工程制图拆装训练库的开发研究

2018-06-28丛文静唐伟峰

中国设备工程 2018年12期

丛文静，唐伟峰

（海军航空大学航空基础学院，山东烟台 246001）

作为一门技术基础课，《机械制图》课程在机械或近机械类专业学员的能力培养过程中有着举足轻重的地位。因此，我们要尽可能提高学员的读图和绘图的能力，为其后续课程打下坚实的基础。

1 构建的目的和意义

对我校学员来讲，《机械制图》这门课程的最终培养目标就是让学员能读懂零件图和装配图，能够根据图样，读出零部件的结构形状、装配步骤和工作原理等，为其后期武器装备的维修保养等提供技术指导。但是传统的二维图样，受其投影方法的限制，在表达零部件装配图样的时候，难免错综复杂，使初学者在读图上存在困难。因此，怎样提高学员的学习兴趣，引导其按步骤读图，并合理考察其读图的能力，就成为我们构建“工程制图拆装训练库”的初衷。

1.1 通过情景构建，提高学习兴趣

机械制图课程的学习难点，就在于二维图纸和三维立体之间的转换。合理利用多媒体技术，通过三维立体展示，可以使学员对抽象的空间概念有一个直观的认识，从而建立起良好的感性认识。“工程制图拆装训练库”从一开始就能吸引学员的眼球，激发学员的学习动机和学习兴趣，调动他们的积极性。如图1所示。

图1 工程制图拆装训练库界面

1.2 强调互动操作，激发学习积极性

和以往多媒体课件重在“展示”的不同，“工程制图拆装训练库”最显著的特点，就是其交互性能的充分体现。如图2所示。学员在读懂装配图的同时，可以通过做游戏般地随意拖拽零件进行试装配，软件配合装配结构特点，对其装配步骤进行及时的反馈提醒，步骤错误时，允许学员进行反复思考和重复操作，从而有效提高学员学习的主动性和积极性，使学员在轻松愉快的环境中既掌握了知识，又提高了自身素质。

图2 过渡支架装配界面

2 构建的方法和步骤

“工程制图拆装训练库”是我院制图教员在授课之余，针对学员特点开发的一款助学软件，根据多年的课堂授课经验，在开发前，就其意义和功能均有明确的定位。下面就开发过程中的具体思路和做法做以下简介。

2.1 筛选软件，注重交互

“工程制图拆装训练库”的主要功能是实现三维立体展示和拖拽交互。其中“三维立体展示”功能，通过ProE、SolidWorks、AutoCAD等多款软件均可实现，但考虑到要做成游戏式的拖拽交互，并在操作过程中做到实时反馈，故开发者选定交互功能强大的Flash软件制作。

2.2 精选图例，难易适中

考虑到此软件重在提高学员的读图兴趣，且用户多为大一的初学者，装配图的读图能力参差不齐，故选择装配图时，主要选择10个零件左右的简易装配部件，包括“夹线体”、“联动夹持杆接头”、“固定顶尖座”、“过渡支架”、“虎钳”、“气动阀”、“定位器”、“球心管活节”。如图3所示，为固定顶尖座的装配图。

图3 固定顶尖座装配图

2.3 设计步骤，编制程序

该软件采用Flash软件开发设计，界面设定1024×768。具体开发思路与步骤如下。

（1）素材准备

这里所说的“素材”，主要包括界面背景设计、零部件三维模型构建及渲染以及零部件图片裁剪等。其中，主界面背景设计采用photoshop软件设计完成，零部件模型构建采用SolidWorks软件绘制完成，零部件的图片整理则采用与flash软件衔接功能最佳的fireworks软件来制作。

（2）软件架构

该软件共包含8套装配体的拆装训练，考虑到编程的方便，每一套拆装训练均设置成独立场景，加上主页，共设置9个场景。主页场景中设置8个按钮，与8套装配体相对应。每套装配体中均设置“返回”和“开始”按钮，方便学员自主操作。各个分场景中，设置3个区域，一个区域是“零件展示区”，负责展示构成装配体的各个零件；一个是“装配区”，负责部件装配；还有一个是“反馈区”，负责实时反馈装配步骤正误的提示。如图2所示。

（3）程序编制

将每个零件的图片导入flash库中，然后将其定义成影片剪辑并命名，如jiana。不同场景根据装配零件个数的不同，设置不同的帧数。如“夹线体”场景，共有4个零件，可设置6桢，第1帧做场景界面，在该关键帧上，放置装配图纸，并安放“开始”和“返回”按钮；第2帧，将各零件在“零件展示区”内赋好位置值，然后书写代码如下：

jiana.onRelease=function(){

jiana.stopDrag();

if(quyua.hitTest(jiana)){

gotoAndPlay(3);

fankui="你真棒！继续吧……";

}else{

jiana._x=x1;

jiana._y=y1;

fankui="答案错误，继续努力！";

}

};

如此完成各零件编码。

当第1个零件在装配区内安放好后，转到第3帧，如上所示，依次为剩下的零件赋好值，写好代码，剩下各帧，如此类同。

3 使用效果分析

《机械制图》课程在我院部分班次的授课过程中，是采用自主学习的模式来开展，主要依托的教学资源为我院自主开发的“工程制图自主式学习平台”，整个平台由以下3部分组成。一是电子教室：含电子教材、配音课件、习题解答、制图标准、网络课程、视频授课（即微课）等；二是电子实验室：含模型库、机构库、拆装训练库、加工视频库等；三是考核系统等。该平台2013年荣获全国多媒体课件大赛一等奖，并挂靠在教育部“优课网”上，供全国同行借鉴和指导。

作为“学习平台”中的一个子模块，“工程制图拆装训练库”很好地调动了学员的学习兴趣和学习积极性。学员在自主学习的同时，可以通过玩游戏的方式，检测自己的读图效果，并可以通过互动操作，反复练习，最终对装配图的内容加强印象、熟记于心。