三维可视化软件在《船舶电气设备及系统》教学中的应用

王　满　张金男　张春来

大连海事大学轮机工程学院，辽宁　大连　116026



三维可视化软件在《船舶电气设备及系统》教学中的应用

王满*张金男张春来

大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连116026

摘要：针对当前《船舶电气设备及系统》课程的教学中存在的新颖性、易理解性、实用性等问题，首先分析产生这种问题的原因，其次应用三维可视化软件把本门课程中难以被学生理解的部分用动画、3D、视频等形式实现，并将研究成果应用于实际的教学中。

关键词：轮机工程；电气设备；三维可视化软件；Inventor

近年来由于计算机的普及与多媒体教学的推广，教学方式正在发生着巨大的改变，传统的口授、粉笔写、看纸质教材等教学方式，逐渐被多媒体的声音、图像、录像、文字的电脑展示等方式取代。教学方式的变革，使得教师不仅要提供相应的纸质教材，更要提供配套的多媒体课件。《船舶电气设备及系统》这门课程作为轮机工程学院的一门必修课，要为学生讲解大量的船用电气设备的结构及原理。当前的平面课件在新颖性、易理解性、实用性等方面存在一定的问题。

随着计算机图形学技术的发展，我们对二维世界的研究日益成熟，并开始向三维领域扩展。由于人们对三维信息的需求与日俱增，三维可视化技术方兴未艾，已经广泛应用于社会生活的各个领域，比如数字城市、军事应用、环境监测、风景区规划、地质和矿产活动、交通监控、房地产开发等[1]。Inventor作为三维可视化软件的一种，由于其与Autocad同属于同一个公司，软件之间不存在兼容的问题，并且可以直接出DWG格式的工程图，因此广受用户的喜爱。

将Inventor等三维可视化软件与《船舶电气设备及系统》课程教学相结合将弥补现有电子课件的不足，运用动画及3D技术使教学课件的设置符合学生的认识规律和思维过程，以直观的方式揭示电器设备的本质，加深学生对船舶电气设备基本概念、原理和使用方法的理解。

一、《船舶电气设备及系统》课程教学中存在的不足之处

《船舶电气设备及系统》是轮机工程学院的一门专业课，学生数量非常大。多年来，为优化和完善教学资源，开发出适合教学使用的、有益于提高教学效果和提升专业培养质量的课件，教研室在学校的支持和帮助下，围绕课件建设做了大量的工作。但随着本门课程的课件进行着不断的完善，依然存在一些不足之处，主要表现在以下几个方面：

(一)由于本门课程需要讲解大量的船舶电气设备的结构及原理，当前的平面课件在新颖性、易理解性、实用性等方面存在一定的问题。

(二)本门课程已经开设了英语授课，由于本门课程本身难度偏高并且比较抽象，在教师讲解一些复杂的电气设备的结构及原理时，如果不借助立体化课件，学生很难理解，造成上课的效率不高。

(三)本门课程的后续实践实验课程涉及大量的电气设备拆装实验，这些设备的拆装对于学生以后的工作会有很大的帮助，如果能在本门课程中对这方面知识有所了解，对于以后的工作和学习都会有很多大的益处。由于平面课件的缘故，暂时很难实现这 些。

二、三维可视化软件在教学中的作用

本项目组选用三维可视化软件Inventor将本门课程的相关内容用动画、3D、视频形式实现。本文以直流电机为例论述Inventor软件与《船舶电气设备及系统》课程教学相结合的优势。

图　直流电机一体变爆炸视频截图

图例为直流电机一体变爆炸视频截图，在Inventor软件中，可以完成电气设备的一体变爆炸，爆炸变一体的视频演示，并且在演示的过程中可以改变角度和各部件的大小。这对学生理解电机的结构及原理有很大的帮助，并且无论是一体变爆炸还是爆炸变一体的过程都严格按照设备的规定拆装流程进行，这对于学生以后的课程及以后的工作都会有巨大的帮助。

三、结语

本项目利用三维可视化软件Inventor把本门课程的相关内容用动画、3D、视频等形式实现。使教学课件更加的新颖，易于理解，并能极大的调动学生的积极性。本项目课件的开发成果，相当一部分可用于其他课程课件的建设，对其他课程立体化课件建设也有借鉴意义，有着十分可行的可复制性和广泛的应用前景。但是在制作过程中还是发现许多问题，例如很多电气设备没有合适的原件进行尺寸测量，还需要在以后的制作过程中继续完善，使其能够更好的为教学服务。

[参考文献]

[1]梁鹏帅，冯冬敬.三维可视化的研究现状和前景[J].科技情报与经济，2009，7：134-135.

作者简介：王满(1981-)，男，硕士，讲师，主要从事船舶电气方面的研究。

中图分类号：U665.12

文献标识码：A

文章编号：1006-0049-(2016)07-0205-01