張愛(ài)榮

（太原工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系，山西 太原030008）

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基于JavaScript和Html語(yǔ)言機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)研發(fā)

張愛(ài)榮

（太原工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系，山西 太原030008）

摘要：介紹了機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)的的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)思想、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。論述了模型庫(kù)靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)制作的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法，指出了它們的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐證明，該模型庫(kù)在制圖課程教學(xué)中取得了良好的效果，能使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣，更好的理解和掌握教學(xué)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；虛擬模型；計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)

機(jī)械制圖是工科專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，為了培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力，需要大量使用教學(xué)模型，在課堂教學(xué)或課后作業(yè)中增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。機(jī)械制圖教學(xué)模型作為制圖教學(xué)手段的重要組成部分，在幫助學(xué)生形象地理解教學(xué)內(nèi)容的過(guò)程中，發(fā)揮著積極的輔助教學(xué)的作用。多年來(lái)我院在工程制圖和機(jī)械制圖的教學(xué)中一直采用傳統(tǒng)的教學(xué)模型進(jìn)行課堂演示，但傳統(tǒng)的教學(xué)模型價(jià)高、易損、不便攜帶、不能修改、課堂傳遞信息量少，已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代制圖教學(xué)的需要。

利用現(xiàn)代高科技的計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)機(jī)械制圖的虛擬模型庫(kù)，來(lái)克服傳統(tǒng)教具攜帶不便，課堂傳遞信息量有限的缺點(diǎn)，增大課堂信息量，縮短授課時(shí)間等，以解決了我院不斷壓縮課時(shí)引發(fā)的教學(xué)時(shí)間短缺，學(xué)生學(xué)習(xí)困難的矛盾具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)教學(xué)模型相比，機(jī)械制圖三維虛擬模型庫(kù)有以下五方面的優(yōu)點(diǎn)：

（1）模型庫(kù)所包含的模型均經(jīng)過(guò)認(rèn)真篩選，適合我院學(xué)時(shí)要求和教學(xué)大綱要求，所設(shè)計(jì)模型均圍繞教材建立，保持與教學(xué)資料的同步。同時(shí)還有大量模型用于擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面，模型庫(kù)按教學(xué)大綱要求分為七個(gè)模塊，各模塊組織合理、分類(lèi)明確、簡(jiǎn)潔，便于學(xué)生理解。

（2）由于上課教室不能夠?qū)崟r(shí)上網(wǎng)，所以動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)不能使用。為了方便教學(xué)，網(wǎng)站制作成靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)，這種靜態(tài)頁(yè)面不需要后臺(tái)服務(wù)器的支持就可以使用，將模型刻在光盤(pán)上或?qū)雰?yōu)盤(pán)中使用，攜帶方便，對(duì)使用環(huán)境無(wú)特殊要求，提示信息明確，使用簡(jiǎn)單、直觀。靈活，課堂演示方便快捷，大大方便了課堂教學(xué)的使用。如圖1所示。

圖1　機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)主頁(yè)

（3）虛擬模型庫(kù)只需要一張光盤(pán)或優(yōu)盤(pán)就可以存放數(shù)千個(gè)模型。教師可以根據(jù)教學(xué)需要實(shí)時(shí)對(duì)模型庫(kù)進(jìn)行修改、更新，滿(mǎn)足教學(xué)需要。虛擬模型庫(kù)可以降低購(gòu)買(mǎi)實(shí)物模型的成本，減少了教學(xué)成本、提高了教學(xué)質(zhì)量。還可以消除大量實(shí)體模型存放管理問(wèn)題[1]。

（4）虛擬模型庫(kù)中模型視頻及裝配圖的虛擬裝配動(dòng)畫(huà)（AVI格式）由Solid Works完成，模型精度高、形象逼真、色彩豐富，還可以觀察復(fù)雜物體的內(nèi)外結(jié)構(gòu)。動(dòng)畫(huà)演示立體切割過(guò)程、相貫線的形成及形狀、物體剖切面的位置及剖切過(guò)程、裝配圖零件數(shù)量及拆裝順序。在課堂教學(xué)中，借助計(jì)算機(jī)虛擬模型的幫助，教師在授課中的一些重點(diǎn)問(wèn)題如：截交體、相貫體、組合體、剖視圖等內(nèi)容可以清晰、生動(dòng)、形象地展示在學(xué)生面前，難點(diǎn)變得容易理解，有效的幫助學(xué)生培養(yǎng)空間想象能力和空間思維能力。增大了課堂的信息量[2]。如圖2所示。

圖2　嵌入式視頻播放動(dòng)畫(huà)

（5）虛擬模型庫(kù)可以幫助學(xué)生根據(jù)自己的需要，在網(wǎng)上重復(fù)多次地進(jìn)行三維模型的學(xué)習(xí)觀摩，提高空間想象能力及三維構(gòu)型能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

2　虛擬模型庫(kù)制作方法

2.1虛擬模型庫(kù)框架構(gòu)建

機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)框架如圖3所示。三維模型庫(kù)分為七大類(lèi)，包括基本體、截切體、相貫體、組合體、機(jī)件表達(dá)、典型零件、裝配體等。用Solid Works軟件構(gòu)建三維模型，并將其轉(zhuǎn)換為二維圖形，用Auto－ CAD軟件調(diào)整后加入到二維視圖表達(dá)庫(kù)，同時(shí)將三維模型轉(zhuǎn)換為AVI格式，可對(duì)模型進(jìn)行全方位動(dòng)畫(huà)演示。

圖3　機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù)框架

2.2靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)方法

網(wǎng)頁(yè)制作主要使用JavaScript和Html語(yǔ)言的結(jié)合。通過(guò)Html技術(shù)展示網(wǎng)站內(nèi)容，網(wǎng)站的界面設(shè)計(jì)由css實(shí)現(xiàn)。JavaScript監(jiān)聽(tīng)用戶(hù)的操作，將模型庫(kù)的數(shù)據(jù)提取出來(lái)動(dòng)態(tài)的改變網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站快捷的內(nèi)容切換。

機(jī)械制圖虛擬教學(xué)立體模型庫(kù)的研發(fā)利用現(xiàn)代三維造型技術(shù)，把實(shí)物三維立體模型轉(zhuǎn)化為虛擬三維模型，增加了立體模型的多方位可視性，優(yōu)化了教學(xué)資源，體現(xiàn)了高校教育的先進(jìn)性。還可以嵌入網(wǎng)頁(yè)與其他高等院校共享模型資源，實(shí)現(xiàn)校際間互通信息，為現(xiàn)代化教學(xué)提供更多的方便。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐學(xué)平.機(jī)械制圖三維模型庫(kù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，考試周刊，2013，（15）：121.

[2]李虹.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖網(wǎng)絡(luò)CAI教學(xué)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（6），164.

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-545X（2016）04-0268-02

收稿日期：2016-01-09

作者簡(jiǎn)介：張愛(ài)榮（1966-），女，山東寧陽(yáng)人，講師，碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)械工程。

Research and Practice of Mechanical Drawing Virtual Model Library

ZHANG Ai-rong
（Department of mechanical engineering，Taiyuan Institute of technology，Taiyuan Shanxi 030008，China）

Abstract:The characteristics，the design idea，the structure and contents of a virtual model library for Engineering Drawing are introduced.The key techniques and implementation methods of model library static web are described in detail．The practical application of this virtual model library indicates that it can enhance students’perceptual cognition to the teaching contents，can increase their learning interests，and can master the teaching contents more quickly.

Key words:engineering graphics；virtual model library；CAI