中职机械制图课程教学中的多媒体技术运用

张杨

贵州省赤水市中等职业学校 贵州 赤水 564700

引言

随着社会经济地不断发展，国家对中职教育愈发重视，针对中职教育实际情况提出了各种支持政策，来提高中职教育的整体教学效果。而机械制图作为中职机械等相关专业的重要基础课程，其主要目的是培养学生的基本识图能力、制图能力、构图能力和空间想象力，学好机械制图课程对学生后期专业课程的学习具有重要意义，和学生未来工作实践有着直接联系。但与此同时，机械制图课程教学难度相对较高，传统教学模式无法满足机械制图课程教学需求，很容易出现教学效率低下的问题。特别是在信息化时代背景下，给中职机械制图课程提供多样化教学技术，教师利用各种信息技术来进行教学，能有效解决传统机械制图课程教学中存在的问题，让教学更具直观性，从而提高课程教学效率。

1 机械制图概述

对于机械行业而言，机械制不只是一种单纯的语言，也是机械设计的重要环节。在信息化时代背景下，很多机械制造行业一线人员大部分来源于中职毕业学生，行业对学生的专业素养要求越来越高，只有切实提升教学效率，才可真正提升机械行业未来发展的人才要求。但目前很多机械企业实际运行情况来看，其仍然采用传统机械制图方式进行工作，其很容易受到各种因素影响，如工具、绘图人员素养等因素，从而产生各种误差，会给绘画精确度带来不同程度的影响。而信息化制图技术通过合理利用信息技术，能有效提升绘图效率，将绘图误差率控制在合理范围内，从而促进机械制造行业实现可持续发展[1]。机械制图是以图样为主体，来展示出机械工作原理、技术要求、结构尺寸等环节内容，给学生学习制图方面的知识提供有力依据。而想要设计出满足行业要求的高质量图纸，教师在教学时必须严格遵循教学标准，明确标准尺寸标注、比例、标题栏、图纸幅面等要素，才能提高整个图样的实用性，降低学生未来在应用过程中出现问题的概率。同时，要结合三视图和正投影法标准，来掌握图样形态和机械设计制图技术，合理利用正投影法将物体实际形状体现在学生眼前[2]。

2 Power Point教学平台

随着计算机大批量普及和多媒体技术的发展，运用多媒体上课已逐渐成为一种趋势。Power Point（简称PPT）因信息呈现快捷方便，表现力强，内容易复制，便于传播等诸多优点被广泛运用于工作汇报、企业宣传、产品推介、婚礼庆典、项目竞标、管理咨询、教育培训等领域。通过PPT课件教学，能将文字、图形、动画等教学要素更加直观地展示给同学们。且PPT有着多样化的动画效果，如切入、擦除、溶解等进退场效果，合理应用在机械制图课程教学中能更加生动、直观的演示出零件的绘制步骤（如图1所示）。

图1 三视图形成过程

第1张图片内容：显示出零件在三面投影体系中，分别向3个投影面投影形成3个视图；第2张图片：体现出三视图展开的过程；第3张图片：零件的3视图；第4张图片：处理掉投影面边跨，构成无轴3视图。整个动画过程具有效果直观、视觉冲击力强等特征。

3 Cult 3D素材制作工具

Cult 3D是瑞典某公司的研发的交互三维软件，通常应用于主流操作系统和应用程序的交互三维渲染，通过Cult3D技术用户清晰观察到可交互的三维产品模型，其属于跨平台引擎，能帮助工作人员在网页上建立交互的3D对象，甚至能通过操作鼠标在网页上控制3D对象来完成各种复杂动作，如移动、旋转、缩放等，从而真正体现出物体属性。同时，Cult 3D具有较强的3D渲染技术和压缩技术，能实现双线性滤镜、多重阴影、贴图等效果，灵活控制生成文件大小。Cult 3D作为一种完全拖方式软件，教师可在软件窗口中选择运行动作，将其导入到Event Map窗口中，选择激发相关动作。最新型Cult 3D工具添加音效压缩功能，不需要使用3D加速卡，这让很多用户能第一时间看到仿真物体。Cult 3D自身不具备三维建模功能，需利用其他三维建模工具来进行制作，如Maya、3DS Max等工具，这些软件在安装Cult 3D插件后能将三维模型全部转换为C3D文件。目前，3DS Max软件是最常用的三维建模软件，其具有多样化功能，能通过各种插件来解决自身功能方面的问题[3]。因此，在素材制作上可将该Cult 3D作为转化模型格式的主要工具，采用其他三维软件工具来建立模型，最后在Cult 3D Designer中制作动画效果。下面简要从Cult 3D中组合体的形体分析、圆柱齿轮的运转、装配图的动态拆装等方面来分析三维素材的动画效果：

3.1 组合体的形体分析

形体分析是结合画图和读图的主要方式，由于在刚接触机械制图时，很多学生的空间想象力不足，对那些复杂的组合体感觉非常抽象，无法全面掌握所有内容。而通过Cult 3D可以将机械部件的空间结构、形态分解过程详细呈现在学生面前，学生通过点击鼠标激活动画就能多方位观察组合体实际情况，观看整个形体分解过程。

3.2 圆柱齿轮的运转

圆柱齿轮分为人字齿、直齿、斜齿3种类型，齿轮模型是通过Pro/E来制作，学生可利用鼠标点击齿轮模型就能完成旋转功能，有利于学生全面观察齿轮实际情况，将各种齿轮传动特征直观演示出来，有利于学生全面掌握三种齿轮传统形式，避免传统携带模型教学中存在的问题，有效提高教师教学质量

3.3 装配图的动态拆装

装配体拆装过程中必须严格遵循逻辑顺序，在动作设计中需进行科学处理，让整个拆装过程具有较强的逻辑性、动态性、交互性特征，以满足日常工艺制作要求。主要体现在用时间线来控制动作实际顺序，利用解除激活事件和激发事件来控制所有装配图动态安装、拆卸等工作。同时，在拆装过程中，为充分体现最佳观察方位，应设置程序自动进行视点转换，其工作原理是通过提前设置视点列表，将需要切换视点的时间作为当前视点设置摄像机参数。二维装配图流程过于复杂，学生很难在短时间内掌握，特别在空间装配结构、工作原理、拆装顺序等方面。Cult 3D三维动画能详细呈现拆除顺序、装配结构等方面要素，有利于学生掌握装配图实际结构（如图2所示）。Cult 3D的动画交互效果能进一步激发学生学习的积极性，加深其对机械制图各相关知识的理解。同时，教师还可将所有的动画素材上传到互联网中，以便学生进行课外自主练习，巩固制图知识，实现教师主导、学生自主学习的目的。

图2 Cult 3D拆卸流程

4 多媒体技术在中职机械制图课程教学中的应用分析

4.1 融合多媒体技术优化课堂讲授

中职学生全部是第一次接触机械制图课程，对课程知识了解程度较低，加上初中灌输式教育模式影响，给学生思维能力发展带来严重限制。因此，教师要注重提高学生观察力和想象力，将多媒体设备灵活应用在机械制图课程教学中，不仅要讲解专业知识，还要结合典型案例进行讲解，并指导学生进行实践训练，从而培养学生想象力，逐渐构成空间视图认知结构。在学习理论知识基础上，可让学生根据简单三视图相关图片来进行练习，让学生用立体图来找出其中漏掉的线条，有利于学生掌握视图各方面情况[4]。

4.2 融合多媒体技术优化课堂讨论

现代教学中要明确学生主体地位，给学生预留出充足的交流时间，掌握学生内心存在的问题，从而制定合理的教学计划，突出教学难点和关键点。在机械制图课程过程中，图形具有较强的复杂性，特别是装配图和零件图环节，在传统软件中受到图形放大比例限制，图形根本无法清晰显示出来。针对该种情况，教师可利用CAD制图软件为主要工具，CAD技术有利于机械设计突破传统画图限制，让学生能进一步掌握机械设计内容。通过CAD绘图软件有利于其计算出提升部件库、标准件库、常用件库等数据资源，给工程制图工作提供准确的数据资源。因此，学生可根据演示环节提出问题，由教师进行解答，再利用CAD软件进行分析，能有效优化教学模式和内容，促进师生间的互动性。但也要求学生必须要确保绘图质量，确保图纸标准性，加强对图纸绘制准确性进行分析，再将机械制图和CAD绘图软件进行有效结合，保证将绘制精准度控制在合理范围，避免各种原因给绘制精准度带来各种影响[5]。

4.3 融合多媒体技术优化课堂过程

在机械制图教学环节，教师要根据学生实际情况，来了解多媒体技术自身存在的优势。同时，合理利用多媒体技术，来优化课堂问答和练习环节，提高学生课堂参与积极性。例如，在教学叠加型组合体的三视图画法时，教师可合理使用多媒体技术，真实模拟组合体每个部分，分步骤呈现正确作图过程。教学后教师可先让学生在小组之内讨论并且归纳作图步骤，并推荐一位组员上机操作。

5 结束语

综上所述，本文根据机械制图课程特征，以机械制图教学实际需求为基础，以提高教学效率为目的，将Power Point作为平台，合理利用各种多媒体技术，丰富教学内容和素材，切合中职实际多方法、多形式开展教学工作，进一步优化传统教学模式，解决传统模式中教学插图、线形、文字枯燥乏味的缺陷，用多媒体技术来传输各种数据，让教师能从灌输者转化为引导者，让学生由被动学习者变成主动学习者，激发学生学习兴趣和积极性，提高教学整体效果。