué)員的眼球，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動他們的積極性。如圖1所示。

圖1 工程制圖拆裝訓(xùn)練庫界面

1.2 強(qiáng)調(diào)互動操作，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性

和以往多媒體課件重在“展示”的不同，“工程制圖拆裝訓(xùn)練庫”最顯著的特點(diǎn)，就是其交互性能的充分體現(xiàn)。如圖2所示。學(xué)員在讀懂裝配圖的同時，可以通過做游戲般地隨意拖拽零件進(jìn)行試裝配，軟件配合裝配結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對其裝配步驟進(jìn)行及時的反饋提醒，步驟錯誤時，允許學(xué)員進(jìn)行反復(fù)思考和重復(fù)操作，從而有效提高學(xué)員學(xué)習(xí)的主動性和積極性，使學(xué)員在輕松愉快的環(huán)境中既掌握了知識，又提高了自身素質(zhì)。

圖2 過渡支架裝配界面

2 構(gòu)建的方法和步驟

“工程制圖拆裝訓(xùn)練庫”是我院制圖教員在授課之余，針對學(xué)員特點(diǎn)開發(fā)的一款助學(xué)軟件，根據(jù)多年的課堂授課經(jīng)驗，在開發(fā)前，就其意義和功能均有明確的定位。下面就開發(fā)過程中的具體思路和做法做以下簡介。

2.1 篩選軟件，注重交互

“工程制圖拆裝訓(xùn)練庫”的主要功能是實現(xiàn)三維立體展示和拖拽交互。其中“三維立體展示”功能，通過ProE、SolidWorks、AutoCAD等多款軟件均可實現(xiàn)，但考慮到要做成游戲式的拖拽交互，并在操作過程中做到實時反饋，故開發(fā)者選定交互功能強(qiáng)大的Flash軟件制作。

2.2 精選圖例，難易適中

考慮到此軟件重在提高學(xué)員的讀圖興趣，且用戶多為大一的初學(xué)者，裝配圖的讀圖能力參差不齊，故選擇裝配圖時，主要選擇10個零件左右的簡易裝配部件，包括“夾線體”、“聯(lián)動夾持桿接頭”、“固定頂尖座”、“過渡支架”、“虎鉗”、“氣動閥”、“定位器”、“球心管活節(jié)”。如圖3所示，為固定頂尖座的裝配圖。

圖3 固定頂尖座裝配圖

2.3 設(shè)計步驟，編制程序

該軟件采用Flash軟件開發(fā)設(shè)計，界面設(shè)定1024×768。具體開發(fā)思路與步驟如下。

（1）素材準(zhǔn)備

這里所說的“素材”，主要包括界面背景設(shè)計、零部件三維模型構(gòu)建及渲染以及零部件圖片裁剪等。其中，主界面背景設(shè)計采用photoshop軟件設(shè)計完成，零部件模型構(gòu)建采用SolidWorks軟件繪制完成，零部件的圖片整理則采用與flash軟件銜接功能最佳的fireworks軟件來制作。

（2）軟件架構(gòu)

該軟件共包含8套裝配體的拆裝訓(xùn)練，考慮到編程的方便，每一套拆裝訓(xùn)練均設(shè)置成獨(dú)立場景，加上主頁，共設(shè)置9個場景。主頁場景中設(shè)置8個按鈕，與8套裝配體相對應(yīng)。每套裝配體中均設(shè)置“返回”和“開始”按鈕，方便學(xué)員自主操作。各個分場景中，設(shè)置3個區(qū)域，一個區(qū)域是“零件展示區(qū)”，負(fù)責(zé)展示構(gòu)成裝配體的各個零件；一個是“裝配區(qū)”，負(fù)責(zé)部件裝配；還有一個是“反饋區(qū)”，負(fù)責(zé)實時反饋裝配步驟正誤的提示。如圖2所示。

（3）程序編制

將每個零件的圖片導(dǎo)入flash庫中，然后將其定義成影片剪輯并命名，如jiana。不同場景根據(jù)裝配零件個數(shù)的不同，設(shè)置不同的幀數(shù)。如“夾線體”場景，共有4個零件，可設(shè)置6楨，第1幀做場景界面，在該關(guān)鍵幀上，放置裝配圖紙，并安放“開始”和“返回”按鈕；第2幀，將各零件在“零件展示區(qū)”內(nèi)賦好位置值，然后書寫代碼如下：

jiana.onRelease=function(){

jiana.stopDrag();

if(quyua.hitTest(jiana)){

gotoAndPlay(3);

fankui="你真棒！繼續(xù)吧……";

}else{

jiana._x=x1;

jiana._y=y1;

fankui="答案錯誤，繼續(xù)努力！";

}

};

如此完成各零件編碼。

當(dāng)?shù)?個零件在裝配區(qū)內(nèi)安放好后，轉(zhuǎn)到第3幀，如上所示，依次為剩下的零件賦好值，寫好代碼，剩下各幀，如此類同。

3 使用效果分析

《機(jī)械制圖》課程在我院部分班次的授課過程中，是采用自主學(xué)習(xí)的模式來開展，主要依托的教學(xué)資源為我院自主開發(fā)的“工程制圖自主式學(xué)習(xí)平臺”，整個平臺由以下3部分組成。一是電子教室：含電子教材、配音課件、習(xí)題解答、制圖標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)課程、視頻授課（即微課）等；二是電子實驗室：含模型庫、機(jī)構(gòu)庫、拆裝訓(xùn)練庫、加工視頻庫等；三是考核系統(tǒng)等。該平臺2013年榮獲全國多媒體課件大賽一等獎，并掛靠在教育部“優(yōu)課網(wǎng)”上，供全國同行借鑒和指導(dǎo)。

作為“學(xué)習(xí)平臺”中的一個子模塊，“工程制圖拆裝訓(xùn)練庫”很好地調(diào)動了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。學(xué)員在自主學(xué)習(xí)的同時，可以通過玩游戲的方式，檢測自己的讀圖效果，并可以通過互動操作，反復(fù)練習(xí)，最終對裝配圖的內(nèi)容加強(qiáng)印象、熟記于心。

4 結(jié)語

總之，“工程制圖拆裝訓(xùn)練庫”的開發(fā)，為“寓教于樂”的教學(xué)模式開拓了思路，提供了方法。今后，可以在此基礎(chǔ)上，針對課程特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容，研發(fā)適應(yīng)性更強(qiáng)的助學(xué)軟件，更好地輔助學(xué)員進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

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