基于现代信息化技术的探索与应用

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摘 要：本文讨论了基于现代信息化技术环境下，通过网络技术、计算机辅助设计软件和动画制作软件等多媒体技术手段来辅助完成《机械制图》这门课程的教学积件的制作方法及相关要领。

关键词：现代信息化技术 机械制图 SolidWorks Flash AutoCAD

由于班与班之间、学生与学生之间接受能力、反应速度、理解能力等因素均有很大差别，《机械制图》这门课程在使用传统的教学手段时，只有少数学生能够在课时内吸收、消化所学知识，大部分则停留在似懂非懂的状态，还有一部分则完全不能理解。在采用与书本配套的多媒体教学课件教学时，虽然能够形象直观地反映所教授的知识和内容，也在很大程度上提高了学生的学习时效性，但是这些与书本配套的教学课件却不是为某个个体或某个班级所单独开发、设计的，因此也存在着一定的局限性。那么，怎么才能够拥有有针对性的教学工具呢？这就是本文所要探讨和解决的关键性问题。

一、针对性教学工具的获取方式

1.网络获取

网络对绝大部分人员都不是陌生的事物。通过网络可以看新闻，通过网络可以购物，通过网络可以和远在他乡的朋友聊天。那么，为什么我们不能够用网络来寻找一些适合教学的资源呢？假设，我们要讲授“剖视图”这节课的内容，我们可以在搜索引擎中输入“剖视图”这个关键词，然后单击搜索按钮，则会出现成千上万条的相关信息。

但是，我们需要从中进行有效的选择，选择与自己将要讲授内容相关度高，并且适合目前学生学习进度和难度的内容进行下载等操作。

通过这种网络搜索的手段，在很大程度上可以适应大部分的教学需求。那么，对于那些网络上如果搜索不到，或者搜索到的内容不是很适合任教学生的实际情况时就需要我们采用“自制积件”的方法来实现了。

2.自制积件

所谓“自制积件”，也就是通过应用计算机的一些二维、三维、动画编辑等软件，通过多软件协同设计的思想来制作教学积件。这种自制教学积件的方法需要教师对于计算机各种软件的应用能力有一定的要求，并能够灵活运用各种软件的各种功能。

二、实例制作

1.动画构思

对于某一个动画的设计我们首先要有一个构思，我们需要问这样几个问题：这个动画的内容是什么？这个动画要实现什么功能？这个动画采用什么软件来实现？

接下来我们来探讨一下“零件图的作用和内容”中的“汽车爆炸模型”教学积件的制作。针对这个动画，我们的设计构想如下：

内容：通过一辆汽车模型动画的全三维模型的旋转动画、爆炸图动画、局部放大动画来作为本节课的新课导入部分。

功能：旋转功能、爆炸图功能、局部放大功能、播放器跳转功能

实现手段：（1）二维软件（AutoCAD）勾画大致整体尺寸；（2）三维软件（SolidWorks）建模、渲染、录制视频；（3）动画编辑软件（Flash）视频的整合和操控。

2.动画实质性制作

（1）二维软件（AutoCAD）勾画大致整体尺寸，高42厘米，宽43厘米，长154厘米。

使用AutoCAD或CAXA等二维绘图软件将模型汽车的整体大致尺寸先勾画出来。这样可以有效地提高三维造型的准确度和建模效率。

（2）三维软件（SolidWorks）建模、渲染、录制视频。

①零件建模。通过在二维制图软件中的整体尺寸的绘制后，再在三维软件中进行单个零件的建模。在零件保存时，文件名尽量选择有意义的内容，尽量避免一些无意义的数字和字母。这些命名方法主要是为了以后文件调用时，能够快速地查找到该文件。

②装配。将所有的零部件建模完毕后，就要在软件中组装了。装配是个很有技巧的过程。例如在动画中，车门是需要打开的。那么，车门的装配自由度就不能够全部定义，而且还要考虑围绕哪个中心为旋转中心。

③渲染。渲染就是对模型进行整体的着色，渲染可以在零件中完成，也可以在装配体中完成。渲染的目的是为了能够让模型更有真实感。例如轮胎，我们选择黑色为渲染色；轮毂我们采用银色为渲染色。经过这一系列的渲染后，整辆车就有了真实的感觉，更能吸引学生的注意力。

④录制视频。通过SolidWorks该软件自带的动画录制功能，对装配好的模型进行动画录制。首先，我们来录制旋转动画，即展示整个模型绕Y轴方向旋转360°，动画时间15秒。对于旋转动画，SolidWorks有动画录制向导。按照录制向导中的提示，填入适当的参数即可。

选择旋转轴，这里所指的旋转轴是在建模过程中的XYZ坐标轴，并不是实际中的坐标轴，这里我们选择“Y.轴”，旋转次数为“1”，顺时针旋转，再单击下一步（见图8）。

这里所指的“时间长度”为整个旋转动作的总时间；“开始时间（秒）”指的是整个动画从哪个时间段开始，如果旋转动画前无其他动画，则输入“0”。最后单击“完成”按钮。至此，这个旋转的动画制作完成（见图9）。

图9

但是这里完成的动画只是在SolidWorks中的动画，我们还需将这个动画导出为视屏文件，只有这样才能被其他软件进行后期的编辑和应用。

单击保存按钮，然后选择需要保存的路径。这里的参数可以不需要考虑。唯一需要注意的就是每秒的帧数。人眼在大于等于24帧每秒的情况下，看到的画面是真实流畅的。但是还要考虑到计算机的实际性能，帧数越大，保存的动画文件也就越大，对计算机的性能要求也就越高。所以这里不建议使用超过24帧每秒的帧数。反之，帧数越小，看到的动画就越有停顿不流畅的感觉。因此，应根据计算机实际性能选择帧数（见图10）。

图10

至此，整个旋转动画全部制作完成。我们还可以使用动画向导录制其他所需的动画。如爆炸动画，局部放大动画等。

（3）动画编辑软件（Flash）视频的整合和操控。经过上述几个步骤录制下来的动画，基本上可以直接播放。但是要实现功能性操作，则需要将动画导入到Flash软件中进行编辑和操控设计。

①打开Flash软件，新建一个空白文档。单击“文件”菜单的“导入视频”按钮，将视屏文件导入到Flash软件的库中（见图11）。

图11

②将视频按顺序拖至时间轴上进行拼接，在相应位置添加控制动作（图12）。

图12

③添加完所有的控制动作后需要对动画进行调试，可以按“CTRL+Enter”组合键，或者选择“调试”菜单下的“调试影片”按钮进行播放调试。待调试完毕，确认无误后将动画成“.exe”格式或者“.swf”等格式的文件。单击“文件”菜单下的“设置”按钮进行文档格式、位置、文档名称的选择，选择完毕后单击“”按钮，至此可操控的动画积件制作完毕。

还可以将这些积件组合在“PowerPoint”或者“Flash”等软件，制作成所需的教学课件或软件。

三、实际中的应用效果

实践证明，教师运用多软件协同设计的动画仿真模拟积件进行讲解《机械制图》知识时，学生可以直观地通过计算机看到虚拟的三维世界，并根据自己的想象提出自己的想法，教师根据学生的反应，运用绘图软件将学生的想象变为虚拟的现实来验证学生的想象。这样不仅能有效地培养学生的空间想象和形象思维能力，还可以加强师生间的互动关系，使教学过程更为灵活、生动，课堂气氛更为轻松、活跃。

现代信息化技术可以使《机械制图》的教学更易于学生接受和掌握。视觉化的画面及可视形象的表达方式，可以生动地表述既抽象又无味的概念，把学生不容易理解的抽象理论和复杂的空间视图，变成形象、具体、易掌握的内容，使学生看得见、摸得着、记得牢，从而有效地激发、提高学生学习《机械制图》的兴趣。只有激发学生的学习兴趣，才能让学生主动积极、心情愉快地参与到课堂教学活动中来，才能调动学生的主观能动性和积极性。也只有产生了浓厚的学习兴趣，才能让学生从知识的摄取和感应中受到启发，寻求解决问题的思路，提出自己的独特见解，从而促进他们创造性地学习，促进学习效率的提高。这些动画的设计加入，还可以方便教师把一道题变成一类题，便于教学上的举一反三，实现教学上的“变式教学”。这些令人赏心悦目、颇具审美价值的立体渲染图和形象逼真的三维动画，有助于突破空间想象和思维能力培养的瓶颈，更有利于帮助学生以二维平面图形表现三维空间物体的意识培养和能力形成。另外，运用现代信息化技术进行《机械制图》教学，还能有效地增大课堂上的信息交流量。

总之，随着现代教育技术的发展，现代信息化技术应用于《机械制图》教学已成为一种趋势，现代信息化技术在《机械制图》教学中不断地探索和尝试，必将更利于《机械制图》教学的开展，为教学创造出最佳的条件，进一步增强教与学的互动，最大限度地挖掘出师生的潜在能力，提高教育教学水平。在不久的将来，现代信息化技术将改造我们的传统教学模式，它将改善我们的教学手段、方法，提高我们的教学质量、教学水平。它将作为课堂教学的主流而被应用和推广！

参考文献：

[1]（美）SolidWorks公司.SolidWorks Simulation基础教程2009[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]（美）SolidWorks公司.SolidWorks高级教程简编2010[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3]章精设，胡登涛.Flash Action Script 3.0从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2008.

[4]（美）Robert Reinheardt，Snow Dowd.Flash 8 宝典[M].北京：电子工业出版社，2006.

[5]邢晓林，曹延芬.AutoCAD 2004中文版绘图培训教程[M].北京：中国铁道出版社，2004.

（作者单位：宁海县第一职业中学）