三維可視化軟件在《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》教學(xué)中的應(yīng)用

王　滿　張金男　張春來

大連海事大學(xué)輪機工程學(xué)院，遼寧　大連　116026

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三維可視化軟件在《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》教學(xué)中的應(yīng)用

王滿*張金男張春來

大連海事大學(xué)輪機工程學(xué)院，遼寧大連116026

摘要：針對當(dāng)前《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》課程的教學(xué)中存在的新穎性、易理解性、實用性等問題，首先分析產(chǎn)生這種問題的原因，其次應(yīng)用三維可視化軟件把本門課程中難以被學(xué)生理解的部分用動畫、3D、視頻等形式實現(xiàn)，并將研究成果應(yīng)用于實際的教學(xué)中。

關(guān)鍵詞：輪機工程；電氣設(shè)備；三維可視化軟件；Inventor

近年來由于計算機的普及與多媒體教學(xué)的推廣，教學(xué)方式正在發(fā)生著巨大的改變，傳統(tǒng)的口授、粉筆寫、看紙質(zhì)教材等教學(xué)方式，逐漸被多媒體的聲音、圖像、錄像、文字的電腦展示等方式取代。教學(xué)方式的變革，使得教師不僅要提供相應(yīng)的紙質(zhì)教材，更要提供配套的多媒體課件?！洞半姎庠O(shè)備及系統(tǒng)》這門課程作為輪機工程學(xué)院的一門必修課，要為學(xué)生講解大量的船用電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)及原理。當(dāng)前的平面課件在新穎性、易理解性、實用性等方面存在一定的問題。

隨著計算機圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們對二維世界的研究日益成熟，并開始向三維領(lǐng)域擴(kuò)展。由于人們對三維信息的需求與日俱增，三維可視化技術(shù)方興未艾，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，比如數(shù)字城市、軍事應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測、風(fēng)景區(qū)規(guī)劃、地質(zhì)和礦產(chǎn)活動、交通監(jiān)控、房地產(chǎn)開發(fā)等[1]。Inventor作為三維可視化軟件的一種，由于其與Autocad同屬于同一個公司，軟件之間不存在兼容的問題，并且可以直接出DWG格式的工程圖，因此廣受用戶的喜愛。

將Inventor等三維可視化軟件與《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》課程教學(xué)相結(jié)合將彌補現(xiàn)有電子課件的不足，運用動畫及3D技術(shù)使教學(xué)課件的設(shè)置符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律和思維過程，以直觀的方式揭示電器設(shè)備的本質(zhì)，加深學(xué)生對船舶電氣設(shè)備基本概念、原理和使用方法的理解。

一、《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》課程教學(xué)中存在的不足之處

《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》是輪機工程學(xué)院的一門專業(yè)課，學(xué)生數(shù)量非常大。多年來，為優(yōu)化和完善教學(xué)資源，開發(fā)出適合教學(xué)使用的、有益于提高教學(xué)效果和提升專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量的課件，教研室在學(xué)校的支持和幫助下，圍繞課件建設(shè)做了大量的工作。但隨著本門課程的課件進(jìn)行著不斷的完善，依然存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(一)由于本門課程需要講解大量的船舶電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)及原理，當(dāng)前的平面課件在新穎性、易理解性、實用性等方面存在一定的問題。

(二)本門課程已經(jīng)開設(shè)了英語授課，由于本門課程本身難度偏高并且比較抽象，在教師講解一些復(fù)雜的電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)及原理時，如果不借助立體化課件，學(xué)生很難理解，造成上課的效率不高。

(三)本門課程的后續(xù)實踐實驗課程涉及大量的電氣設(shè)備拆裝實驗，這些設(shè)備的拆裝對于學(xué)生以后的工作會有很大的幫助，如果能在本門課程中對這方面知識有所了解，對于以后的工作和學(xué)習(xí)都會有很多大的益處。由于平面課件的緣故，暫時很難實現(xiàn)這 些。

二、三維可視化軟件在教學(xué)中的作用

本項目組選用三維可視化軟件Inventor將本門課程的相關(guān)內(nèi)容用動畫、3D、視頻形式實現(xiàn)。本文以直流電機為例論述Inventor軟件與《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》課程教學(xué)相結(jié)合的優(yōu)勢。

圖　直流電機一體變爆炸視頻截圖

圖例為直流電機一體變爆炸視頻截圖，在Inventor軟件中，可以完成電氣設(shè)備的一體變爆炸，爆炸變一體的視頻演示，并且在演示的過程中可以改變角度和各部件的大小。這對學(xué)生理解電機的結(jié)構(gòu)及原理有很大的幫助，并且無論是一體變爆炸還是爆炸變一體的過程都嚴(yán)格按照設(shè)備的規(guī)定拆裝流程進(jìn)行，這對于學(xué)生以后的課程及以后的工作都會有巨大的幫助。

三、結(jié)語

本項目利用三維可視化軟件Inventor把本門課程的相關(guān)內(nèi)容用動畫、3D、視頻等形式實現(xiàn)。使教學(xué)課件更加的新穎，易于理解，并能極大的調(diào)動學(xué)生的積極性。本項目課件的開發(fā)成果，相當(dāng)一部分可用于其他課程課件的建設(shè)，對其他課程立體化課件建設(shè)也有借鑒意義，有著十分可行的可復(fù)制性和廣泛的應(yīng)用前景。但是在制作過程中還是發(fā)現(xiàn)許多問題，例如很多電氣設(shè)備沒有合適的原件進(jìn)行尺寸測量，還需要在以后的制作過程中繼續(xù)完善，使其能夠更好的為教學(xué)服務(wù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]梁鵬帥，馮冬敬.三維可視化的研究現(xiàn)狀和前景[J].科技情報與經(jīng)濟(jì)，2009，7：134-135.

作者簡介：王滿(1981-)，男，碩士，講師，主要從事船舶電氣方面的研究。

中圖分類號：U665.12

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)07-0205-01