楊曉紅，宋澍濤

(新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，烏魯木齊830011)

依托校企合作開發(fā)教學(xué)課件
——機(jī)車運(yùn)用與檢修專業(yè)建設(shè)典型案例

楊曉紅，宋澍濤

(新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，烏魯木齊830011)

本文在分析開發(fā)教學(xué)課件的實(shí)施背景的基礎(chǔ)上，提出了開發(fā)三維動(dòng)畫的多媒體課件的技術(shù)保障問題。

三維模型;三維動(dòng)畫;教學(xué)資源

0 引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，三維動(dòng)畫制作可以模擬真實(shí)的立體場(chǎng)景與動(dòng)畫，形象直觀地再現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)、外部的結(jié)構(gòu)、原理和工作過程。三維動(dòng)畫通過交互功能，可以讓人利用計(jì)算機(jī)在虛擬空間身臨其境實(shí)踐各種操作，在職業(yè)教育和培訓(xùn)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 實(shí)施背景

鐵路機(jī)車運(yùn)用與檢修企業(yè)從90年代初，就開始使用仿真技術(shù)研發(fā)了機(jī)車模擬駕駛裝置對(duì)機(jī)車乘務(wù)及檢修人員進(jìn)行培養(yǎng)，解決了在學(xué)校和企業(yè)培訓(xùn)中無法實(shí)現(xiàn)機(jī)車駕駛訓(xùn)練的問題。近年來，隨著計(jì)算機(jī)新技術(shù)的發(fā)展，利用三維動(dòng)畫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上可以身臨其境地進(jìn)行機(jī)車駕駛培訓(xùn)，解決了機(jī)車模擬駕駛裝置設(shè)備昂貴，學(xué)習(xí)工位少的問題，也提高了學(xué)習(xí)者的興趣，在學(xué)校教育和企業(yè)培訓(xùn)中得到了廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)各相關(guān)職業(yè)學(xué)校和鐵路機(jī)務(wù)檢修企業(yè)中，對(duì)機(jī)車構(gòu)造檢修方面的仿真軟件需求度激增，尤其是進(jìn)行機(jī)車部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示、工作原理分析、檢修操作規(guī)程的直觀性學(xué)習(xí)等方面也有較高需求。

2 建設(shè)目標(biāo)

充分發(fā)揮機(jī)車運(yùn)用與檢修專業(yè)教師計(jì)算機(jī)三維造型、動(dòng)畫制作、交互制作能力優(yōu)勢(shì)，結(jié)合專業(yè)知識(shí)，在鐵路機(jī)務(wù)段檢修車間專業(yè)技術(shù)人員的支持下，用三維造型軟件，圍繞內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)件較多的近機(jī)械類課程《內(nèi)燃機(jī)車制動(dòng)機(jī)》，建成機(jī)車制動(dòng)機(jī)各閥體三維模型；運(yùn)用動(dòng)畫制作軟件進(jìn)行三維動(dòng)畫的制作，實(shí)現(xiàn)機(jī)車制動(dòng)機(jī)各零部件的結(jié)構(gòu)分解、動(dòng)作過程展現(xiàn)，按教學(xué)任務(wù)制作成為視頻資料，并實(shí)現(xiàn)交互功能。通過課件制作，豐富專業(yè)教學(xué)資源，提升教師專業(yè)能力，帶動(dòng)課程建設(shè)，擴(kuò)大專業(yè)影響力。

3 工作過程

3.1 簽訂校企合作開發(fā)教學(xué)課件的協(xié)議

依據(jù)校企雙方共同需求，機(jī)車運(yùn)用與檢修專業(yè)和烏魯木齊機(jī)務(wù)段教育科，簽訂了校企合作開發(fā)機(jī)車制動(dòng)機(jī)教學(xué)可見的協(xié)議，明確規(guī)定雙方在開發(fā)過程中的權(quán)利和責(zé)任。

3.2 成立開發(fā)團(tuán)隊(duì)，制定工作計(jì)劃

結(jié)合建設(shè)目標(biāo)，成立由機(jī)車運(yùn)用與檢修專業(yè)教師、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教師、企業(yè)教師、機(jī)車檢修車間專業(yè)技術(shù)人員組成的課件開發(fā)團(tuán)隊(duì)。制定開發(fā)計(jì)劃，按照各自特長(zhǎng)進(jìn)行分工，確定開發(fā)工作步驟及時(shí)間安排。

3.3 建立三維模型

根據(jù)機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)控制關(guān)系：自動(dòng)制動(dòng)閥-->中繼閥-->分配閥-->作用閥-->機(jī)車制動(dòng)缸；單獨(dú)制動(dòng)閥-->作用閥-->機(jī)車制動(dòng)缸，確定建立自動(dòng)制動(dòng)閥、單獨(dú)制動(dòng)閥、中繼閥、分配閥、作用閥三維模型。

3.4 三維動(dòng)畫的制作

在建立好各閥體三維模型的基礎(chǔ)上，利用Autodesk 3ds max軟件，進(jìn)行三維動(dòng)畫制作，依據(jù)控制關(guān)系，對(duì)內(nèi)燃機(jī)車制動(dòng)機(jī)各零部件的結(jié)構(gòu)分解、動(dòng)作過程、相互關(guān)系進(jìn)行完整的描述。動(dòng)畫制作完畢后進(jìn)行圖片輸出，為下一步視頻和交互制作提供素材。

3.5 視頻制作

通過動(dòng)畫輸出的圖片，使用Adobe Premiere 和Adobe After effects軟件進(jìn)行特效制作及音視頻剪輯合成工作。按照教學(xué)章節(jié)（任務(wù)）制作成為教學(xué)視頻。

3.6 交互制作

依據(jù)企業(yè)檢修工藝過程，使用 Dassault Virtools、Unity3D等制作軟件，進(jìn)行課程中的相關(guān)實(shí)做內(nèi)容的交互制作，實(shí)現(xiàn)仿真訓(xùn)練功能。

4 保障措施

4.1 技術(shù)保障

一是具有進(jìn)行過專業(yè)系統(tǒng)學(xué)習(xí)實(shí)踐又能熟練掌握計(jì)算機(jī)三維造型、動(dòng)畫制作、交互式制作的專業(yè)人才。二是能得到企業(yè)技術(shù)支持。在初期測(cè)繪、后期制作過程中，為實(shí)地測(cè)繪提供便利條件，提供技術(shù)圖紙、檢修工藝等技術(shù)資料。

4.2 設(shè)備保障

成立多媒體工作室。配備圖形工作站4臺(tái)，達(dá)到CPU:Intel i7 3700，16G內(nèi)存，nVidia Quadro K5000顯示卡，Intel Z77主板芯片組，1TB硬盤以上配置。另配數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、錄音設(shè)備及測(cè)繪工具。

5 建設(shè)成效

5.1 豐富了《內(nèi)燃機(jī)車制動(dòng)機(jī)》課程教學(xué)資源

經(jīng)過兩年的軟件開發(fā)工作，形成了內(nèi)燃機(jī)車制動(dòng)機(jī)自動(dòng)制動(dòng)閥、單獨(dú)制動(dòng)閥、中繼閥、分配閥、作用閥、機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)綜合作用、機(jī)車制動(dòng)機(jī)機(jī)能檢查7項(xiàng)三維動(dòng)畫形式的多媒體教學(xué)課件，涵蓋了機(jī)車制動(dòng)機(jī)課程三個(gè)教學(xué)情境下的主要任務(wù)，豐富了課程教學(xué)資源，改變了以往主要依靠掛圖、實(shí)物講解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，原理不透徹、不直觀的狀況，實(shí)現(xiàn)了自主學(xué)習(xí)功能。

5.2 提高教學(xué)質(zhì)量

制動(dòng)機(jī)的多媒體課件通過在2011屆學(xué)生教學(xué)中的使用，使學(xué)生非常容易地理解制動(dòng)機(jī)部件的結(jié)構(gòu)和各部件間的相互聯(lián)動(dòng)關(guān)系，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了提高，制動(dòng)機(jī)課件也成為校園網(wǎng)站上點(diǎn)擊量最多的文件。在機(jī)車制動(dòng)機(jī)課程考核中，2011屆的及格率從上一屆83%提升到96%，優(yōu)秀率從10%提升到30%，取得了良好的教學(xué)效果。

5.3 提升了教師專業(yè)能力

在教學(xué)課件制作過程中，專業(yè)教師積極向企業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)請(qǐng)教，深入企業(yè)工班，學(xué)習(xí)部件的結(jié)構(gòu)、檢修工藝，實(shí)踐操作技能，為建立三維模型、依據(jù)控制關(guān)系、動(dòng)作過程、工作原理進(jìn)行動(dòng)畫制作收集了一手資料，在此過程中教師專業(yè)教學(xué)能力也得到了很大提升。

5.4 帶動(dòng)了課程建設(shè)

課件的選題制作，也可以彌補(bǔ)企業(yè)職工培訓(xùn)資源不足。企業(yè)安排主要負(fù)責(zé)職工崗位培訓(xùn)的技術(shù)專家積極參與課程建設(shè)，課程內(nèi)容能夠緊緊圍繞企業(yè)需求來選取，增強(qiáng)課程內(nèi)容與職業(yè)崗位資格能力、企業(yè)一線崗位工作能力要求的相關(guān)性；教學(xué)方法引入了企業(yè)從實(shí)踐中學(xué)習(xí)、在實(shí)踐中創(chuàng)新理念，形成了符合現(xiàn)場(chǎng)工作過程的一體化教學(xué)方案，帶動(dòng)了專業(yè)課程建設(shè)的改革創(chuàng)新。

6 結(jié)語

通過我校機(jī)車專業(yè)教師與鐵路機(jī)務(wù)段專業(yè)人員合作開發(fā)專業(yè)教學(xué)課件，我們深切感覺到，學(xué)校要注意發(fā)掘教師特長(zhǎng)，積極創(chuàng)造良好的科研項(xiàng)目研發(fā)環(huán)境，提供較先進(jìn)的技術(shù)裝備，同時(shí)建立激勵(lì)和保障機(jī)制，鼓勵(lì)教師主動(dòng)參與企業(yè)課題研究和項(xiàng)目開發(fā)。找準(zhǔn)切入點(diǎn)，通過項(xiàng)目開發(fā)加強(qiáng)校企合作，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)需求相融合，促進(jìn)學(xué)校專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。

[1]羅祥華.職業(yè)教育課程建設(shè)的價(jià)值取向[J].職業(yè)教育,2007,9-13.

[2]徐國慶.工作知識(shí):職業(yè)教育課程內(nèi)容開發(fā)的新視角.教育發(fā)展研究，2009,11.

（編輯 趙欣宇）

The Development of Teaching Courseware Relying on the School-enterprise Cooperation——Typical Cases of Locomotive Operation and Maintenance

YANGXiaohong，SONGShutao
（XinjiangRailwayVocational and Technical College,Urumqi 830011,China)

Based on the analysis of the implementation background of developing teaching courseware,this paper puts forward the technologysecurityofdevelopingmultimedia courseware ofthree dimensional animations.

three dimensional model;three dimensional animation;teachingresource

G719.21

B

1672-0601（2015）11-0064-02

2015-08-21

楊曉紅(1971-),女,本科，高級(jí)講師，研究方向：職業(yè)教育：鐵道機(jī)車車輛方向。