摘 要：利用eYouCT網(wǎng)絡(luò)教學平臺，開發(fā)了具有使用自主靈活、教與學雙向互動特點的工程圖學網(wǎng)絡(luò)教學輔助系統(tǒng)。分析系統(tǒng)的設(shè)計目標、主要功能模塊以及實現(xiàn)技術(shù)。針對工程圖學課程的特點，提出工程圖學網(wǎng)絡(luò)教學輔助系統(tǒng)設(shè)計思想。為了增強教學效果并提高學生的學習興趣，在開發(fā)的具體系統(tǒng)中對教學內(nèi)容采用平面動畫、三維動畫以及多媒體交互等多種表現(xiàn)方式，學生在使用后都有較好的反映。

關(guān)鍵詞：eYouCT； 工程圖學；網(wǎng)絡(luò)教學；動畫

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2008)08-135-02

Design of Engineering Graphics Network Teaching System Based on eYouCT

WU Xiaoli，ZHAO Jun

(Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou，730070，China)

Abstract：The engineering graphics webbased course，which is used selfdetermination and communicated freely each other，is designed by combining the webbased education software eYouCT.In this paper，the designgoal，main functional module and realization technical is analyzed.Based on the character of engineering graphics，it has proposed designing idea of engineering graphics network teaching system.And in the developed system，the multiplicity of exhibition about teaching are adopted so that can reinforce the effect of teaching and excitated the student′s interst.

Keywords：eYouCT;engineering graphics;webbased course;animation

網(wǎng)絡(luò)課程作為新的教學途徑，指為學生在網(wǎng)絡(luò)上提供教學內(nèi)容以及進行網(wǎng)上教學活動的教學平臺。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和各個高校機房擴充以及網(wǎng)絡(luò)接入學生宿舍等設(shè)施的完善，為網(wǎng)絡(luò)課程的應用提供了軟件和硬件支持。

針對目前工程圖學網(wǎng)絡(luò)課程存在的內(nèi)容固定、交互性差等缺點，開發(fā)基于eYouCT 的工程圖學網(wǎng)絡(luò)課程。在設(shè)計成員中不僅有熟練掌握計算機網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、動畫制作和Web編程人員，還有具有豐富教學經(jīng)驗、掌握現(xiàn)代圖學教育理論的優(yōu)秀教師。保證了系統(tǒng)在繼承先進教學手段的同時，還包含豐富的教學內(nèi)容、合理的教學內(nèi)容安排以及各種有效的教學活動。本系統(tǒng)包含網(wǎng)絡(luò)課堂、習題解答、討論交流、選擇性發(fā)布測驗、模型庫等模塊，依托eYouCT平臺，具有開放性、可擴充性、使用自主性強等特點，彌補了傳統(tǒng)課件的固定性和封閉性等不足。

1 eYouCT平臺的簡介

網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展到現(xiàn)在經(jīng)過了以視頻點播為主的第一階段、以課件為主的第二階段，到了目前的教師學生利用網(wǎng)絡(luò)交流、評估、選擇性發(fā)布的雙向互動的第三個階段。eYouCT正是屬于目前階段的國際優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)教學管理平臺，是一個非常開放的系統(tǒng)，可以跟其他的應用系統(tǒng)進行對接。他是教學素材的管理平臺、課件制作和發(fā)布管理平臺以及測驗評估平臺三位一體的綜合平臺。

該平臺具有特點為：能方便實現(xiàn)共享和利用教師手里現(xiàn)有的許多電子教學素材；平臺內(nèi)提供了簡單方便的課件制作工具；體現(xiàn)個性化的設(shè)計方案。eYouCT提供了四十多個功能模塊，每個教師可以任意組合搭配，自定義一切界面元素；教學靈活。根據(jù)學生的學習情況，選擇發(fā)布適合其學習需要的資料，做到因材施教；能追蹤學生的學習情況；提供了強大的交互工具。

2 系統(tǒng)分析

2.1 設(shè)計目標

目前高校工程圖學課程教學狀況基本都是學時大幅縮減、大班上課、作業(yè)量大、作業(yè)批改任務(wù)繁重、在這樣的條件下，如何讓學生利用課余時間對課堂知識進一步理解和鞏固，是圖學課程教育者亟待解決的問題。目前可以考慮充分地利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬實體造型技術(shù)以及老師的現(xiàn)有電子課件等素材，開發(fā)工程圖學網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)，使得學生能在網(wǎng)上瀏覽課程內(nèi)容、參考典型習題解答、從學習知識庫中選取合適的學習內(nèi)容。系統(tǒng)能針對不同的用戶群選擇性發(fā)布學習內(nèi)容，并提供學習測試功能，系統(tǒng)還應提供交互工具滿足在線答疑、網(wǎng)上討論交流需求。

2.2 結(jié)構(gòu)與功能

我校開發(fā)的工程圖學網(wǎng)絡(luò)課程以eYouCT為平臺，學生根據(jù)系統(tǒng)管理員提供的授權(quán)ID登錄使用。主要包括網(wǎng)絡(luò)課堂、習題解答、交互、模型庫、選擇性發(fā)布測試、實時公布欄、在線答疑室等模塊。如圖1所示。

使用指南 主要介紹各個模塊的功能和使用方法，這樣可以讓學生快速掌握系統(tǒng)操作方法，熟悉系統(tǒng)內(nèi)容安排以及內(nèi)部導航。

網(wǎng)絡(luò)課堂 主要對課程內(nèi)容進行詳細的闡述與講解。

習題解答 對本課程各部分內(nèi)容中典型習題進行詳盡透徹的空間和做圖分析，按解題步驟逐步演示解題過程并配有語音解說，學生可以隨時控制習題的演示進度。

模型庫 點、線、面的投影以及其相對位置，對工程圖學初學者較難想象其空間位置，一直是較為頭疼的問題，而利用三維模型將這一部分展示出來，這對工程圖學的學習有很大的幫助作用。同時在模型庫中展出的還有截切體、相貫體、組合體、典型零件模型以及部件的裝配過程。通過瀏覽模型的展示，能彌補部分學習者缺乏三位想象能力和對專業(yè)零部件缺少了解的不足。

在線答疑模塊 系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有多個答疑室由各個授課老師定時值班負責答疑。在答疑時間同學可進入自己授課教師的答疑室，在線進行師生交流和同學之間的討論。通過這一功能模塊可使學生在學習過程中遇到問題及時解決。

實時公布欄教師可以利用這一模塊，將自己需要公布的信息和通知，在系統(tǒng)內(nèi)進行選擇性發(fā)布，只有符合條件的學生才能看到公布欄的消息，使消息發(fā)布具有明確的目的性。

系統(tǒng)提供交互的模塊包含可以自建的學習討論室，可自動記錄討論內(nèi)容；內(nèi)置的郵件系統(tǒng)可以提高信息傳送的效率；因為本課程的性質(zhì)[CD2]幾乎所有的題目都需要圖解，網(wǎng)上白板可以使得學生之間或者學生與教師之間學習討論更直觀方便。

測試模塊可以將題庫中的題目按類別隨機抽取，并選擇性發(fā)布，對選擇題、文字題等還可以直接進行評分統(tǒng)計。

系統(tǒng)還有一些其他功能，如作業(yè)交流，教師將作業(yè)發(fā)布給自己班級的同學，由學生下載。作業(yè)使用dwg文件實現(xiàn)，作業(yè)的dwg文件提交到系統(tǒng)內(nèi)教師的電子郵件中。教師批改完畢后，通過系統(tǒng)內(nèi)部郵件回復給學生，并發(fā)布參考解答；共享資源庫，系統(tǒng)包含的共享資源庫功能模塊內(nèi)可用于共享教案課件和其他一些學習資料。教師和學生可以查詢資源庫中共享內(nèi)容，也可上傳下載資料。由于系統(tǒng)具有的開放性，任何能登錄的教師和學生都可以將自己的資源按照規(guī)定格式上傳到資源庫中使資源庫能得到不斷擴充和更新。

3 素材制作技術(shù)及系統(tǒng)的維護

鑒于課程的特點[CD2]絕大多數(shù)問題要用圖解法以及空間概念較為抽象，傳統(tǒng)教學借助掛圖和模型來輔助教學。本系統(tǒng)利用網(wǎng)頁、動畫、配音解說和視頻演示等手段使抽象的概念直觀化、圖解過程條理清晰化。

3.1 素材的制作技術(shù)

(1) Web頁。系統(tǒng)內(nèi)多個模塊的內(nèi)容都利用具有超媒體鏈接的Web頁面來表現(xiàn)，頁面制作利用Frontage或Dreamweaver工具軟件。為了使頁面顯得更生動、活潑，內(nèi)容更豐富，頁面內(nèi)嵌入了平面動畫，三維動畫，以及音視頻插件等。

(2) 三維模型動畫。投影變換、立體截切、相貫、組合體組合方式、裝配件的裝配過程，通過AutoCAD或Pro/E造型，導入3ds Max制作出極具質(zhì)感的avi動畫，使得原本抽象的空間想象變得直觀具體。

(3) 平面Flash動畫。

雖然三維動畫具有很強的立體感，但一般文件較大，在系統(tǒng)中還利用了許多有Flash軟件制作的色彩感強的平面動畫。

(4) Authorware素材。

系統(tǒng)中利用了大量由Authorware制作的素材，在制作過程中應用Shockwave技術(shù)，通過Authorware中提供的publish for web功能，將Authorware素材課件發(fā)布為適合Web的格式，即可在系統(tǒng)內(nèi)直接應用。

(5) 音視頻素材。

系統(tǒng)內(nèi)部分模塊包含有音頻文件，是由圖學教師做的配音。部分模型的展示以及繪圖工具的使用采用視頻演示，模型演示部分視頻素材由AutoCAD生成三維模型，然后導入3DS MAX制作動畫并渲染生成avi視頻文件；其他一些視頻，例如繪圖工具的使用方法的介紹等由攝像機攝制并經(jīng)過編輯生成視頻文件。

3.2 系統(tǒng)的維護

對系統(tǒng)的維護，主要由系統(tǒng)管理員負責。系統(tǒng)管理員對各個模塊以及資源庫管理有最高的權(quán)限。管理員通過系統(tǒng)文件管理器實現(xiàn)對學生上傳文件的病毒檢查、格式核對以及內(nèi)容檢測、分類，還負責對資源內(nèi)容進行實時增添、修改、刪除、登錄用戶ID的管理以及信息的發(fā)布管理。系統(tǒng)管理員可以設(shè)置權(quán)限稍低的共享管理者，共同完成對資源內(nèi)容的管理和公告欄信息的發(fā)布。例如可以將本校工程圖學課程的授課教師添加為共享管理者，各個教師就可以將自己班學生發(fā)布的內(nèi)容利用用戶ID區(qū)段進行選擇性發(fā)布，還可以追蹤自己班級學生的學習情況。

4 結(jié) 語

利用eYouCT平臺開發(fā)的工程圖學網(wǎng)絡(luò)課程，結(jié)合了當前先進的網(wǎng)絡(luò)教學平臺與網(wǎng)絡(luò)教學思想。學生能隨時直接上網(wǎng)學習教學內(nèi)容、在線答疑、討論和提交作業(yè)，并根據(jù)自己不同需求有選擇性的選取適合自己的內(nèi)容和策略進行測試。系統(tǒng)充分發(fā)揮了視頻媒體教學形象化的優(yōu)勢，友好的界面、豐富的內(nèi)容、清晰的導航，便捷的操作和多樣的內(nèi)容展示手段對增強學生的學習興趣，提高學習成績，以及對提高學生的課外學習效率都有很好的幫助作用。該系統(tǒng)經(jīng)我校師生的使用，得到了較好的反響。

參 考 文 獻

［1］賴梅.基于積件理論的網(wǎng)上CAI設(shè)計模式探討［J］.計算機應用與研究，2003(15):131132.

［2］孟憲飛，申永勝，郝智秀，等.基于積件思想的智能化計算機輔助教學系統(tǒng)的設(shè)計［J］.計算機應用，2003，5(23)，7173.

［3］瞿暢，王君澤，沈雯曄.基于Web的工程制圖助學型CAI［J］.工程圖學學報，2003(1):136140.

［4］范美芳.基于Web 《工程制圖》教學網(wǎng)站的研究與開發(fā)［D］.廣州:廣東工業(yè)大學，2005.

［5］周淦淼，馮開平，左宗義，等.基于Web的工程圖學遠程教學系統(tǒng)［J］.工程圖學學報，2005(5):165169.

［6］張凱，徐桂生，龍懷冰，等.精通3DS MAX 6 三維與動畫設(shè)計［M］.北京:清華大學出版社，2004.

［7］趙東升.FLASH MX2004高級實例教程［M］.北京:中國電力出版社，2004.

作者簡介 武曉麗 女，1953年出生，甘肅蘭州人，副教授。主要研究方向為工業(yè)設(shè)計及工程圖學。