趙超

摘 要：本文討論了基于現(xiàn)代信息化技術(shù)環(huán)境下，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件和動(dòng)畫制作軟件等多媒體技術(shù)手段來輔助完成《機(jī)械制圖》這門課程的教學(xué)積件的制作方法及相關(guān)要領(lǐng)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代信息化技術(shù) 機(jī)械制圖 SolidWorks Flash AutoCAD

由于班與班之間、學(xué)生與學(xué)生之間接受能力、反應(yīng)速度、理解能力等因素均有很大差別，《機(jī)械制圖》這門課程在使用傳統(tǒng)的教學(xué)手段時(shí)，只有少數(shù)學(xué)生能夠在課時(shí)內(nèi)吸收、消化所學(xué)知識(shí)，大部分則停留在似懂非懂的狀態(tài)，還有一部分則完全不能理解。在采用與書本配套的多媒體教學(xué)課件教學(xué)時(shí)，雖然能夠形象直觀地反映所教授的知識(shí)和內(nèi)容，也在很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)效性，但是這些與書本配套的教學(xué)課件卻不是為某個(gè)個(gè)體或某個(gè)班級(jí)所單獨(dú)開發(fā)、設(shè)計(jì)的，因此也存在著一定的局限性。那么，怎么才能夠擁有有針對性的教學(xué)工具呢？這就是本文所要探討和解決的關(guān)鍵性問題。

一、針對性教學(xué)工具的獲取方式

1.網(wǎng)絡(luò)獲取

網(wǎng)絡(luò)對絕大部分人員都不是陌生的事物。通過網(wǎng)絡(luò)可以看新聞，通過網(wǎng)絡(luò)可以購物，通過網(wǎng)絡(luò)可以和遠(yuǎn)在他鄉(xiāng)的朋友聊天。那么，為什么我們不能夠用網(wǎng)絡(luò)來尋找一些適合教學(xué)的資源呢？假設(shè)，我們要講授“剖視圖”這節(jié)課的內(nèi)容，我們可以在搜索引擎中輸入“剖視圖”這個(gè)關(guān)鍵詞，然后單擊搜索按鈕，則會(huì)出現(xiàn)成千上萬條的相關(guān)信息。

但是，我們需要從中進(jìn)行有效的選擇，選擇與自己將要講授內(nèi)容相關(guān)度高，并且適合目前學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和難度的內(nèi)容進(jìn)行下載等操作。

通過這種網(wǎng)絡(luò)搜索的手段，在很大程度上可以適應(yīng)大部分的教學(xué)需求。那么，對于那些網(wǎng)絡(luò)上如果搜索不到，或者搜索到的內(nèi)容不是很適合任教學(xué)生的實(shí)際情況時(shí)就需要我們采用“自制積件”的方法來實(shí)現(xiàn)了。

2.自制積件

所謂“自制積件”，也就是通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)的一些二維、三維、動(dòng)畫編輯等軟件，通過多軟件協(xié)同設(shè)計(jì)的思想來制作教學(xué)積件。這種自制教學(xué)積件的方法需要教師對于計(jì)算機(jī)各種軟件的應(yīng)用能力有一定的要求，并能夠靈活運(yùn)用各種軟件的各種功能。

二、實(shí)例制作

1.動(dòng)畫構(gòu)思

對于某一個(gè)動(dòng)畫的設(shè)計(jì)我們首先要有一個(gè)構(gòu)思，我們需要問這樣幾個(gè)問題：這個(gè)動(dòng)畫的內(nèi)容是什么？這個(gè)動(dòng)畫要實(shí)現(xiàn)什么功能？這個(gè)動(dòng)畫采用什么軟件來實(shí)現(xiàn)？

接下來我們來探討一下“零件圖的作用和內(nèi)容”中的“汽車爆炸模型”教學(xué)積件的制作。針對這個(gè)動(dòng)畫，我們的設(shè)計(jì)構(gòu)想如下：

內(nèi)容：通過一輛汽車模型動(dòng)畫的全三維模型的旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫、爆炸圖動(dòng)畫、局部放大動(dòng)畫來作為本節(jié)課的新課導(dǎo)入部分。

功能：旋轉(zhuǎn)功能、爆炸圖功能、局部放大功能、播放器跳轉(zhuǎn)功能

實(shí)現(xiàn)手段：（1）二維軟件（AutoCAD）勾畫大致整體尺寸；（2）三維軟件（SolidWorks）建模、渲染、錄制視頻；（3）動(dòng)畫編輯軟件（Flash）視頻的整合和操控。

2.動(dòng)畫實(shí)質(zhì)性制作

（1）二維軟件（AutoCAD）勾畫大致整體尺寸，高42厘米，寬43厘米，長154厘米。

使用AutoCAD或CAXA等二維繪圖軟件將模型汽車的整體大致尺寸先勾畫出來。這樣可以有效地提高三維造型的準(zhǔn)確度和建模效率。

（2）三維軟件（SolidWorks）建模、渲染、錄制視頻。

①零件建模。通過在二維制圖軟件中的整體尺寸的繪制后，再在三維軟件中進(jìn)行單個(gè)零件的建模。在零件保存時(shí)，文件名盡量選擇有意義的內(nèi)容，盡量避免一些無意義的數(shù)字和字母。這些命名方法主要是為了以后文件調(diào)用時(shí)，能夠快速地查找到該文件。

②裝配。將所有的零部件建模完畢后，就要在軟件中組裝了。裝配是個(gè)很有技巧的過程。例如在動(dòng)畫中，車門是需要打開的。那么，車門的裝配自由度就不能夠全部定義，而且還要考慮圍繞哪個(gè)中心為旋轉(zhuǎn)中心。

③渲染。渲染就是對模型進(jìn)行整體的著色，渲染可以在零件中完成，也可以在裝配體中完成。渲染的目的是為了能夠讓模型更有真實(shí)感。例如輪胎，我們選擇黑色為渲染色；輪轂我們采用銀色為渲染色。經(jīng)過這一系列的渲染后，整輛車就有了真實(shí)的感覺，更能吸引學(xué)生的注意力。

④錄制視頻。通過SolidWorks該軟件自帶的動(dòng)畫錄制功能，對裝配好的模型進(jìn)行動(dòng)畫錄制。首先，我們來錄制旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫，即展示整個(gè)模型繞Y軸方向旋轉(zhuǎn)360°，動(dòng)畫時(shí)間15秒。對于旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫，SolidWorks有動(dòng)畫錄制向?qū)А０凑珍浿葡驅(qū)е械奶崾?，填入適當(dāng)?shù)膮?shù)即可。

選擇旋轉(zhuǎn)軸，這里所指的旋轉(zhuǎn)軸是在建模過程中的XYZ坐標(biāo)軸，并不是實(shí)際中的坐標(biāo)軸，這里我們選擇“Y.軸”，旋轉(zhuǎn)次數(shù)為“1”，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，再單擊下一步（見圖8）。

這里所指的“時(shí)間長度”為整個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的總時(shí)間；“開始時(shí)間（秒）”指的是整個(gè)動(dòng)畫從哪個(gè)時(shí)間段開始，如果旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫前無其他動(dòng)畫，則輸入“0”。最后單擊“完成”按鈕。至此，這個(gè)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)畫制作完成（見圖9）。

圖9

但是這里完成的動(dòng)畫只是在SolidWorks中的動(dòng)畫，我們還需將這個(gè)動(dòng)畫導(dǎo)出為視屏文件，只有這樣才能被其他軟件進(jìn)行后期的編輯和應(yīng)用。

單擊保存按鈕，然后選擇需要保存的路徑。這里的參數(shù)可以不需要考慮。唯一需要注意的就是每秒的幀數(shù)。人眼在大于等于24幀每秒的情況下，看到的畫面是真實(shí)流暢的。但是還要考慮到計(jì)算機(jī)的實(shí)際性能，幀數(shù)越大，保存的動(dòng)畫文件也就越大，對計(jì)算機(jī)的性能要求也就越高。所以這里不建議使用超過24幀每秒的幀數(shù)。反之，幀數(shù)越小，看到的動(dòng)畫就越有停頓不流暢的感覺。因此，應(yīng)根據(jù)計(jì)算機(jī)實(shí)際性能選擇幀數(shù)（見圖10）。

圖10

至此，整個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫全部制作完成。我們還可以使用動(dòng)畫向?qū)т浿破渌璧膭?dòng)畫。如爆炸動(dòng)畫，局部放大動(dòng)畫等。

（3）動(dòng)畫編輯軟件（Flash）視頻的整合和操控。經(jīng)過上述幾個(gè)步驟錄制下來的動(dòng)畫，基本上可以直接播放。但是要實(shí)現(xiàn)功能性操作，則需要將動(dòng)畫導(dǎo)入到Flash軟件中進(jìn)行編輯和操控設(shè)計(jì)。

①打開Flash軟件，新建一個(gè)空白文檔。單擊“文件”菜單的“導(dǎo)入視頻”按鈕，將視屏文件導(dǎo)入到Flash軟件的庫中（見圖11）。

圖11

②將視頻按順序拖至?xí)r間軸上進(jìn)行拼接，在相應(yīng)位置添加控制動(dòng)作（圖12）。

圖12

③添加完所有的控制動(dòng)作后需要對動(dòng)畫進(jìn)行調(diào)試，可以按“CTRL+Enter”組合鍵，或者選擇“調(diào)試”菜單下的“調(diào)試影片”按鈕進(jìn)行播放調(diào)試。待調(diào)試完畢，確認(rèn)無誤后將動(dòng)畫發(fā)布成“.exe”格式或者“.swf”等格式的文件。單擊“文件”菜單下的“發(fā)布設(shè)置”按鈕進(jìn)行文檔發(fā)布格式、位置、文檔名稱的選擇，選擇完畢后單擊“發(fā)布”按鈕，至此可操控的動(dòng)畫積件制作完畢。

還可以將這些積件組合在“PowerPoint”或者“Flash”等軟件，制作成所需的教學(xué)課件或軟件。

三、實(shí)際中的應(yīng)用效果

實(shí)踐證明，教師運(yùn)用多軟件協(xié)同設(shè)計(jì)的動(dòng)畫仿真模擬積件進(jìn)行講解《機(jī)械制圖》知識(shí)時(shí)，學(xué)生可以直觀地通過計(jì)算機(jī)看到虛擬的三維世界，并根據(jù)自己的想象提出自己的想法，教師根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)，運(yùn)用繪圖軟件將學(xué)生的想象變?yōu)樘摂M的現(xiàn)實(shí)來驗(yàn)證學(xué)生的想象。這樣不僅能有效地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象和形象思維能力，還可以加強(qiáng)師生間的互動(dòng)關(guān)系，使教學(xué)過程更為靈活、生動(dòng)，課堂氣氛更為輕松、活躍。

現(xiàn)代信息化技術(shù)可以使《機(jī)械制圖》的教學(xué)更易于學(xué)生接受和掌握。視覺化的畫面及可視形象的表達(dá)方式，可以生動(dòng)地表述既抽象又無味的概念，把學(xué)生不容易理解的抽象理論和復(fù)雜的空間視圖，變成形象、具體、易掌握的內(nèi)容，使學(xué)生看得見、摸得著、記得牢，從而有效地激發(fā)、提高學(xué)生學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》的興趣。只有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能讓學(xué)生主動(dòng)積極、心情愉快地參與到課堂教學(xué)活動(dòng)中來，才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性。也只有產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，才能讓學(xué)生從知識(shí)的攝取和感應(yīng)中受到啟發(fā)，尋求解決問題的思路，提出自己的獨(dú)特見解，從而促進(jìn)他們創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)效率的提高。這些動(dòng)畫的設(shè)計(jì)加入，還可以方便教師把一道題變成一類題，便于教學(xué)上的舉一反三，實(shí)現(xiàn)教學(xué)上的“變式教學(xué)”。這些令人賞心悅目、頗具審美價(jià)值的立體渲染圖和形象逼真的三維動(dòng)畫，有助于突破空間想象和思維能力培養(yǎng)的瓶頸，更有利于幫助學(xué)生以二維平面圖形表現(xiàn)三維空間物體的意識(shí)培養(yǎng)和能力形成。另外，運(yùn)用現(xiàn)代信息化技術(shù)進(jìn)行《機(jī)械制圖》教學(xué)，還能有效地增大課堂上的信息交流量。

總之，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代信息化技術(shù)應(yīng)用于《機(jī)械制圖》教學(xué)已成為一種趨勢，現(xiàn)代信息化技術(shù)在《機(jī)械制圖》教學(xué)中不斷地探索和嘗試，必將更利于《機(jī)械制圖》教學(xué)的開展，為教學(xué)創(chuàng)造出最佳的條件，進(jìn)一步增強(qiáng)教與學(xué)的互動(dòng)，最大限度地挖掘出師生的潛在能力，提高教育教學(xué)水平。在不久的將來，現(xiàn)代信息化技術(shù)將改造我們的傳統(tǒng)教學(xué)模式，它將改善我們的教學(xué)手段、方法，提高我們的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)水平。它將作為課堂教學(xué)的主流而被應(yīng)用和推廣！

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（作者單位：寧?？h第一職業(yè)中學(xué)）