增強現實技術在《機械設計》課堂教學的應用

劉麗蘭 陳恩來 譚晶 鄧召義 任彬 傅燕鳴

摘要：《機械設計》課程是機械工程學科的專業核心基礎課，存在著內容繁多、理解難度大、課堂教學枯燥等問題。本文提出將增強現實（Augmented Reality，AR）技術應用到課堂教學中，充分利用AR技術的虛實結合、互動操作與沉浸式體驗等優勢，開發出《機械設計》課程中包括標準零件、傳動結構、實例機械等在內的一系列虛擬產品對象，并采用打包為應用的形式，實現虛擬對象與打印圖紙的同步三維立體顯示和操作。課堂中學生們可以采用Ipad、安卓手機等電子設備安裝使用，實現對教學內容進行原理分析、實例展示、內容拓展等，達到課堂教學生動立體、課程內容快速理解和掌握的效果。

關鍵詞：增強現實；教學應用；《機械設計》

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）08-0177-04

一、背景介紹

《機械設計》是一門論述機械設計理論、方法，培養學生具有機械設計能力的技術基礎課，任務是使學生掌握如何設計和選用通用機械零部件，進而具備設計機械傳動裝置和簡單機構的能力。教學內容包括：聯接設計（螺紋、鍵銷等）、機械傳動設計（如帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動等）和軸系零部件設計（如滑動、滾動軸承還有聯軸器等）。近年來，隨著課程結構的調整，該課程的教學內容在不斷更新和增加，而總的課時卻在不斷減少，如何解決學時數與教學內容之間的沖突，并在有限的學時內提高學生的機械設計和創新能力，已經成為廣大一線教師開展教學改革的目標[1]?！?br>