引言
机械制图测绘实训实践教学内容是培养学生创新思维和能力的重要教学环节，具有鲜明的时代性，在机械工程课程体系中占有重要的基础性地位[1-3]。如何培养机械专业类大学生的创新思维和能力，测绘实训环节是一个重要的突破口。针对测绘实训较强的实践性、知识的系统性，将Solidworks3D建模技术和动画仿真引入测绘实训教学环节进行了探索和尝试，通过3D模型还原和复现实物零部件的立体模型，并进行虚拟拆装、工作原理动画仿真、2D工程图样的转化等，强化和提升学生的图学素养、创新思维，形成以3D建模仿真为主线的测绘实训教学模式。
1 Solidworks3D建模
Solidworks是美国达索公司推出的一款功能强大、易学易用的主流3D软件。通过Solidworks软件可进行3D零件设计、张配体设计、工程图设计。另外，Solidworks中有功能强大的保准件库供使用、可用麦迪工具集进行复杂的机械传动设计。开展测绘实训之前，只需几个学时的操作引导就能让学生快速入门其基本的基础知识，很快让学生接受并掌握要领，高质量的完成实物模型的3D模型、结构原理动画仿真。
2 测绘实训3D建模的基本内容
模型选择要求学生以实际案例中为主，比如从历届机械设计创新大赛、工程训练大赛中的比赛项目中选择、也可以选择工厂需要改进的产品，其主要的要求是通过3D建模、原理动画仿真的数据对产品或比赛项目有一定的指导意义[1、4]，从而提高分析问题、解决问题的能力，促进学生创新设计能力的提高。如图1所示、学生设计的折角阀零件图和装配图。
图1 折角阀零件图和装配图
3 3D动画仿真
3D动画仿真主要目的是展示其零部件的结构特征、装配体的相互位置关系、工作原理以及结构优化设计，从而培养学生的空间思维能力和创新设计能力。
3.1 零部件的仿真
（1）2D图纸不能够直观的反映出零部件的结构特征，通过建立零部件的3D模型，能够直观反映出其结构位置关系、内外部结构特征，学生比较容易理解和掌握，从而激发学生的空间思维能力。如果给零部件加上材质属性、在Solidworks选项设置中直接能够读取零部件的质量、质心、体积以及其他的机械力学性能参数，直接读取、直观、不需要计算、容易理解。
（2）对零部件进行有限元分析，根据其应力、位移和应变数据可对其优化设计。
3.2 装配体的仿真
将建好的零部件装配好后、对3D装配体进行动画仿真、可对其优化设计。
（1）通过对装配体零部件的装配关系虚拟装卸动画仿真，可以清楚的表达零部件的装配关系、位置关系、结构关系。
（2）在Solidworks操作界面中，通过设置可反复播放装配体的装卸过程、且播放速度可调，学生能够反复观看、熟悉机器的工作原理和功能。
（3）根据学生所掌握的知识和接受能力，也可进行装配体的有限元应力分析、分析机器满负荷工况下的应力、位移和应变、优化设计其结构。
3.3 仿真案例
如图2所示，虎钳的虚拟拆装动画显示，通过其中的虚拟拆装按钮可反复播放观看、且在手机上就可操作完成，无需指定的App软件，简单、直观、学生易懂、易学。
如图3所示，钳子钳臂端受225N力后的应力云图，从图中可很直观的看出那些地方应力最大、安全系数是多少，可利用仿真数据优化其结构。
从图2、图3的案例可看出，在传统的测绘实训中引入3D建模仿真，只要教学方法合理规划，是完全
图2 铣刀头3D爆炸动画 图3 减速箱动态拆装3D可视化
能够培养学生创新设计能力、能够从测绘实践环节中锻炼自己的工程实践能力、拉近与企业技术需求的要求，对今后的职业发展奠定一定的基础。尽管在测绘实训的实践教学中出现了部分学生积极性不高、缺乏兴趣等现象，但只要加以适当的监督和引导，利用合理的教学手段，激发学生的兴趣，制定有效的评价体系，是能够处理好这些问题的。另外，在开展3D测绘实训教学实践过程中，一定要合理衔接教学内容，分配好学时。
4 结语
通过对2020届机械类测绘实训课程的探索与尝试，引入3D建模以及动画仿真技术教学环节，并结合教学实际情况，合理规划开展测绘的实践教学方法与手段，结果表明，形成以3D建模和动画仿真为主线的测绘实训教学模式不仅能够增强学生的图学表达能力，更重要的是能够让学生运用现代软件Solidworks建模仿真技术，将3D模型与实物结合起来，激发学生的创新设计能力和工程实践能力。也为后续的测绘实训教学实践积累了一定的经验，也为后续的实训改革提供了重要的参考价值。
参考文献：
[1] 胡祥涛, 程五四, 陈兴玉等. 基于 MBD 的产品信息全三维标注方法[J]. 华中科技大学学报: 自然科学版, 2012, 40(S2): 60-63.
[2] 林清夫.引入三维几何建模的工程图学教学模式分析与比较[J].工程图学学报, 2006, 27(4): 148-152.
[3] 姜立军.特征造型软件环境下图样表达方法研究[J]. 图学学报, 2012, 33(2): 103-107.
[4] 刘伟东,宁汝新, 刘检华,等. 虚拟装配系统中几何精度三维标注技术与方法[J]. 计算机辅助设计与图
形学学报, 2010, 22(8): 1316-132
