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[摘要]根据工程制图的教学特点，设计并开发一个多媒体“工程制图”多媒体网络互动系统。描述根据设计目标而设计系统的结构，对支持整个系统的几个功能模块的主要技术特点和关键技术进行研究和分析,突出强化互动设计，促进工程制图教学的显著特点。
[关键词]工程制图 协同学习 多媒体教学网络 系统设计开发
中图分类号：TB2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0910133－01
“工程制图”课程教学要培养学生具有用图样表达工程设计结果的能力。教学中涉及大量的图形表达，重在培养空间到平面、由平面到空间的思维。将计算机网络协同机理和CAI应用引入教学中，就可以构建一个基于CSCL的工程制图协同学习支持系统。
一、开发目标
依据协同学习的教育理论及CSCL系统结构的特点，开发出的多媒体《工程制图》互动系统应达到如下目标。
（一）适用于高等院校理工科各专业，使学生通过多媒体教学网络掌握绘制和应用各种工程图的理论基础；掌握绘制和阅读机械零件图和部件装配图的基本操作，提高学生对知识的领会、运用、分析、综合和评价能力，激发学生的学习兴趣。
（二）能确保学生和学生之间、教师和学生之间的交互。通过智能化软件，使教学过程具有自适应性，方便学生按自身能力选择学习进度。
（三）可应根据学习内容的难度、通信的容量、教师的指导能力等建立跟踪评价体系，使教师随时了解学生的学习情况，控制教学进度和质量。
二、系统结构
C/S结构专用性和交互性强且通讯量少、速度快，但软件维护困难和信息一致性差，而B/S结构通用性高、使用简单，但其三层结构使得通讯量大、运行速度慢。结合工程制图的具体特点，本设计选择适用的SCL系统的结构如下。
协同成员端：（browser+专用应用软件） 协同服务器端：（协同会话支持＋协同识图支持＋协同制图支持＋智能控制支持） 协同数据库端：（系统数据库＋多媒体数据库）。协同成员端除了配置Browser外，还安装支持协同学习成员之间进行协作学习的一些专用应用軟件。协同服务器端除了接受客户端的数据请求和返回数据，以及完成对数据库进行相应的操作外，还要通过建立一些相应的功能模块，以支持和实现整个CSCL系统协同学习功能。协同数据库端包括协同学习成员的个人信息、学习进度等系统数据库和对大量多媒体素材进行管理的多媒体数据库。支持服务器对其数据进行操作并保持整个CSCL系统中信息的一致性。
三、功能设计
CSCL支持系统主要是指CSCL系统结构中服务器端的一些协同支持模块，包括协同会话支持模块、协同识图支持模块、协同绘图支持模以及智能控制支持模块，以实现对整个协同学习环境的支持。详见图2。
（一）协同会话支持模块。协同会话主要指文本信息的共享，提供一个协同环境给各协同学习成员针对某一主题发表意见，进行讨论。此模块功能可通过如“白板系统”等实现。
（二）协同识图支持模块。协同识图主要指处于协同学习环境中的协同成员之间实现WYSIWIS（你见即我见）的视图方式，重点是将本系统中大量使用的矢量图形通过网络在协同学习成员之间进行传输通讯以及在各个协同学习成员端加以显示[1]。
（三）协同绘图支持模块。协同绘图主要接受和转发协同学习成员的绘图消息，并保证协同学习成员端视图中的数据信息保持一致。
（四）智能控制支持模块。智能控制模块主要是在CSCL系统中加入一些智能性的控制功能，如对协同学习成员的学习效果进行评价以及对答题进行智能评判等。同时建立合适的评价模型,其中包括建立学生和题库合理的数据结构。
四、系统的实现
（一）数据库的建立与管理。协同学习过程中所需要的信息建立要尽可能地覆盖“工程制图”所有内容包括题库、图库和课件库等，教师可根据教学需要随时进行补充、删除和修改。根据协同学习的特点，分布在网络上的每一个协同学习的参与者，都应该能够通过网络环境共享数据库。本系统可采用VB编程技术建立数据库管理系统，实现协同学习过程中的信息共享。
（二）用户模块的实现。系统中的用户（学生和老师）模块采用面向对象的VB语言编写实现。根据系统的需要用户模块中都采用了登录控制模块，其中学生登录控制模块主要的功能是控制学生进入多媒体网络互动系统，只有教师许可的学生才能登录成功；教师模块中的主要部分是学生状态监控模块，该模块的主要功能是监控当前参与协同学习的学生所处的状态，了解学生学习课件内容和自我测试的情况，并将相应信息传送到学生状态信息库。
（三）应用软件的选择。网页制作选用Dreamweaver MX软件，制作和处理网络图形选用Fire-works MX软件，既可以生成静态图像，也可直接生成HTML的动态图像，交互性矢量动画设计软件选用FlashMX，以便将图片、声音以及富有新意的界面融合在一起，制作出高品质的网页动态效果。Authorware比较擅长实现那种简单、直观的动画效果，因此，教学课件制作最好以Authorware作为多媒体软件制作工具，利用它开发CAI课件比PowerPoint和Flash效果更佳[2]。
（四）网络教学平台实现方案。赛尔Blackboard网络教学管理平台以课程为中心，集成网络教与学的环境[3]。本系统以此为平台，教师可以在平台上开设网络课程，学习者可以自主选择要学习的课程并自主进行课程内容学习。不同学习者之间以及教师和学习者之间，都可以根据教、学的需要，围绕所教所学的课程进行讨论和交流。
参考文献：
[1]秀云、张红，ASP程序和ActiveX技术结合开发WEB系统[J].工程图学学报，2001.3:8891.
[2]宗士增、徐建成，工程制图“标准件”CAI课件的研制. 南京理工大学学报, 2004,28(6):573-576.
[3]汪惠芬、张友良，基于特征的协同设计[J].计算机辅助设计与图形学学报，2001，4(13):367372.
作者简介：
刘杰斌，男，湖北咸丰县人，恩施职业技术学院教师，1991年毕业于中南民族学院，研究方向：计算机应用、物理教学。
[关键词]工程制图 协同学习 多媒体教学网络 系统设计开发
中图分类号：TB2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0910133－01
“工程制图”课程教学要培养学生具有用图样表达工程设计结果的能力。教学中涉及大量的图形表达，重在培养空间到平面、由平面到空间的思维。将计算机网络协同机理和CAI应用引入教学中，就可以构建一个基于CSCL的工程制图协同学习支持系统。
一、开发目标
依据协同学习的教育理论及CSCL系统结构的特点，开发出的多媒体《工程制图》互动系统应达到如下目标。
（一）适用于高等院校理工科各专业，使学生通过多媒体教学网络掌握绘制和应用各种工程图的理论基础；掌握绘制和阅读机械零件图和部件装配图的基本操作，提高学生对知识的领会、运用、分析、综合和评价能力，激发学生的学习兴趣。
（二）能确保学生和学生之间、教师和学生之间的交互。通过智能化软件，使教学过程具有自适应性，方便学生按自身能力选择学习进度。
（三）可应根据学习内容的难度、通信的容量、教师的指导能力等建立跟踪评价体系，使教师随时了解学生的学习情况，控制教学进度和质量。
二、系统结构
C/S结构专用性和交互性强且通讯量少、速度快，但软件维护困难和信息一致性差，而B/S结构通用性高、使用简单，但其三层结构使得通讯量大、运行速度慢。结合工程制图的具体特点，本设计选择适用的SCL系统的结构如下。
协同成员端：（browser+专用应用软件） 协同服务器端：（协同会话支持＋协同识图支持＋协同制图支持＋智能控制支持） 协同数据库端：（系统数据库＋多媒体数据库）。协同成员端除了配置Browser外，还安装支持协同学习成员之间进行协作学习的一些专用应用軟件。协同服务器端除了接受客户端的数据请求和返回数据，以及完成对数据库进行相应的操作外，还要通过建立一些相应的功能模块，以支持和实现整个CSCL系统协同学习功能。协同数据库端包括协同学习成员的个人信息、学习进度等系统数据库和对大量多媒体素材进行管理的多媒体数据库。支持服务器对其数据进行操作并保持整个CSCL系统中信息的一致性。
三、功能设计
CSCL支持系统主要是指CSCL系统结构中服务器端的一些协同支持模块，包括协同会话支持模块、协同识图支持模块、协同绘图支持模以及智能控制支持模块，以实现对整个协同学习环境的支持。详见图2。
（一）协同会话支持模块。协同会话主要指文本信息的共享，提供一个协同环境给各协同学习成员针对某一主题发表意见，进行讨论。此模块功能可通过如“白板系统”等实现。
（二）协同识图支持模块。协同识图主要指处于协同学习环境中的协同成员之间实现WYSIWIS（你见即我见）的视图方式，重点是将本系统中大量使用的矢量图形通过网络在协同学习成员之间进行传输通讯以及在各个协同学习成员端加以显示[1]。
（三）协同绘图支持模块。协同绘图主要接受和转发协同学习成员的绘图消息，并保证协同学习成员端视图中的数据信息保持一致。
（四）智能控制支持模块。智能控制模块主要是在CSCL系统中加入一些智能性的控制功能，如对协同学习成员的学习效果进行评价以及对答题进行智能评判等。同时建立合适的评价模型,其中包括建立学生和题库合理的数据结构。
四、系统的实现
（一）数据库的建立与管理。协同学习过程中所需要的信息建立要尽可能地覆盖“工程制图”所有内容包括题库、图库和课件库等，教师可根据教学需要随时进行补充、删除和修改。根据协同学习的特点，分布在网络上的每一个协同学习的参与者，都应该能够通过网络环境共享数据库。本系统可采用VB编程技术建立数据库管理系统，实现协同学习过程中的信息共享。
（二）用户模块的实现。系统中的用户（学生和老师）模块采用面向对象的VB语言编写实现。根据系统的需要用户模块中都采用了登录控制模块，其中学生登录控制模块主要的功能是控制学生进入多媒体网络互动系统，只有教师许可的学生才能登录成功；教师模块中的主要部分是学生状态监控模块，该模块的主要功能是监控当前参与协同学习的学生所处的状态，了解学生学习课件内容和自我测试的情况，并将相应信息传送到学生状态信息库。
（三）应用软件的选择。网页制作选用Dreamweaver MX软件，制作和处理网络图形选用Fire-works MX软件，既可以生成静态图像，也可直接生成HTML的动态图像，交互性矢量动画设计软件选用FlashMX，以便将图片、声音以及富有新意的界面融合在一起，制作出高品质的网页动态效果。Authorware比较擅长实现那种简单、直观的动画效果，因此，教学课件制作最好以Authorware作为多媒体软件制作工具，利用它开发CAI课件比PowerPoint和Flash效果更佳[2]。
（四）网络教学平台实现方案。赛尔Blackboard网络教学管理平台以课程为中心，集成网络教与学的环境[3]。本系统以此为平台，教师可以在平台上开设网络课程，学习者可以自主选择要学习的课程并自主进行课程内容学习。不同学习者之间以及教师和学习者之间，都可以根据教、学的需要，围绕所教所学的课程进行讨论和交流。
参考文献：
[1]秀云、张红，ASP程序和ActiveX技术结合开发WEB系统[J].工程图学学报，2001.3:8891.
[2]宗士增、徐建成，工程制图“标准件”CAI课件的研制. 南京理工大学学报, 2004,28(6):573-576.
[3]汪惠芬、张友良，基于特征的协同设计[J].计算机辅助设计与图形学学报，2001，4(13):367372.
作者简介：
刘杰斌，男，湖北咸丰县人，恩施职业技术学院教师，1991年毕业于中南民族学院，研究方向：计算机应用、物理教学。