国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

基于虛擬模型的工程制圖教學(xué)改革研究

2023-11-25 11:19:30趙秀婷
現(xiàn)代農(nóng)機 2023年6期
關(guān)鍵詞:模型庫制圖網(wǎng)頁

楊 平,趙秀婷

(廣東工業(yè)大學(xué) 先進制造學(xué)院,510000,廣東廣州)

為了適應(yīng)教育部對高等學(xué)校教育教學(xué)改革的要求,必須努力提高課程教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生學(xué)習(xí)水平。工程制圖課程是所有工科學(xué)生必須學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程在高等教育教學(xué)中占有重要地位。然而工程制圖的傳統(tǒng)教學(xué)方式存在一定的弊端,給初入大學(xué)的學(xué)生學(xué)習(xí)帶來一定困難,因此急需解決教學(xué)中面臨的各種問題。利用計算機技術(shù),開發(fā)適合工程制圖課程教學(xué)的虛擬模型庫,利用沉浸式教學(xué)方式,解決了學(xué)生通過平面模型難以想象出空間模型的問題,對促進和提高工程制圖類課程教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。

1 工程制圖素養(yǎng)的培養(yǎng)

工程制圖是工程師之間進行交流的語言表達(dá)工具。工科學(xué)生除了要掌握制圖標(biāo)準(zhǔn)之外,還要具有識圖能力和三維思維能力。然而能力的培養(yǎng)離不開各種手段的支撐,利用各種先進手段能夠使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。隨著教學(xué)內(nèi)容的不斷擴展,要循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生的工程制圖素養(yǎng)。學(xué)習(xí)內(nèi)容從最簡單的點、線、面投影開始,逐步增加難度,到平面、曲面、空間投影及簡單的相貫。在學(xué)習(xí)過程中由二維擴展到三維,模型高度復(fù)雜和抽象化,使學(xué)生學(xué)習(xí)難度越來越大。如果沒有好的教學(xué)方法,會造成很多學(xué)生對后續(xù)內(nèi)容失去學(xué)習(xí)興趣,對于與生產(chǎn)實際相聯(lián)系的標(biāo)準(zhǔn)件、常用件繪制及裝配圖繪制等部分重要內(nèi)容知難而退,使其在今后的實際工作發(fā)展中受到很大的局限;因此,針對學(xué)生工程制圖素養(yǎng)的培養(yǎng),傳統(tǒng)教學(xué)方式改革勢在必行。

2 教學(xué)現(xiàn)狀

工程制圖課程是大一新生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課[1],該課程對學(xué)生的空間想象能力要求較高,而傳統(tǒng)的PPT教學(xué)模式,很難使學(xué)生理解具體的教學(xué)內(nèi)容。因此,在課堂教學(xué)中需要大量的教學(xué)模型來培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,使學(xué)生具有一定的識圖和繪圖能力。要讓學(xué)生完成從二維平面到三維立體空間的相互轉(zhuǎn)換,需要大量的實物模型供學(xué)生觀察,但傳統(tǒng)的教學(xué)模型由于體積大、攜帶不便,且需要專門的管理者進行保管和維護,無論教師還是學(xué)生使用都不方便。為了克服這些困難,現(xiàn)階段我國高校廣泛采用多媒體CAI 課件,如利用三維建模軟件構(gòu)建工程制圖模型庫,而自主開發(fā)的工程制圖電子教學(xué)資源大多采用flc、mov、avi 等媒體格式,使用這些媒體格式播放的三維圖形都不能隨意地移動和旋轉(zhuǎn),交互性不強,學(xué)生不能對圖形任意操作,不利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。

3 教學(xué)改革

以課堂提質(zhì)增效為主渠道,落實教學(xué)改革。采用虛擬模型,使學(xué)生與模型之間可以進行交互,通過交互極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,改變學(xué)生的學(xué)習(xí)意識,由原來的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),通過交互功能來完全掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容,從而提高教學(xué)質(zhì)量。

3.1 技術(shù)支撐——HTML5 和WebGL 技術(shù)

隨著前端網(wǎng)頁技術(shù)的快速發(fā)展,網(wǎng)頁上展示三維模型備受青睞,HTML5 是構(gòu)建Web 內(nèi)容的一種語言描述方式,通過編程在網(wǎng)頁上展示三維模型。網(wǎng)頁上展示三維模型,可以避免利用三維軟件展示模型對電腦配置要求高及不同軟件之間格式不兼容問題的出現(xiàn),不受建模軟件的限制,通過操作鼠標(biāo)打開網(wǎng)頁即出現(xiàn)三維模型。利用WebGL 的第三方庫three.js 建立的虛擬三維模型[2],可以充分調(diào)動學(xué)生的想象力,在網(wǎng)頁或手機屏幕上操作實現(xiàn)交互,使學(xué)生沉浸在整個教學(xué)活動過程中,以克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端,提高教學(xué)質(zhì)量。

three.js 通過創(chuàng)建所需的基本元素,如點、線、面、矩陣等,將相機(Cameras)、物體(Objects)、光線(Lights)等添加到場景(Scene)中,借助渲染器(Renderer)進行場景渲染,即可實現(xiàn)基本的網(wǎng)頁三維模型展示[3]。

3.2 教學(xué)形式改革

改變傳統(tǒng)的只采用PPT 的教學(xué)模式,避免學(xué)生生搬硬套地學(xué)習(xí)和課后練習(xí),鍛煉了學(xué)生識圖和建模的能力。在課堂內(nèi)利用虛擬模型和PPT 相結(jié)合的教學(xué)方式,當(dāng)講到具體模型時,學(xué)生可以利用電腦或手機端打開虛擬模型庫中的文件,對模型進行放大、縮小及旋轉(zhuǎn)操作,從而對三維模型的每個細(xì)節(jié)都完全掌握。

在長期的教學(xué)實踐中,對于根據(jù)兩個視圖補全第三視圖的這類練習(xí),學(xué)生往往很難想象出組合體的立體圖,而不能正確作出第三視圖,教師對照PPT 講解很難使學(xué)生想象出模型的立體圖。這種傳統(tǒng)教學(xué)方法教師費力,學(xué)生難懂,達(dá)不到事半功倍的效果。但是有了虛擬模型庫,教師則可以結(jié)合立體圖形和二維視圖給學(xué)生講解,學(xué)生能夠快速地掌握所學(xué)的內(nèi)容,對每一個細(xì)節(jié)都能深入體會。

再比如有切挖等形式的復(fù)雜模型,需要想出內(nèi)部結(jié)構(gòu)和立體形狀,這部分內(nèi)容會使學(xué)生感到非常困難,對于有些細(xì)節(jié)部分很難想象。同時在裝配體部分教學(xué)過程中,學(xué)生也對裝配模型不能理解。但是有了three.js 技術(shù)將虛擬模型引入課堂,學(xué)生通過自己動手去拆分和裝配模型,可以對模型有深入的了解,從而很好地培養(yǎng)學(xué)生的識圖能力和空間思維能力。

3.3 教學(xué)改革實施方法

為了改變傳統(tǒng)的PPT 教學(xué)模式,需要建立虛擬模型庫。為了方便學(xué)生學(xué)習(xí),建立與教材配套的模型庫,學(xué)生通過在課本上掃描模型對應(yīng)的二維碼就可以打開此模型,從而在手機端或電腦端縮放、旋轉(zhuǎn)、移動此模型,極大地提高了教學(xué)效果,同時節(jié)省了購買實物模型的成本及保管維護的費用。

3.3.1 用戶端three.js 編程

利用three.js 編程[4],建立工程制圖模型庫。首先利用三維建模軟件建立相應(yīng)的模型,將模型保存為OBJ 和MTL 格式[5],供編程使用。為了在手機端使用需要定義Android 和iOS 系統(tǒng)及微信端,如下所示。通過編程,可以在安卓手機、蘋果手機及微信端打開虛擬模型庫。

3.3.2 三維模型創(chuàng)建及編程

為了建立與教材配套的模型,利用三維建模軟件Solid Works 或UG 等建立三維模型,將模型導(dǎo)入到3DS MAX 中,然后將模型導(dǎo)出為OBJ 格式,導(dǎo)出后的模型包括OBJ 和MTL 格式,用three.js 編程打開模型。具體命令如下。

3.3.3 虛擬場景創(chuàng)建

為了將三維模型建立在虛擬環(huán)境中,需要創(chuàng)建虛擬環(huán)境場景、相機及光線等,這樣利用三維建模軟件創(chuàng)建的模型在虛擬環(huán)境中可以更真實地展現(xiàn)模型,具體程序如下[6]。

3.3.4 模型庫維護

模型庫的維護主要涉及根據(jù)課程內(nèi)容調(diào)整模型的內(nèi)容,可以很方便地增加三維模型,將三維模型導(dǎo)入已經(jīng)編好的程序中,即可以增加虛擬模型庫的內(nèi)容,具有極好的模型可維護性。相比實物模型來說,省去了購買模型的經(jīng)費及模型存放、保管的費用。因此虛擬模型庫對于上課所需模型具有非常好的替代作用,利用虛擬模型進行教學(xué)能達(dá)到省經(jīng)費、省地方、省保管的效果。

4 結(jié)論

為了能在工程制圖這門專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)中提高學(xué)生的工程制圖識圖作圖能力,使學(xué)生達(dá)到工程師的培養(yǎng)水平要求,需要改進教學(xué)手段,利用虛擬模型庫與PPT 結(jié)合的方式教學(xué),以達(dá)到事半功倍的效果,同時也節(jié)省了大量經(jīng)費用于購買模型,以及解決模型難于攜帶、維護、存放等問題。通過在教學(xué)中使用虛擬模型庫,降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度。虛擬模型庫采用three.js 語言編程,可以實現(xiàn)手機和電腦端操作,為需要利用模型上課的課程的教學(xué)改革提供了技術(shù)支撐。

猜你喜歡
模型庫制圖網(wǎng)頁
無聲手槍如何消音?
基于CSS的網(wǎng)頁導(dǎo)航欄的設(shè)計
電子制作(2018年10期)2018-08-04 03:24:38
基于URL和網(wǎng)頁類型的網(wǎng)頁信息采集研究
電子制作(2017年2期)2017-05-17 03:54:56
二向反射模型在土地覆被制圖中的應(yīng)用
網(wǎng)頁制作在英語教學(xué)中的應(yīng)用
電子測試(2015年18期)2016-01-14 01:22:58
基于模型庫系統(tǒng)的金融體系流動性風(fēng)險預(yù)警機制研究
基于模型庫系統(tǒng)的金融體系流動性風(fēng)險預(yù)警機制研究
工程制圖課程教學(xué)改革探析
基于模型庫的現(xiàn)代成本會計計量系統(tǒng)研究
會計之友(2014年28期)2014-10-13 15:54:36
10個必知的網(wǎng)頁設(shè)計術(shù)語
双辽市| 安岳县| 资阳市| 威信县| 托克逊县| 大英县| 龙岩市| 青冈县| 江华| 蒙阴县| 汽车| 卫辉市| 丹棱县| 凯里市| 保康县| 怀宁县| 河曲县| 黔南| 永善县| 渝中区| 雷州市| 莆田市| 桦川县| 叙永县| 克什克腾旗| 昔阳县| 湘潭市| 阿瓦提县| 宜城市| 星座| 柳河县| 平远县| 合阳县| 浑源县| 榆社县| 和顺县| 繁峙县| 凌源市| 涿鹿县| 乡城县| 理塘县|