Unity3D軟件在《電機與拖動》教學中的應用

史國軍

【摘要】本文簡要分析了傳統(tǒng)的《電機與拖動》課堂教學中圖片和實物教學的弊端，提出了新的教學方法、手段：通過Unity3D軟件，創(chuàng)建了變壓器、直流電機和異步電機的模型，通過其動態(tài)演示，給學生更為感性的認知，加強了學習效果。

【關鍵詞】電機與拖動 教學 Unity3D

【基金項目】黑龍江省新世紀教改項目“電機與拖動課程教學、實訓綜合虛擬仿真平臺建設”（2012）

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）04-0244-01

一、《電機與拖動》課堂教學中存在的問題

《電機與拖動》是一門理論性和實踐性強且難度較大的專業(yè)課，但根據(jù)減少學時的教學指導思想，很多學校對該課程的學時進行了壓縮，因此，部分學生會對該課程的學習感到困難，甚至在課程結束后，對電機的結構還不清楚。出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，一方面與學生的學習態(tài)度有關，另一方面與課堂的教學方法、教學手段也有很大的關系。對于學生的學習態(tài)度除了要積極引導外，更重要的是如何在有限的課內(nèi)時間，密切聯(lián)系理論教學與實際環(huán)節(jié)，給學生更為感性的認知，提高學生學習的效率， 從而使一部分學生不會聽因不懂而影響后續(xù)知識的學習，進而失去學習興趣，乃至對這門課程都失去信心，最后不能獲得良好的教學效果。

二、傳統(tǒng)教學手段現(xiàn)狀及弊端

目前，《電機與拖動》教學中涉及到的電氣設備主要有：變壓器、直流電機、鼠籠式異步電動機等等。要掌握這些電氣設備的基本結構和工作原理，對于初學者來講，確實有很大的困難。傳統(tǒng)的《電機與拖動》教學的課堂手段多是多媒體和實物教學相結合。但是，多媒體教學多側(cè)重于圖片、簡單的FLASH動畫或拍攝的視頻，筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)效果一般，一部分學生的空間想象力較弱，對于空間結構的理解很吃力；而用實物教學，講解一些復雜設備的基本結構時，仍然存在著一些明顯的弊端，比如要講解直流電機的基本結構，由于課堂時間有限，講解直流電機的結構需要對電機進行拆裝，拆裝要占用大量的課堂時間，同時學生人數(shù)較多，拆卸后給學生進行演示時，部分學生不能觀察清楚電機的結構，這樣也達不到實物教學的目的。如何解決上面的一些問題？筆者認為使用計算機輔助設計軟件輔助教學是很好的辦法，目前，很多學校的教學硬件設施有了很大的改善，基本上每個教室都配備了多媒體，這為創(chuàng)新教學手段提供了平臺。因此，可以利用計算機輔助設計軟件強大的建模功能，創(chuàng)建電機的模型，在課堂上通過一系列三維展示，就可以在短時間內(nèi)給學生直接的感官認識，從而取得良好的學習效果。

三、Unity3D功能簡介

Unity3D是由Unity Technologies開發(fā)。通過該軟件可輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容。Unity3D利用交互的圖型化開發(fā)環(huán)境，其編輯器可運行在Windows 和Mac OS X下，產(chǎn)品可發(fā)布至Windows、Mac和Android等平臺。也可以利用Unity web player插件發(fā)布網(wǎng)頁游戲，支持Mac 和Windows的網(wǎng)頁瀏覽。

四、模型教學展示

以三相

鼠籠式異步電機電機為例，通過對小型電機進行拆解測量，獲取相關構件數(shù)據(jù)。如圖1，2，3所示，結合JAVA及Html技術，可通過瀏覽器對相關模型進行全方位整體和局部、分解和組合展示。

圖2 電機結構分解

圖3 定子鐵心結構

五、結束語

在課堂教學中，我們不僅可以從各個角度對模型進行觀察，而且可以像拆裝實際的電機一樣，進行操作，從而培養(yǎng)學生的學習興趣，使學生對電機有清楚地感性認識，強化了學習效果。

參考文獻：

[1]唐介.電機與拖動[M].高等教育出版社，2003

[2]歐陽攀等.基于Unity3D的虛擬校園開發(fā)研究與實現(xiàn)[J] .現(xiàn)代電子技術.2013， 36（4）

[3]張先勇.CAD/CAE軟件實踐課程設計的改革與創(chuàng)新探討[J].中國電力教育.2009第14期

[4]謝生榮.AutoCAD教學改革的幾點建議[J].教育教學論壇.2013年第12期