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)、計算機輔助設(shè)計軟件和動畫制作軟件等多媒體技術(shù)手段來輔助完成《機械制圖》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，《機械制圖》這門課程在使用傳統(tǒng)的教學(xué)手段時，只有少數(shù)學(xué)生能夠在課時內(nèi)吸收、消化所學(xué)知識，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，雖然能夠形象直觀地反映所教授的知識和內(nèi)容，也在很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)時效性，但是這些與書本配套的教學(xué)課件卻不是為某個個體或某個班級所單獨開發(fā)、設(shè)計的，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”這個關(guān)鍵詞，然后單擊搜索按鈕，則會出現(xiàn)成千上萬條的相關(guān)信息。

但是，我們需要從中進行有效的選擇，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)進度和難度的內(nèi)容進行下載等操作。

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)生的實際情況時就需要我們采用“自制積件”的方法來實現(xiàn)了。

2.自制積件

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

二、實例制作

1.動畫構(gòu)思

對于某一個動畫的設(shè)計我們首先要有一個構(gòu)思，我們需要問這樣幾個問題：這個動畫的內(nèi)容是什么？這個動畫要實現(xiàn)什么功能？這個動畫采用什么軟件來實現(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。針對這個動畫，我們的設(shè)計構(gòu)想如下：

內(nèi)容：通過一輛汽車模型動畫的全三維模型的旋轉(zhuǎn)動畫、爆炸圖動畫、局部放大動畫來作為本節(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）動畫編輯軟件（Flash）視頻的整合和操控。

2.動畫實質(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，再在三維軟件中進行單個零件的建模。在零件保存時，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，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。裝配是個很有技巧的過程。例如在動畫中，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中心為旋轉(zhuǎn)中心。

③渲染。渲染就是對模型進行整體的著色，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該軟件自帶的動畫錄制功能，對裝配好的模型進行動畫錄制。首先，我們來錄制旋轉(zhuǎn)動畫，即展示整個模型繞Y軸方向旋轉(zhuǎn)360°，動畫時間15秒。對于旋轉(zhuǎn)動畫，SolidWorks有動畫錄制向?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坐標軸，并不是實際中的坐標軸，這里我們選擇“Y.軸”，旋轉(zhuǎn)次數(shù)為“1”，順時針旋轉(zhuǎn)，再單擊下一步（見圖8）。

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

圖9

但是這里完成的動畫只是在SolidWorks中的動畫，我們還需將這個動畫導(dǎo)出為視屏文件，只有這樣才能被其他軟件進行后期的編輯和應(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，看到的畫面是真實流暢的。但是還要考慮到計算機的實際性能，幀數(shù)越大，保存的動畫文件也就越大，對計算機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，看到的動畫就越有停頓不流暢的感覺。因此，應(yīng)根據(jù)計算機實際性能選擇幀數(shù)（見圖10）。

圖10

至此，整個旋轉(zhuǎn)動畫全部制作完成。我們還可以使用動畫向?qū)т浿破渌璧膭赢嫛Ｈ绫▌赢?，局部放大動畫等?

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

①打開Flash軟件，新建一個空白文檔。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間軸上進行拼接，在相應(yīng)位置添加控制動作（圖12）。

圖12

③添加完所有的控制動作后需要對動畫進行調(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”按鈕進行播放調(diào)試。待調(diào)試完畢，確認無誤后將動畫發(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、實際中的應(yīng)用效果

實踐證明，教師運用多軟件協(xié)同設(shè)計的動畫仿真模擬積件進行講解《機械制圖》知識時，學(xué)生可以直觀地通過計算機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)，運用繪圖軟件將學(xué)生的想象變?yōu)樘摂M的現(xiàn)實來驗證學(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，還可以加強師生間的互動關(guān)系，使教學(xué)過程更為靈活、生動，課堂氣氛更為輕松、活躍。

現(xiàn)代信息化技術(shù)可以使《機械制圖》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方式，可以生動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)生主動積極、心情愉快地參與到課堂教學(xué)活動中來，才能調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和積極性。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，提出自己的獨特見解，從而促進他們創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，促進學(xué)習(xí)效率的提高。這些動畫的設(shè)計加入，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、頗具審美價值的立體渲染圖和形象逼真的三維動畫，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培養(yǎng)和能力形成。另外，運用現(xiàn)代信息化技術(shù)進行《機械制圖》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《機械制圖》教學(xué)已成為一種趨勢，現(xiàn)代信息化技術(shù)在《機械制圖》教學(xué)中不斷地探索和嘗試，必將更利于《機械制圖》教學(xué)的開展，為教學(xué)創(chuàng)造出最佳的條件，進一步增強教與學(xué)的互動，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)）