近年来,基于VRML,X3D的虚拟模型库在工程图学辅助教学中得到广泛应用[1-3]。虚拟模型库因其3D模型造型逼真、控制灵活,有效提升了学生的学习积极性和空间思维[4-5]。但这些虚拟模型库都是基于PC平台开发的,在便携性方面受到限制。
智能手机的普及,为虚拟模型库的灵活使用提供了可能[6]。学生接触社会实践的机会少,工程观念匮乏,难以将工程图学理论知识与工程实际相结合,学习复杂图形时有畏难情绪,其空间想象力和工程实践动手能力都比较弱。但是学生对视频、动画、3D模型等信息化资源兴趣浓厚,喜欢使用智能手机,能够熟练应用网络资源。邱龙辉等[7]通过分析Direct3D Mobile中Mesh类的图元绘制方式、数据需求和VRML97的数据格式,建立了应用在移动设备上的3D模型VRML浏览器,实现了基于智能手机的工程图学虚拟模型库设计。但其设计过程涉及计算机图形学和算法编程,对学生有一定的挑战度,难以调动学生共同拓展和维护3D模型库的积极性和主动性。
为此,坚持以学生需求和发展为中心,基于手机App开发了师生共建的工程图学3D虚拟模型库(简称3D模型库),方便学生学习浏览使用。这种设计既提高了虚拟模型库的便携性和实用性,成功拓展了其使用空间和时间,又激发了学生的参与积极性,为优化辅助教学环境提供了有效途径。
1 3D模型库的设计思路
2 3D模型库的关键技术
3 结语
该3D模型库旨在服务师生对工程制图的教与学。3D模型库由教师发布和管理,教师掌握了对3D模型库中sample文件修改的基本技能,并引导学生正确使用3D模型库。为有效培养学生的实践动手能力和团队协作能力,组建了“智绘图学”学生团队。通过广泛征集3D模型文件,师生共建的互动行为使3D模型库更加丰富、完善。这种“取之于学生,用之于学生”的教学方式,充分调动了学生对工程制图的学习热情和主动性,提升了学生的空间思维能力。
基于手机App开发师生共建的工程图学3D虚拟模型库,提高了3D模型库的便携性和实用性,提升了学生的图形思维,调动了学生的学习热情,有效培养了学生的自主学习能力、创造能力和协作能力,对于高校建设一流工程图学课程具有重要的参考价值。
参考文献
[1] 冯睿.三维机械虚拟模型库的研究[J].电脑与电信,2010(3):48-49.
[2] 缪君,储珺,张桂梅.基于X3D的工程制图网络虚拟模型库开发[J].工程图学学报,2011(2):122-126.
[3] 邓哲琪.机械制图三维虚拟模型库的研究与开发[J].中国设备工程,2017(3):87-88.
[4] 孙小燕,汪列隆.三维虚拟模型库对机械制图教学的有效性研究[J].池州学院学报,2015,29(3):152-153.
[5] 单鸿波,王晓红,金怡,等.3D模型库在机械基础课程教学实践中的应用[J].东华大学学报(自然科学版),2011,37(4):535-540.
[6] 时晓明.基于libGDX框架的3D模型库在Android中的实现[D].青岛:青岛科技大学,2017.
[7] 邱龙辉,楚电明,叶琳.基于智能手机的工程图学虚拟模型库的研究与实现[J].图学学报,2013,34(1):83-86.
许幸新 吴二闯* 张晓辉 罗晨旭 孙智甲 河南理工大学机械与动力工程学院 |