潘如如，王鴻博，高衛(wèi)東

(江南大學 紡織服裝學院，江蘇 無錫 214122)

一、“織物結構設計”課程教學軟件開發(fā)的必要性

在我校(江南大學)本科教學培養(yǎng)計劃中，“織物結構設計”是紡織工程專業(yè)機織方向學生的專業(yè)必修課程之一。這門課程的學習效果直接決定了學生對本專業(yè)理論和實踐知識的理解程度，同時其教學內(nèi)容還與“機織學”“紡織產(chǎn)品設計”“機織工藝學”“紡織CAD原理”等課程密切相關，會影響這些課程的教學效果。因此，進一步提高“織物結構設計”課程教學的便捷性，增加教師與學生之間的互動，提升教學效果和學生的學習效率，顯得尤為重要。

在“織物結構設計”課程教學中，經(jīng)常需要進行織物組織圖、上機圖的繪制。教師一般在上課前提前將組織圖和上機圖繪制好，或者將專用的格子黑板帶入課堂。提前繪制不利于教師講解，且學生難以直觀地了解組織圖和上機圖的繪制過程;格子黑板比較笨重，攜帶不便，而且使用時間長久以后，黑板上的格子線會變模糊，不利于學生觀看。同樣，學生的作業(yè)也采用普通的格子紙完成，一方面容易模糊，不便于教師批改;另一方面也不利于學生保存以用于后期的進一步學習?？傊捎谌鄙傧冗M的教學軟件和工具，這種傳統(tǒng)的教學方法與現(xiàn)代紡織教學的需求不相適應，在多媒體技術應用越來越廣泛的今天，對“織物結構設計”課程教學軟件的需求更為迫切。

雖然專用的紡織CAD/CAM軟件一般可以繪制組織圖和上機圖，但這些專用軟件價格昂貴，且?guī)в屑用芄?，不便于教師進行課程教學，也難以讓學生在學習中使用。而且專用的CAD/CAM軟件具有一定的針對性，無法適應整個紡織專業(yè)課程的教學，軟件功能也較為復雜，使用起來麻煩，不利于教師和學生進行拓展。

筆者結合前期開發(fā)的格子型ActiveX控件［1］，在“織物結構設計”課程的教學中進一步開發(fā)出適用于本課程的教學軟件。本軟件分為教師版和學生版，具有組織繪制、保存和讀取的功能，支持圖像打印等方法，同時增加數(shù)據(jù)庫功能，建有專用的織物組織數(shù)據(jù)庫。在本軟件中開發(fā)了紡織教學專用的教學模塊，配有專用的教學演示功能，提供組織圖和上機圖的繪制步驟，以利于課程的課堂教學，便于學生完成教師布置的課后作業(yè)。專用的教學數(shù)據(jù)交互文件的設計為提高“織物結構設計”課程教學效果提供了有力的支撐。

二、教學軟件的設計

在“織物結構設計”課程教學軟件設計前，筆者采用問卷調(diào)查的形式，對任課教師、已學習過和正在學習本課程的學生進行調(diào)查，并充分采納教師和學生對軟件需求的建議，撰寫了“織物結構設計”課程教學軟件的工程報告，對本軟件所需模塊以及各個模塊中的功能進行分析，并撰寫了軟件設計文案。

1.教學軟件的工程設計

通過對“織物結構設計”課程教學的調(diào)研，研究本軟件所需要的功能，以便于課堂教學和師生互動為宗旨進行教學軟件的工程設計。研究本軟件的模塊組成以及各個模塊中包含的功能，撰寫軟件工程計劃書，以加快軟件的開發(fā)進程，提高軟件的實用性。尤其注意對正在進行“織物結構設計”課程教學的教師和學生的調(diào)查，努力使軟件的功能能夠滿足教師和學生的需求。如采納學生的建議，軟件提供了織物結構設計錄像功能，可以將教師繪制組織圖的過程按步驟進行存儲，便于學生課后復習時使用;又根據(jù)教師的需求，軟件提供了作業(yè)批改功能，教師可以直接將學生的電子作業(yè)與參考答案進行比對，標明異同之處。

2.織物組織模型的設計與應用

織物組織模型的設計是本教學軟件開發(fā)的核心和關鍵內(nèi)容，也是實現(xiàn)組織圖繪制的基礎。在織物組織模型設計時，不僅要從數(shù)學模型的角度進行分析，同時要兼顧組織圖繪制和課堂教學的需求。設計出的織物組織模型要符合當前教學以及紡織企業(yè)中組織圖的繪制習慣，同時要充分考慮教師課堂教學的需求，以便于教師在課堂上進行分步驟講解和學生的理解。利用這個織物組織模型能夠對“織物結構設計”課程中涉及的大部分織物組織進行設計和自動繪制。

3.織物組織數(shù)據(jù)庫的設計與開發(fā)

軟件提供織物組織數(shù)據(jù)庫，旨在將常見的織物組織以數(shù)據(jù)庫的形式保存在軟件之中，以便于教師和學生檢索與使用?？椢锝M織數(shù)據(jù)庫的設計與開發(fā)一方面方便教師在教學中能夠展示更多的織物組織，另一方面也為織物組織的改進設計提供幫助。通過織物組織數(shù)據(jù)庫，教師和學生能夠快速地在基礎組織上進行改進設計。同時織物組織數(shù)據(jù)庫還具有進一步增添的功能，可將教師和學生設計的新型組織注冊到數(shù)據(jù)庫之中。

4.軟件的編寫與教學測試

在“織物結構設計”課程教學軟件設計報告書的基礎上，利用Visual Basic 6.0程序設計語言進行軟件的編寫，實現(xiàn)軟件工程設計報告書中的模塊化功能。軟件編寫初步完成后，通過教師和學生的教學實踐，對軟件進行效果測試，再根據(jù)反饋意見進一步調(diào)整和完善了軟件的功能?！翱椢锝Y構設計”課程教學軟件的界面如圖1所示。

圖1 “織物結構設計”課程教學軟件界面

三、教學軟件的應用

“織物結構設計”課程教學軟件分為教師版和學生版，本文結合使用調(diào)查報告，介紹軟件的相關應用。

1.教師版軟件

“織物結構設計”課程任課教師使用本軟件主要在三個階段:備課、教學和課后作業(yè)批改。在備課階段，教師利用軟件進行相關組織圖、上機圖的提前繪制，并保存為圖像，在課件設計時可以使用。筆者在軟件設計時采納一些教師的建議，提供了錄制模式，能夠將教師的繪制過程逐步或按區(qū)域進行保存，達到類似于視頻的按幀播放功能，學生在課后復習時可以當作繪制標準使用，以強化教學效果。

在教學階段，教師可以根據(jù)課程教學的需要，在課堂上進行織物組織圖、上機圖的繪制演示。軟件提供的格子大小可調(diào)，格子線的顏色、繪制模式也有多種選擇，同時能夠將教師繪制的結果保存為軟件可讀數(shù)據(jù)或對應的織物組織圖像，同樣也可采用錄制模式保存教師的繪制過程。教師還可利用軟件中提供的織物組織數(shù)據(jù)庫進行織物組織的改進設計。

在課后作業(yè)批改階段，教師版軟件可以讀取學生的繪制結果。由于軟件可以調(diào)整格子大小，大大減輕了教師的視覺負擔。軟件提供專用的作業(yè)批改功能，能夠將學生的作業(yè)與教師準備好的參考結果進行比對，顯示兩者的異同，便于教師快速批閱學生作業(yè)。

2.學生版軟件

學生在使用本軟件時，需要根據(jù)學號進行登錄和標識，以便于教師區(qū)分每個學生，同時也避免學生在課后作業(yè)完成過程中出現(xiàn)拷貝與抄襲現(xiàn)象。學生版軟件提供了專用的格子，便于學生以電子形式完成課程的相關作業(yè)，并能夠保存為數(shù)據(jù)和圖像。學生版軟件提供了專用的學習模塊，包括織物組織數(shù)據(jù)庫中的相關織物組織的標準繪制過程，也可以讀取教師在備課和教學過程中錄制的相關織物組織繪制方法，增強學生的學習效果。

四、教學軟件的二次開發(fā)

為了便于教學軟件的改進和提高，在開發(fā)過程中開放了格子型ActiveX控件的接口，提供了 GetMatrix、SetMatrix、GetPattern、SetPattern等一系列函數(shù)和方法，便于教師和學生在后續(xù)課程，包括“紡織CAD原理”“紡織產(chǎn)品設計”的學習中，對ActiveX控件進行二次開發(fā)，以增加軟件的教學功能。例如，在“織物結構設計”課程教學軟件的試用過程中，就有程序設計基礎較好的學生利用提供的格子型ActiveX控件，實現(xiàn)了雙層織物上機圖的自動繪制。這種二次開發(fā)，一方面可以逐步增加課程教學軟件提供的功能，另一方面可以提高學生的程序設計能力，有效增強學生對織物組織模型的理解。

五、結語

本文結合“織物結構設計”課程教學，介紹了開發(fā)的課程教學軟件的設計與應用。在軟件的開發(fā)過程中，充分采納了教師和學生的建議，使開發(fā)出的課程教學軟件具有較好的運用功能，尤其適合當下的多媒體教學。同時，軟件提供的二次開發(fā)功能也將使本教學軟件在功能上得到進一步的完善和提高。

［1］潘如如，高衛(wèi)東，劉基宏，等.用于紡織專業(yè)課程教學的格子型ActiveX控件［J］.紡織服裝教育，2013，28(4):320－322.