電子產(chǎn)品裝配實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件

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1、電子產(chǎn)品裝配實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件中職學(xué)生職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)和職業(yè)技能的訓(xùn)練是中職學(xué)校教學(xué)的重中之重。當(dāng)前，在中職學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)出現(xiàn)了一些新的問題，如出于對學(xué)生安全性的考慮，在電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)中需要加電調(diào)試等操作往往不能得到有效實(shí)施。因此，必須對實(shí)訓(xùn)教學(xué)進(jìn)行變革，找出一條既能夠有效完成教學(xué)任務(wù)，又能大大降低實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)損耗的方法，虛擬實(shí)訓(xùn)是其中比較好的解決方案。1虛擬實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的教學(xué)設(shè)計教學(xué)需求分析好的教學(xué)軟件需要好的教學(xué)設(shè)計，好的教學(xué)設(shè)計需要先進(jìn)的教學(xué)理念指導(dǎo)。目前教育界普遍認(rèn)為要取得好的教學(xué)效果，既要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，又要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。教學(xué)軟件開發(fā)的設(shè)計中也要貫徹這種教育理念，既要提供充足的

2、圖文、動畫、視頻等演示資源來支持教的功能，又要有良好的界面導(dǎo)航及虛擬實(shí)訓(xùn)交互設(shè)計來調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動性。中職《電子產(chǎn)品裝配實(shí)訓(xùn)》課程主要以項(xiàng)目教學(xué)為主，通過10個典型的電子產(chǎn)品裝配讓學(xué)生獲得電子技術(shù)基礎(chǔ)知識，掌握電子產(chǎn)品裝配的基本技能。因此，在虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件中應(yīng)具有4種功能：漫游功能，能夠多角度觀察虛擬實(shí)訓(xùn)器件及儀器設(shè)備，操作場景;演示功能，能夠演示電子產(chǎn)品裝配實(shí)訓(xùn)中的操作程序、操作方法及錯誤操作結(jié)果;交互功能，能夠利用鍵盤、鼠標(biāo)對屏幕中的虛擬器件、儀器工具等進(jìn)行理想的自主操作，該功能是虛擬實(shí)訓(xùn)軟件的核心功能;考核功能，能夠進(jìn)行理論與虛擬實(shí)訓(xùn)操作的考核，驗(yàn)證學(xué)生學(xué)習(xí)水平，并給予反

3、饋。軟件系統(tǒng)功能模塊設(shè)計通過上面的需求分析，結(jié)合中職學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，本文以直流穩(wěn)壓電源的虛擬組裝項(xiàng)目為例，對軟件功能模塊加以說明。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)模塊，重點(diǎn)以文字說明形式幫助學(xué)生熟悉實(shí)訓(xùn)目的，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，使學(xué)生能夠了解實(shí)訓(xùn)過程及注意事項(xiàng);知識鏈接模塊，重點(diǎn)以圖文、視頻動畫的形式，對理論性較強(qiáng)的知識如元件器、電路圖的識讀等加以詳細(xì)說明;裝配演示模塊，以二維、三維動畫交互的形式，向?qū)W生演示相關(guān)操作，如元器件的檢測、安裝等，使學(xué)生熟悉操作程序，牢記錯誤操作導(dǎo)致的嚴(yán)重后果;虛擬裝配模塊，通過鼠標(biāo)、鍵盤的組合，學(xué)生可以進(jìn)行多角度觀察，自主拾取器件、工具進(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)，并給出相應(yīng)提示;實(shí)訓(xùn)考核模塊，分為理論

4、考核與虛擬操作考核兩部分，理論考試采取隨機(jī)抽題方式，由后臺題庫支持，可自主更新，實(shí)操考核借鑒游戲過關(guān)記分的方法，根據(jù)操作的正確與否，扣除相應(yīng)的分值。2虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件的實(shí)現(xiàn)根據(jù)本虛擬實(shí)訓(xùn)軟件模塊的劃分，主要進(jìn)行兩方面的系統(tǒng)設(shè)計，一是登錄和用戶管理系統(tǒng)，二是虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。登錄及用戶管理登錄及用戶管理的實(shí)現(xiàn)，主要應(yīng)用動態(tài)X頁及數(shù)據(jù)庫技術(shù)。在數(shù)據(jù)庫中建立一張具有用戶名、用戶密碼等字段的表，用于記錄相關(guān)信息。當(dāng)用戶從前臺X頁登錄時，將用戶名、密碼借助PHP動態(tài)X頁技術(shù)提交至后臺，驗(yàn)證用戶信息正確后再將學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)成績等信息返回前臺顯示。虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)1)基于Unity3D的虛擬教學(xué)軟件實(shí)

5、現(xiàn)流程。Unity3D是能夠比較方便的創(chuàng)建諸如3D游戲、建筑可視化等內(nèi)容綜合開發(fā)工具，包含了圖形、音頻等方面的引擎支持，并以C#或者一種類似JavaScript的語言為腳本語言，來實(shí)現(xiàn)交互設(shè)計。Unity3D開發(fā)虛擬實(shí)訓(xùn)主要分為4個步驟：首先，創(chuàng)建仿真模型;其次，利用3DSmax優(yōu)化模型;再次，利用Unity3D對模型進(jìn)行交互設(shè)計;最后調(diào)試，完善并發(fā)布。2)虛擬元器件模型的建立。在電子產(chǎn)品裝配虛擬實(shí)訓(xùn)中，主要涉及到電子元器件及印制電路板的模型創(chuàng)建。例如在直流穩(wěn)壓電源裝配實(shí)訓(xùn)中需要準(zhǔn)備的虛擬元器件有電阻、電容、二極管、三極管等，還要有一塊虛擬印制電路板。如果這些虛擬物件直接在3DsMAX

6、中創(chuàng)建相當(dāng)麻煩，Proteus軟件中預(yù)置了上千種元件的3d模型，我們可以利用其印制電路板設(shè)計模塊，方便的生成印制板電路和元器件的3D模型。然后再導(dǎo)入3DsMax中進(jìn)行組合優(yōu)化，最終得到虛擬實(shí)訓(xùn)所需虛擬元器件模型，再以FBX文件的形式導(dǎo)出備用。3)漫游功能的實(shí)現(xiàn)。在Unity3D中我們可以利用鼠標(biāo)、鍵盤事件對攝像機(jī)的視角進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)對元件和場景的漫游功能。例如，利用按住鼠標(biāo)右鍵拖動實(shí)現(xiàn)視角的旋轉(zhuǎn)，具體方法如下。首先，將Unity3D中預(yù)置的CameraScripts下的MouseOrbit.js導(dǎo)入到工程中;其次，將MouseOrbit.js附加到MainCamera上，然后在其Ins

7、pector面板中對MouseOrbit.js組件的Target參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選擇印制電路板作為該參照物;最后，將鼠標(biāo)右鍵觸發(fā)事件添加到MouseOrbit.js代碼中去，實(shí)現(xiàn)按下鼠標(biāo)右鍵才觸發(fā)視角旋轉(zhuǎn)的功能。4)裝配演示功能的實(shí)現(xiàn)。在本項(xiàng)目的裝配演示模塊中，我們主要實(shí)現(xiàn)元器件在印制電路板上的安裝與分解。單擊裝配演示界面上的分解按鈕時，各元器件從電路板上分解出來;單擊組裝演示按鈕，系統(tǒng)將自動將各元器件按照一定的順序安裝在電路板相應(yīng)的