Unity3D软件在《电机与拖动》教学中的应用

史国军

【摘要】本文简要分析了传统的《电机与拖动》课堂教学中图片和实物教学的弊端，提出了新的教学方法、手段：通过Unity3D软件，创建了变压器、直流电机和异步电机的模型，通过其动态演示，给学生更为感性的认知，加强了学习效果。

【关键词】电机与拖动 教学 Unity3D

【基金项目】黑龙江省新世纪教改项目“电机与拖动课程教学、实训综合虚拟仿真平台建设”（2012）

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）04-0244-01

一、《电机与拖动》课堂教学中存在的问题

《电机与拖动》是一门理论性和实践性强且难度较大的专业课，但根据减少学时的教学指导思想，很多学校对该课程的学时进行了压缩，因此，部分学生会对该课程的学习感到困难，甚至在课程结束后，对电机的结构还不清楚。出现这样的现象，一方面与学生的学习态度有关，另一方面与课堂的教学方法、教学手段也有很大的关系。对于学生的学习态度除了要积极引导外，更重要的是如何在有限的课内时间，密切联系理论教学与实际环节，给学生更为感性的认知，提高学生学习的效率， 从而使一部分学生不会听因不懂而影响后续知识的学习，进而失去学习兴趣，乃至对这门课程都失去信心，最后不能获得良好的教学效果。

二、传统教学手段现状及弊端

目前，《电机与拖动》教学中涉及到的电气设备主要有：变压器、直流电机、鼠笼式异步电动机等等。要掌握这些电气设备的基本结构和工作原理，对于初学者来讲，确实有很大的困难。传统的《电机与拖动》教学的课堂手段多是多媒体和实物教学相结合。但是，多媒体教学多侧重于图片、简单的FLASH动画或拍摄的视频，笔者在实践中发现效果一般，一部分学生的空间想象力较弱，对于空间结构的理解很吃力；而用实物教学，讲解一些复杂设备的基本结构时，仍然存在着一些明显的弊端，比如要讲解直流电机的基本结构，由于课堂时间有限，讲解直流电机的结构需要对电机进行拆装，拆装要占用大量的课堂时间，同时学生人数较多，拆卸后给学生进行演示时，部分学生不能观察清楚电机的结构，这样也达不到实物教学的目的。如何解决上面的一些问题？笔者认为使用计算机辅助设计软件辅助教学是很好的办法，目前，很多学校的教学硬件设施有了很大的改善，基本上每个教室都配备了多媒体，这为创新教学手段提供了平臺。因此，可以利用计算机辅助设计软件强大的建模功能，创建电机的模型，在课堂上通过一系列三维展示，就可以在短时间内给学生直接的感官认识，从而取得良好的学习效果。

三、Unity3D功能简介

Unity3D是由Unity Technologies开发。通过该软件可轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容。Unity3D利用交互的图型化开发环境，其编辑器可运行在Windows 和Mac OS X下，产品可发布至Windows、Mac和Android等平台。也可以利用Unity web player插件发布网页游戏，支持Mac 和Windows的网页浏览。

四、模型教学展示

以三相

鼠笼式异步电机电机为例，通过对小型电机进行拆解测量，获取相关构件数据。如图1，2，3所示，结合JAVA及Html技术，可通过浏览器对相关模型进行全方位整体和局部、分解和组合展示。

图2 电机结构分解

图3 定子铁心结构

五、结束语

在课堂教学中，我们不仅可以从各个角度对模型进行观察，而且可以像拆装实际的电机一样，进行操作，从而培养学生的学习兴趣，使学生对电机有清楚地感性认识，强化了学习效果。

参考文献：

[1]唐介.电机与拖动[M].高等教育出版社，2003

[2]欧阳攀等.基于Unity3D的虚拟校园开发研究与实现[J] .现代电子技术.2013， 36（4）

[3]张先勇.CAD/CAE软件实践课程设计的改革与创新探讨[J].中国电力教育.2009第14期

[4]谢生荣.AutoCAD教学改革的几点建议[J].教育教学论坛.2013年第12期