田昊宇

摘 要：车辆工程机械类专业课程的难度比较高，在教学时，如果教师使用传统方法进行教学，会让整个教学过程更加困难。而3D交互式软件的应用可以在一定程度上将知识加以简化，让重难点更直接的展现在学生面前，学生在原理的理解上也会变得容易很多。本文就对3D交互式软件在车辆工程机械类专业基础课中的应用进行分析，供参考。

关键词：3D交互式软件 车辆工程 机械类专业基础课 应用

Application Analysis of 3D Interactive Software in Basic Courses of Vehicle Engineering Machinery

Tian Haoyu

Abstract：Vehicle engineering machinery professional courses are difficult. In teaching， if teachers use traditional methods to teach， the entire teaching process will be more difficult. The application of 3D interactive software can simplify knowledge to a certain extent， so that important and difficult points are more directly displayed in front of students， and students' understanding of principles will become much easier. This article analyzes the application of 3D interactive software in basic courses of vehicle engineering machinery for reference.

Key words：3D interactive software， vehicle engineering， basic courses of mechanics， application

1 引言

高校主要培养的人才是应用型人才，而在车辆工程机械类专业教学中则要求学生在具备扎实机械设计制造基础理论的同时，还要拥有很强的实践能力。在当前的实际教学课程体系中，车辆工程机械类专业基础课包含了“汽车构造”、“机械原理”等，这些都是必修课程，对于增强学生的知识系统有着积极影响。在教学时，如果教师还只是通过板书或PPT等简单的方法进行教学，就很难提高学生的理解能力，反而會让整个课程变得更为抽象，学习氛围也变得枯燥无味，很难调动学生的主观能动性和学习热情。但是，在教学时如果结合实物进行教学，也同样面临着问题。一些机械零件的尺寸比较大，很难在课堂上进行实物展现，而有的实物成本则较高，再加上更新换代的速度比较慢，所以在教学时还必须融入全新的教学方法，才能在真正意义上提高车辆工程机械专业的教学质量，提高人才培养效率。在教学中教师也运用进了3D交互式软件，这对于增强学生的学习兴趣和以及提高教学质量有着很大的帮助。

2 3D交互式软件课件制作流程分析

在车辆工程机械类专业基础课程教学中使用3D交互式软件，开发流程上，教师需要根据教学内容来制定开发任务，并明确开发的内容和目的、需求等，这是最基础的。其次，教师需要对动画脚本进行编辑，对对应的动作顺序以及镜头动画内容等加以定义，为后续的教学奠定基础。随后紧接着就需要制定一个对应的3D模型，需使用CAD软件来绘制模型，在模型形成之后再将其导出，以文件的格式保存。与此同时，教师还必须按照脚本在软件中制定对应的动画展现在学生面前。[1]动画可以动态性的进行调整，从而方便在动画模型当中添加对应的颜色或材质。并对零部件进行透明化处理，将透明化处理后的位置进行标注，用文字加以阐述，从而一目了然，将重难点凸显出来。最后，教师就需对制定好的动画加以导出，把做好的交互式动画课程转换成为多个格式，如网页格式、PDF格式、视频格式等。

3 3D交互式软件在车辆工程机械类专业基础课中的具体应用

3.1 导入模型制作动画

在本文的阐述上，主要以汽车变速器作为案例，打造3D互动式教学模式。首先，教师须在模型导入之后制定装配动画，在CAD软件中将模型绘制完成之后再将其导出成为Com-poser格式。同时，打开3D加载CAD模型，在界面当中可以对模型的颜色和透明值加以设置，学生可以根据自己的需求来设置透明值或颜色，并将零部件的名称和尺寸大小标注出来。再通过鼠标操作对视图加以变换，观察模型中汽车变速器各个部位的细节。当学生在实际的动画制作过程中，需要给一个模型制作两个及以上的动画。在实际的制作中学生首先需在左侧的菜单中选择视图选项，再点击左边的创建，就可以把每一次生成的动画图保存为视图快照格式。[2]然后，学生再根据脚本制作动画，将创建的3D动画文档以smg文件的名称保存，从而为后期插件加载所用。

3.2 注册控件

在完成导入模型制作动画后，需要完成注册控件，把之前制作好了的动画插入到PPT当中。首先，学生需要在系统当中注册控件，把. Composer Player ActiveX.ocx粘贴到c：＼ Windows ＼ system32路径中，并执行对应的命令，从而打开PPT。在PPT菜单栏当中选择开发工具，再用鼠标点击其他控件，在在弹出来的对话框当中选择COM m sr在。点击确定在目前所在当前。界面所出现。[3]对话框当中，点又用鼠点击鼠标右键并选择“Composer Player Ac-tiveX”对象，再点击菜单。这个时候就会弹出一个新的对话框，学生需要在File选项中选择对应的文件，再点击确定就可以完成动画的导入过程了。

3.3 模型动画交互性

在完成注册控件这一步骤之后，学生就需实现3D模型动画的交互性，在教学的过程中，教师需要先给学生播放已经制作好了的PPT，然后演示3D模型动画。通过交互式操作，让学生观察到模型更多的细节，比如，教师可以通过点击鼠标右键旋转模型，或滚动滚轮缩小和放大模型等操作，让学生更好地观察。也可以通过软件菜单上的诸多工具来实现更多功能，例如，教师可以先选择其中的一个零部件，若想对该零部件进行重点观察，那么则可以采用Digger工具隐藏其余部分，从而达到透明化的效果。这种操作就可以把想要观察的部位重点突显出来，从而形成更好的互动，学生也可以更加直观的看到汽车变速器零部件结构。[4]

3.4 建立零部件装配体

在车辆工程机械类专业基础课中，提高学生对于零部件结构关系的理解是教学重点，也是难点之一。[5]在以往的教学中，主要是通过二维装配图来表示零部件之间的关系，在教学时，教师一般会使用二维工程图来进行讲解，从而来达到教学目的。但是，这种方法最终所取得的教学成效并不高，学生也缺少了必要的感性认识，不但没有让学生正确的理解装配体零部件结构关系，反而还让学生感习起来十分困难。而在应用进3D交互式软件之后，就可以给整个教学过程提供帮助，教师可以通过软件来制定教学方案。在装配体的设置方法上则涵盖了从下往上和从上而往下的方法。从下往上的设计方法相对于另一种方法更传统一，如果使用的是以前所生成的零件，那么就可以选择从下往上的设计方法。先将零件生成之后再插入到装配体中，随后按照具体的设计要求来装配零部件。但是，因为汽车很多零部件都是需要单独设计的，和从上往下设计方法相比较相互关系的理解更简单一些，如果不需要构建控制零部件大小和尺寸的参考关系时，就可以选择从下往上设计法。从上往下设计法主要是从装配体中开始运用的，在设计时需要使用其中一个零部件的几何体来对其余零件进行定义。在使用该方法的时候，需要把草图作为设计开端对零部件的位置、尺寸大小等加以定位，而在实际的设计过程当中，教师则需将这两种方法进行整合来使用。汽车变速器在车辆工程机械类专业基础课中是必修课，学生在正式开始设计之前需要通过变速器拆装实验来了解变速器的主要构造，便于后期更好的完成设计任务。[6]但是，由于目前院校的变速器数量并不多，不能实现每个学生人手一个，所以，导致拆装实验受到了限制。针对这种情况，就可以使用SolidVorks软件作为网上虚拟实验室来达到实验目的。该软件的实验环境主要是使用从下往上的设计方法来完成的，学生需要先打造一个装配体，然后再将三维零部件构造插入到装配体当中。变速器这种装配体有着一定的复杂性，因此，学生就可以按照设计要求先将各个零部件加以生成，最后再将其进行整合，从而形成一个完整的变速器。

3.5 运动仿真

在实际的教学过程当中，为了可以提高教学成效，也提高学生对于相关知识的理解和掌握，就还需进行运动仿真。在3D交互式软件中，可以对模型进行旋转和拆卸等操作，而在完成一系列操作之后，学生可以在教师的引导下给模型设置参数，来达到运动仿真的目的。可以在爆炸视图工具当中生成爆炸视图，再通过设置参数和编辑动画来实现仿真，同时，还要对设置完成后的视图进行保存，最后，再借助播放软件的帮助来实现观看。[7]

4 结束语

在3D交互式软件的应用后，可以在一定程度上培养学生的实践能力，这对于汽车制造业人才培养来说有着积极帮助。而是车辆工程机械类专业基础课教学中，需要通过完成导入模型制作动画、注册控件、模型动画交互性、建立零部件装配体以及运动仿真等一系列操作，来达到教学目标，发挥3D交互式软件的教学价值与意义，推动院校汽车制造业人才培养力度。

参考文献：

[1]周淑文，陈培媛，周楠，梁忠超.车辆工程专业课程体系改革与实践[J].教育教学论坛，2018（49）：165-166.

[2]王晓宇. 基于目的论的《第六届工程机械与车辆工程新进展国际學术会议》口译实践报告[D].天津理工大学，2018.

[3]汤勇.3D交互式软件在车辆工程机械类专业基础课中的应用[J].教育教学论坛，2017（44）：82-83.

[4]本刊.2013工程机械与车辆工程新进展国际学术会议召开[J].工程机械与维修，2013（09）：36.

[5]肖广兵，羊玢，万茂松，李彤.车辆工程专业电子信息类课程教学改革研究[J].江苏科技信息，2012（11）：38-41.

[6]石来德教授在“工程机械与车辆工程新进展国际学术会议”2009国际会议上的发言摘要[J].中国工程机械学报，2009，7（04）：420.

[7]2009工程机械与车辆工程新进展国际学术会议举行[J].工程机械与维修，2009（09）：25.