基于Ｗｅｂ的工程制圖電子題解模型庫

段紅杰　何培英

摘要基于CAI技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)的工程制圖電子題解模型庫，借助圖形、圖像、音頻、視頻、文字等多種媒體素材，使工程制圖抽象的理論實際化，能夠較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與意識，實現(xiàn)教與學(xué)的互動和網(wǎng)絡(luò)資源共享，對培養(yǎng)學(xué)生的畫圖、讀圖能力和空間想象力起到事半功倍的作用。

關(guān)鍵詞工程制圖模型庫多媒體

1 傳統(tǒng)的工程制圖CAI課件的特點

傳統(tǒng)的工程制圖CAI課件存在的缺陷主要有：助教型多，助學(xué)型較少；固定型多，可重用型、自繁殖型少；演示型多，練習(xí)型少；設(shè)計相對滯后。

由于工程制圖課程的特殊性，學(xué)生課后需要進行自學(xué)，并進行大量的習(xí)題訓(xùn)練，而目前開發(fā)出的課件或習(xí)題庫的內(nèi)容大多是固定型的，造成了CAI課件的局限性比較大，不能根據(jù)學(xué)習(xí)者個人的意圖和實際需要靈活變動；如果需要更新教學(xué)內(nèi)容，必須由編程人員重新開發(fā)設(shè)計課件。而且工程制圖CAI課件大多以演示為主，沒有提供必要的繪圖環(huán)境，不能滿足工程制圖課程以“圖”為交流手段的特別需求。因此，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，建設(shè)基于Web的工程制圖CAI課件題解模型庫非常有必要。

2 基于Web工程制圖電子題解模型庫的構(gòu)想

隨著高校教學(xué)改革的深入進行，學(xué)時數(shù)的大幅度縮減已成為事實。傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)中的習(xí)題課及課后習(xí)題解答已很少能正常進行，如何增強課外習(xí)題的效果，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解、深化和鞏固，是當前工程制圖教學(xué)中必須解決好的問題。

作者總結(jié)了多年來的工程制圖教學(xué)經(jīng)驗，針對工程制圖習(xí)題量大，學(xué)生空間想象能力難以培養(yǎng)的特點，開發(fā)了一套基于“助教”和“助學(xué)”相結(jié)合的工程制圖電子題解模型庫。模型庫精選特點鮮明的習(xí)題，內(nèi)容覆蓋工程制圖所有章節(jié)。每題均給出了解題思路、解題步驟和標準答案，并且加入了三維立體圖和三維動畫顯示，所有的動畫演示過程都與解題步驟相適應(yīng)，具有良好的直觀性，易于學(xué)生理解工程制圖的基本概念和關(guān)鍵知識點，利于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。學(xué)生利用工程制圖電子題解模型庫可以進行自我測試，可以反復(fù)揣摩每種題型的解題思路；同時在課堂上，教師利用該課件可以節(jié)省作圖時間，便于對重點和難點進行有針對性的講解，提高教學(xué)效率。此外，利用該課件還可以把教師從繁重的批改作業(yè)的工作中解脫出來，讓教師可把更多的精力放在組織教學(xué)和啟發(fā)思維的環(huán)節(jié)上。

3工程制圖電子題解模型庫的設(shè)計

3.1工程制圖電子題解模型庫開發(fā)框架及功能

工程制圖電子題解模型庫采用B/S模式，它將所有的題解模型素材都放置在服務(wù)器端，學(xué)生和教師通過瀏覽器端的程序訪問服務(wù)器，其開發(fā)架構(gòu)如圖1所示。

瀏覽器端為學(xué)生和教師提供統(tǒng)一的訪問界面，供用戶訪問和使用系統(tǒng)。服務(wù)器端主要包含應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫、題解模型素材等，根據(jù)用戶需要向瀏覽器發(fā)送信息。超級用戶界面主要用來對模型庫進行更新、修改、整理等。

3.2工程制圖電子題解模型庫開發(fā)技術(shù)及應(yīng)用

3.2.1頁面設(shè)計

工程制圖電子題解模型庫是借助圖形、圖像、音頻、視頻、文字等多種媒體素材，以豐富的色彩、生動的畫面、精練的文字、親切的語言和立體感強的造型來展示傳統(tǒng)工程制圖課程中抽象的線條、實體。由于課程的特點是圖文并茂，二三維的圖形信息并存，因此其網(wǎng)頁的設(shè)計過程比較復(fù)雜，設(shè)計流程如圖2所示。整個網(wǎng)頁采用框架結(jié)構(gòu)，左框架為菜單導(dǎo)航欄，右框架為內(nèi)容顯示區(qū)，如圖3所示。

3.2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

（1）數(shù)據(jù)庫的建立

Web的常見數(shù)據(jù)庫有Microsoft SQL Server和Microsoft Access，它們都屬于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，操作界面屬于Windows型，簡單易學(xué)。在本系統(tǒng)的開發(fā)過程中，使用Access進行開發(fā)，當在Internet上運行時，將Access轉(zhuǎn)換成SQL數(shù)據(jù)庫。

（2）數(shù)據(jù)庫的操作

服務(wù)器端實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問技術(shù)較多，目前Microsoft公司開發(fā)的ASP技術(shù)以及Sun公司開發(fā)的JSP技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，由于本模型庫采用Windows平臺，故選用ASP來實現(xiàn)服務(wù)器端對數(shù)據(jù)庫的訪問。

利用ASP操縱數(shù)據(jù)庫可分四步進行。

Step1. 定義一個ADO連接對象，然后打開數(shù)據(jù)源

Set adoCon = Server. Create Object(＂ADODB.Connection＂)

adoCon.Open＂數(shù)據(jù)源＂

Step2. 執(zhí)行SQL命令,并將結(jié)果存儲到一RecordSets對象變量中

SetRS = adoCon.Excute(SQLstr)

Step3. 通過RecordSets集合取得紀錄的內(nèi)容

Step4. 關(guān)閉數(shù)據(jù)庫

3.2.3 登錄系統(tǒng)的建立

為了保證系統(tǒng)登錄者的確定性和系統(tǒng)運行的安全性，制作了登錄系統(tǒng)。ASP是一種服務(wù)器端的腳本語言，通過ASP對象提供的方法和屬性，可以很容易地操作服務(wù)器端的數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)采用“瀏覽器—服務(wù)器—數(shù)據(jù)庫”的運行方式，在瀏覽器端運行登陸界面，通過服務(wù)器端的ASP程序提取瀏覽器端的參數(shù)，同時打開系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)檢驗，確定用戶身份。

3.2.4 制作答疑討論系統(tǒng)，提高交互能力

習(xí)題解答的主體是學(xué)生，讓學(xué)生更多地參與習(xí)題解答的全過程，這對于學(xué)生知識的掌握、能力的提高十分有益。該電子題解模型庫制作了答疑討論系統(tǒng)，讓每個學(xué)生都有機會參與習(xí)題的討論，發(fā)表自己的觀點，提出需要解決的問題等。站點主頁上還有能夠鏈接到教師電子郵件信箱的超鏈接，通過電子郵件，學(xué)生可以遞交自己的作業(yè)，尋求老師的幫助，抒發(fā)自己的學(xué)習(xí)感受；老師可以發(fā)布習(xí)題信息，發(fā)還批改后的作業(yè)，有針對性地幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的問題。

系統(tǒng)仍然采用“瀏覽器—服務(wù)器—數(shù)據(jù)庫”的運行方式，在瀏覽器端運行討論答疑網(wǎng)頁，通過服務(wù)器端的ASP程序提取瀏覽器端的信息，然后將此信息實時地向所有在線用戶發(fā)布，供大家觀看討論。同時將信息存入數(shù)據(jù)庫中，方便當時不在線而又有相同疑問的同學(xué)以后查看。

4 結(jié)論

基于Web的工程制圖電子題解模型庫是我們對網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)進行的有益的嘗試。經(jīng)過在我院校園網(wǎng)內(nèi)部的使用，師生反映強烈。系統(tǒng)中生動的網(wǎng)頁和立體動畫讓學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣大大提高；系統(tǒng)提供的人機交互功能，實現(xiàn)了教學(xué)的個別化，便于學(xué)生課余自學(xué)；培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的觀察力和想象力，使得他們能夠更快、更好地掌握工程制圖這門實驗性很強的課程。

參考文獻

1 瞿暢，王君澤，沈雯曄等. 基于Web的工程制圖助學(xué)型CAI[J].工程圖學(xué)學(xué)報，2003，1：136～140

2 段紅杰，陶浩.工程制圖CAI課件的設(shè)計與制作[J].現(xiàn)代機械，2002，4：22～23

3 何培英，劉雯琳，徐發(fā)山. Web數(shù)據(jù)庫操作技術(shù)[J].微機發(fā)展，2003，2：80～82