（机械设计及理论专业论文）基于内容设计的工程图学双语网络课件中的建模关键技术研究及其应用.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 摘要 随着全球一体化进程的加快，高等教育日益呈现出网络化、国际化的发展趋势，双 语教学作为一种新兴的教学方式日益受到重视。实施双语教学是我国高等教育国际化趋 势的发展需要，它架起了一座由母语专业知识体系到外语专业知识体系的桥梁，是培养 具有国际合作意识、国际交流与竞争能力的高素质人才的重要手段。 另外，随着网络信息技术的发展，远程教育、网络教育成为当前高等教育的另一种 新兴的教育途径，网络课件是实现网络教育的关键组成部分。本文结合研究项目基于 内容设计的工程图学双语网络课件建设，对工程图学双语网络课件的内容及其课件中 的建模关键技术进行了研究。 第一章介绍了双语、双语教学的内涵以及我国双语教学的发展概况，并对双语网 络课件及其网络课件技术的发展进行了综述。 第二章在研究工程图学教学理念以及课程与教学改革的发展经验基础上，对工程 图学双语网络课件内容的课程设计、教学设计以及工程图学双语教学的教学方案、教学 目标、教学策略、教学模式及其评价方案进行了设计研究。 第三章对网络课件网页优化设计原则与方法进行了研究，研究了网页下载速度、 图形、表格等及课件兼容性的优化处理方法，并在此原则下对工程图学双语网络课件的 表达进行了系统设计。 第四章对工程图学双语网络课件中的三维建模技术进行了研究，分析r h i n o 、3 d m a x 、s o h d w o r k s 的建横技术优势，研究了利用r h i n o 、3 d m a x 其各自建模技术优势相 结合的三维建模方法，及s o l i d w o r k s 三维装配建模技术，并以实例形式给出了其建模的 实现方法和技术过程。 第五章对工程图学双语网络课件中的虚拟实验建模技术进行了研究，对虚拟实验 系统的三维建模、实验过程建模和仿真、到用户交互的实现进行了研究，并以实例给出 了其建模的实现方法和技术过程。 第六章总结介绍工程图学双语网络课件系统实现的情况，对课件系统各个子系统 的实现进行了简要概述。 第七章总结了本文的研究工作，对双语教学的发展趋势以及网络课件的发展进行 了展望。 关键词：内容设计工程围学双语网络课件三维建模技术虚拟实验建模技术 塑垩查兰堡主堂堡堡壅 竺! 唑 a b s t r a c t t h eq u i c k e n i n go fg i e b a l i z a t i o np r o g r e s sm a k i n gh i g h e re d u c a t i o nd e m o n s t r a t e san e t w o r k i n ga n d i n t e r n a t i o n a lt 啪dn o w a san e wf o r mo f t e a c h i n ga n ds t u d y i n g ，b i l i l 】9 1 】a le d u c a t i o nh a sb e e nv a l u e dd a y b yd a yi nm o d e r nt i m e s t h ei m p l e m e n to fb i l i n g u a l e d u c a t i o nm e e t st h ei n t e r n a t i o n a lt r e n do fh i g h e r e d u c a t i o no fc h i n a ，a a dm e a n t i m ei tc a nc u l t i v a t ean u m b e ro fh i g h c x - q u a l i t yt a l e n t sw h oh a v et h e i n t o n a t i o n a lc o o p e r a t i v ec o n s c i o u s n e s sa n dc a p a b i l i t yt oc o m m u n i c a t ea n dc o m p o t ew i t ht h ef o r d g n e r s a n db u i l d sab r i d g et h a tc a nl i n ku pt h ep r o f e s s i o n a lk n o w l e d g es y s t e mo fm o t h e rl a n g u a g ea n df o r e i g n l a n g u a g e o nt h eo t h e rh a n d ，w i t ht h ed e v e l o p i n go fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yo f n e t w o r k , d i s t a n c ee d u c a t i o na n d w e b - b a s e de d u c a t i o nh a v ea l s ob e c o m en & a rf o r m so f t e a c h i n ga n ds t u d y i n g , e n dn e t w o r kc a u 璐e w a r ei sa n i m p o r t a n tt h i n gi nr e a l i z i n gw e b - b a s e de d u c a t i o n c o m b i n i n gw i t he x p l o i t a t i o na n dr e s e a r c ho fn e t w o r k c o n r s e w s l to f 姐曲l e 喇n gt h - a w i n gm 1 i n 酗le d u c a t i o nb a s i n go nc o n t e n td e s i g n i n gf r h ep r o j e c to f e n g i n e e r i n gd r a w i n gt e a c h i n gb a s eo fb a s i sc u r r i c u l u mo ft h en a t i o n a le n g i n e e r i n gc o u r s e ) ，t h ep a p e r s t u d i e st h ec o n t e n to f 髓画l e f i n gd r a w i n gb i l i n g u a le d u c a t i o ne n dt h r e e - d i m e n s i o n a lt e c h n o l o g i e si nt h e e x p l o f l a t i o no f n e t w o r kc o n r s c w r l c h a p t c x l ：i n t r o d u c i n gt h ec c 印d ，c o n n o t a t i o no fb i l i n g 叫e d u c a t i o na n dg r a ls i t u a t i o ni n c h i n a ，a l s os u m m i n gu pt h ed e v e l o p m e n ts t a t u so fb i l i n g u a le d u c a t i o nn e t w o r kc o n r s e c v a r e e n dn e t w o r k c o l l t r c w a r et e c h n i q u e c h a p t e r 2 ：o nt h eb a s i so f r e s e a r c h i n gt h et e a c h i n gc o n c e p t i o no f e n g i n e e r i n gd r a w i n ga n dd e v e l o p i n g 币雠i 黜o fi n u o v t i o no fc o u _ r s ea n dt e a c h ，d e a i g l f i n ge n dr e s e a r c hi sp u tu pi nt h ep a p e ro nt h ec o 、蹴 d e s i g n i n ga n dt e a c hd e s i g n i n go f e n g i n e e r i n gd r a w i n gb i t i n g l l a le d u c a t i o n , a sw e l l 鹪t h et e a c h i n gs c h e m e , t e a c h i n gg o a l ，t e a c h i n gs t r a t e g y , t e a c h i n gp a t t e r na n de v a l u a t i n gs c h e m eo fe n g i n e e r i n gd r a w i n gb i l i n g u a l e d u c a t i o n c h a p t e r3r e s e a r c h i n gt h eo p t i m i z i n gd e s i g np r i n c i p l ea n dm e t h o do fc o u w a mw e b r c a r c ho nt h e w e bd o w n l o a d i n gs p e e d ，g r a p h ，t a b l ea n dc o u r s e w a m c o m p a t i b i l i t yo p t i m i z a t i o n ，d e s i g n i n gt h ec o n t e n t e x p r e s s i o n m e t h o d o f e n g i n e e r i n g d r a w i n g b i l i n g u a l e d u c a t i o nc o n r s c w a l t a c c o r d i n g t o t h i s p r i n c i p l e c h a p t e r4 ：f o c u s i n g0 1 1t h ek e yt e c h n o l o g yo ft h r e e d i m e n s i o n a lm o d e l i n gt e c h n o l o g y , t h ec h a p t e r a n a l y z er h i n o ，3 dm a x ，a n ds o l i d w o r k sm o d e l i n gt e c h n o l o g ys u p e r i o r i t y , u t i l i z et h e i rs u p e r i o r i t ym a k i n g m o d e l i n g , e n dp r e s e n t si t sc o u i ；ee n di d i n g r a p h i ct e c h n o l o g yi nt h ep r o c e s so f ! a m l z a t i o nw i t ht w od e t a i l e x a m p l e s c h a p t e r5 ：f o c u s i n go nt h ek e yt e c h n o l o g yo ft h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r kc o u r s e w a r e t h e r e a l i z a t i o no fv i r t u a le x p e r i m e n ts y s t e mm o d e l i n g ，t h e c h a p t e rc a r r i e st h r o u g ha n a l y s i sa n ds t u d y t h o r o u g h l yf r o mt h r e e - d h n e n s i o n a lm o d e l i n ga n de m u l a t i n go f e x p o r i m e n tp r o c e s so f i tt ot h er e a l i z a t i o no f c o i l s n h l e rc o r r e s p o n d i n g t h ec h a p t e ra l s op r e s e n t si d i o g r a p h i cm e t h o d so f r e a l i z a t i o n c h a p t e r6 ：s t a t u so fr e a l i z a t i o no fn e t w o r ko o n r s e w s r es y s t e mo f 髓g i 埘把由蟮d r a w i n gb i l i n g u a l e d u c a t i o ni s s u m m i n gu pi n t h ec h a p t e r t h er e a l i z a t i o no fe a c h s u b s y s t e mo fc o t l r s e w a l * ei sa l s o s u m m a r i z i n gi nb r i e f c h a p t e r7 ：t h e m a r yo ft h ep a p e r , a n da i s og i v i gp r o s p e c t sf o r t h ef u t u r eo ft h eb i l i n g u a l e d u c a t i o na n dd e v e l o p m e n to f n e t w o r kc o 哦e w a r e k e yw o r d s ： c 仰t e n td e s i g n e n g i m ：料i n g & a w i n gb i l i n g u a le d u c a f i o nn 吐w o r kc 邮呻a 他 n 烙d i m 蚰s i d n a l m o d e l i n gt e e h n o l o g yv i r m a ! e a p e r i m e a tm o d e l i n gt e d m o l o g y i i 浙江大学硕士学位论文 前言 前言 当今世界科技进步日新月异，l ；盂网络为代表的信息技术已经把整个地球连接成为一 个有机的整体，为人类展现了跨国界、跨社会、跨文化、跨语言的信息、知识交流的无 限可能性。随着网络信息技术的广泛应用及由此带来的人们生存方式、工作方式和学习 方式的改变，使人类以更多的手段来利用、获取并再次开发知识。 在网络信息社会中，随着电子技术、通讯技术、信息处理技术的高速发展，大量的 电子教育传播媒体被开发和应用于教育教学过程，这为学生能力的提高提供了机遇。特 别是以多媒体计算机为代表的新技术在教育上的应用，将存储记忆、高速运算、逻辑判 断、自动运行的功能和信号、语言文字、声音、图形、动画和视频图像等多种媒体信息 集于一体，利用图形交互界面、窗口交互操作、触摸屏技术，使人机交互能力大大提高。 以i n t e r n e t 为标志的信息高速公路的出现，更充实了教育的内容，使教育信息具有即 时性、多样性、视听双重性，使教育打破了时空的限制，促进了教育内容的信息化，实 现了教育传播手段的现代化、传播信息的多样化以及传播过程的自动化。 科学技术的迅猛发展、全球一体化进程的加速，知识爆炸时代的到来，导致当今国 际社会竞争日益激烈，推进教育现代化、培养具有国际竞争力的高素质人才是我国应对 这一挑战的时代要求。2 0 0 1 年以来，正式加入世贸组织的中国，将进一步推动整个中国 全方位、多层次、广范围、深程度对外开放并参与国际竞争，中国高等教育也呈现出现 代化、国际化的发展趋势。随着国际学术交流与国际教育合作的加深，双语教学成为中 国培养具有国际合作意识、国际交流与竞争能力的高素质人才的重要途径。教育部2 0 0 5 年1 月7 日提出了关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见( 教高 2 0 0 5 1 号) ，文件明确指出：“要提高双语教学课程的质量，继续扩大双语教学课程的数量。积 极鼓励高等学校在本科教学领域开展国际交流与合作”。 9 8 年以来，为适应2 l 世纪高等教育教学改革的要求，提高教学水平，培养具有国 际竞争力的高素质人才，浙江大学开始组织实施双语教学改革研究项目。浙江大学机械 与能源工程学院工程及计算机图形学研究所作为国家工科基础课程工程制图教学基地， 自研究所成立以来，就一直不断探索研究并引领全国高等院校工程图学的课程体系、教 学模式改革及建立了辐射全国的有效的机制。研究所教师多年来一直承担全校工程图学 的教学任务，并对工程图学的双语教学进行了深入探索和系统研究。 本论文结合研究项目基于内容设计的工程图学双语网络课件建设，对工程图学 双语教学的内容设计及其建模技术技术进行了深入研究和应用。 浙江大学硕士学位论文 绪言 第一章绪言 【摘要】：本章节简要概述t g g 语、双语教学的内涵，网络课件的发展趋势、双语网络课件发展状况 以及网络课件开发的技术基础。 1 1 双语教学的概述 1 1 1 双语教学的内涵 什么是双语教学，中外学者同样有着不同的观点。朗文语言教学及应用语言学辞 典将双语教学定义为“学校运用第二语言或外语教授知识性科目。”卡明斯认为，“双 语教学通常是指学生教育生涯的某一阶段使用两种( 或者更多) 教学媒体语言。这两种语 言被用来教授科目内容而不单纯是语言课程本身。”1 9 6 9 年美国颁布的双语教学计划 原则草案对双语教学进行了界定：“双语教学就是用两种语言授课，也郎各门学科教 学均使用两种语言。”1 9 7 4 年宪法修正案又对双语教学做了补充说明：“双语教学必须 在各门学科教学既用母语、又用英语，凡未按此开办双语教学都不能确定为正规的双语 教学”。 以上“双语教学”的种种观点念，对双语教学的本质都有一个基本观点，即用非母 语进行部分或全部非语言学科的教学。在具体实践中，其内涵因国家、地区不同而存在 差异。甚至在同一国家的不同历史时期被赋予了不同的形式。 本论文认为，双语教学是一种适应新时代要求、是从“以专业培养为本”向“以人 为本的素质培养”，提高学生综合素质发展为总目标的教学理念，而不仅仅是一种教学 模式。 1 1 2 双语教学的发展历程 1 9 2 9 年，国际教育局( i b e ，i n t e r n a t i o n a lb u r e a uo f e d u c a t i o n ) 在卢森堡召开了第一次 双语教学会议，标志着双语教学成为国际性教育问题，很多教育工作者投入到双语教学 的研究和实践中去，为双语教学的发展开辟了道路。 双语教学的发展有着其深刻的历史、社会背景。二次世界大战后，许多国家赢得独 立，成为主权国家，其民族语言或母语与原殖民地官方语言发生冲突，掌握和使用多种 语言变得越来越重要，在教育中出现了双语言教学形式，双语教学逐渐成为一个世界关 注的教育问题。各国的政治、经济、教育、人口组成、社会背景等因素影响着其双语教 2 浙江大学硕士学位论文 绪言 学的发展。在政治方面，这些新独立的国家大多数是多语言国家；在经济方面，这些国 家的经济发展要求有一种广泛使用的语言，原殖民者的语言就继续被使用，并在很多国 家继续保持着官方语言或非官方主体语言之一的地位：从教育方面看，这些国家必须进 行语言规划并对教育用语做出选择。另外，从人口学的角度看，第二次世界大战后又多 次出现了大规模的人口迁移，大量人口从不发达的国家流向高度工业化的欧美发达国 家，战争和殖民制废除也引起了许多人口移居国外，这些人口的流动导致了不同语言之 间的接触和交融，也对双语教学提出要求。社会环境的诸多因素使双语教学在不同国家 产生与发展，双语教学成为解决许多问题和冲突的一种方式。 1 1 3 双语教学的定义及模式 双语教学( b i l i n g u a lt e a c h i n g ) 是指有计划地使用两种语言系统，或者使用非母语 语言作为教学媒介开展学科教学。根据目标变量，双语教学模式可以分为三种类型： ( 1 ) “完全浸入目标语”模式( i m m e r s i o nm o d a l ) ，在使用这种模式的学校中，大 部分学科课程采用目标语进行教学，对新生亦不例外。 ( 2 ) “双语过渡”模式( t r a n s i t i o n a l b i l i n g u a l m o d e l ) ，在这种模式中，为了不使学 生学习学科知识受到影响，适当地用母语教授这些课程，同时也努力促进学生目标语的 逐渐过关。 ( 3 ) “维持母语”模式( m a i l l t c a l a n c em o d e l ) ，这种模式强调在学习应用目标语的 同时，以母语来维持理解与交流过程。 本论文研究的工程图学双语网络课件内容设计采用第二种模型，即“双语过渡”教 学模式。 1 2 中国双语教学的研究与发展概述 世界各国都非常重视双语教学，对双语教学进行了深入、系统研究和不断探索实践， 推动着各国双语教学的发展。美国、加拿大、新加坡等国家的双语教学各具特色，并引 领着世界范围内双语教学理念的发展。中国的双语教学具有悠久的历史，在改革开放以 及教育国际化的背景下，我国的双语教学得到了逐渐推广与发展。 1 2 1 中国双语教学的发展概况 1 ) 中国的双语教学发展状况 双语教学在中国有着较为悠久的历史。我国古代的佛经译场、译馆、沉洋语院以及 近代的同文书馆、俄罗斯文馆都是当时培养社会所急需的双语人才的重要场所。然而真 3 浙江大学硕士学位论文绪言 正意义上的双语教学始于洋务运动时期创办的各种学堂。著名的“庚子赔款”之后，帝 国列强为了从教育上加强对中国青少年的思想奴役，决定退回部分赔款用于兴学。1 9 1 1 年成立的“清华学堂”以及帝国列强兴办的许多教会学校在课堂教学中推行英语教学。 中国的双语教学的近期重新兴起是在9 0 年代中后期。一些经济、教育相对发达的 城市开始尝试在中、高等教育阶段实施以汉、英两种语言为媒介语的双语教学，旨在培 养现代化建设所急需的双语人才。例如：南京师范大学附属中学、上海市宝山实验学校 等，他们主要以课外兴趣辅导形式开设了物理、化学、数学、历史、地理等学科的双语 教学课。北京大学、清华大学、浙江大学、中国科学技术大学、南京大学等部分高等院 校在部分学科的专业课程中，采用英文原版教材作为教学的主要内容进行了双语教学的 探索。 随着教育理念的更新、各地教育条件的改善以及“海龟派”在高等院校的影响，我 国双语教学逐步成为基础教育、高等教育进行教育改革的一项主要内容。教育部2 0 0 1 年颁发了关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见( 教高 2 0 0 1 4 号) ，明确提出本科教育要创造条件积极推动使用英语等外语进行双语教学，并要求全 国重点建设高校要有1 5 左右的重点课程采用双语教学。我国双语教学进入一个蓬勃发 展时期。 2 ) 现阶段我国双语教学开展的有利环境 随着科学技术的迅猛发展和全球一体化进程的推进，高等教育国际化已成为高等教 育发展的世界性趋势；与此同时，我国国力快速增长，中国经济、科技和文化在全球的 影响力日益增强。为迎接经济全球化和科技革命的挑战，教育部在2 0 0 1 年关于加强 高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见( 教高 2 0 0 1 1 4 号) 中，提出“本科教 育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。”而且“力争在三年内，外语 教学课程达到所开课程的5 0 o - 1 0 。”根据这一要求，国内许多高等院校开展了双语或 外语教学的探索工作，进一步推进双语教学改革的主要有利环境有： ( 1 ) 教育国际化趋势是我国双语教学产生的时代背景； ( 2 ) 社会和科技的发展为我国双语教学的发展提供了机遇； ( 3 ) 中国加入世贸组织加速了我国双语教学的发展。 3 ) 我国双语教学中存在的几个突出问题 当前，我国双语教学的开展尚处于起始阶段，开展的成效还不够明显，双语教学过 程还存在着以下一些急需改进的突出的问题。 ( 1 ) 高质量的双语教材缺乏； 4 浙江大学硕士学位论文 绪言 ( 2 ) 高水平的双语教学师资缺乏； ( 3 ) 高质量的双语课程教学缺乏。 如何适应科学技术迅猛发展、全球一体化以及教育国际化的需要，培养适应具有国 际意识、具有国际竞争力的人才，成为当前中国教育工作的首要任务。虽然，全国各大、 中城市如北京、上海、广州、杭州、南京等地陆续在中、小学进行了双语教学探索实践， 但目前仍处于摸索起步阶段，其目标是培养、引导学生的学习外语的兴趣，不是真正意 义上的双语教学。当前，我国教育领域推进双语教学的条件相对成熟应是高等教育。2 0 0 1 年教育部对高等教育推进双语教学提出了若干指导意见，许多高校根据这一要求进行了 使用外文教材开展双语或外语教学的探索工作，取得了一些的经验和成效。 本论文对工程图学双语教学内容设计及其网络课件的实现正是基于以上闯题认识 而进行的探索研究。 1 2 2 推进双语教学的主要措施 针对我国当前双语教学存在的问题，我们认为进一步推进双语教学的主要措施有： 1 ) 改进基础外语教学，提高学生外语综合应用能力； 2 ) 加强教师业务培训，提高教师的外语教学水平； 3 ) 开展双语教学研究，进一步提高双语教学质量； 4 ) 制定双语教学相关配套政策，建立激励机制； 5 ) 建立双语教学资源库，推进我国优质双语教学资源的整合，扩大优质双语教学 资源的受益面，提高高校双语教育资源的利用效益。 1 3 双语网络课件概述 网络课件是指人们基于网络环境下，跨越时空的限制获取教学内容且便于自助学习 的课程教学辅助软件。使用与学习课件的主体是课件浏览者本人。 1 3 1 网络课件的发展状况 网络课件是伴随着网络教育与网络学习的发展而发展的。网络教育是一种开放式的 教育，网络学习是一种主动的、基于信息的、以多媒体为主要手段的，建立在网络之上 的自助学习。学生和教师通过网络课件进行课程内容的学习、讲授、练习和测试。网络 课件是实现网络教育、推动网络教育发展的关键。网络课件的实现主要有两种：基于 b r o w e r s e r v e r 结构( b s ) 的网络课件和基于c l i e n t s e r v e r 结构( c s ) 的网络课件。 基于b s 的网络课件是教师将教学内容制成超文本文件，发布到i n t e r n e t 或 浙江大学硕士学位论文 绪言 i n t r a n e t 的w e b 服务器上，学生通过使用w e b 浏览器，登录到相应的网站以实现远程教 学( d i s t a n c el e a r n i n g ) 内容的学习。它的主要优点是不受地域的限制，能够方便地 傲到资源共享。 基于c l s 的课件是教师和学生通过各自的客户端软件，组织教学内容和进行课程学 习。其优点是功能开发灵活方便、软件运行速度快和易于研制。但不足之处是c 1 l e n t 端计算机应装有特定的c l i e n t 端软件，用户使用不如基于b s 结构的方便。目前基于 c l s 的网络课件已不是网络课件的研究重点，有被基于b s 的网络课件取代的可能。 1 3 2 网络课件的发展趋势 当前，网络课件在国外又有了新的进展，即将协同学习( c o l l a b o r a t i v el e a n f i n g ) 的 概念引入网络课件。协同学习是指多个用户使用同一个系统，对某个问题在互相帮助的 前提下进行研究。对单个用户而言，他能在借鉴系统其余用户解决问题的思想基础上， 提出自己的解决方案。对于用户提出的错误方案，系统会按一定的诊断机制指出问题的 所在，以及弥补缺陷的方法。 随着计算机技术、网络技术、多媒体技术、人工智能技术、教育理念等学科的螺旋 交叉发展，网络课件将呈现出更加多媒体化、网络化、开放化、智能化、教学模式多样 化、个性化、人性化的发展趋势。 1 3 。3 双语网络诹件的发晨状况 目前，我国高等教育正大力推进网络教育与双语教学，双语网络课件的发展成为影 响网络教育、双语教育的关键因素。双语网络课件不仅是推动网络教育的需要，更是双 语教学自身发展的需要。 双语网络课件不仅能丰富课程教学手段、拓展教学途径，有利于增强教学效果，帮 助学生自主学习、提高学生的学习能力；双语网络课件还能实现优质教学资源的共享， 为学生提高更好的学习平台。 1 4 网络课件的开发概述 网络课件的开发实现一般由四个步骤，即教学设计、原型开发、正式开发、测试评 价。本论文对这四个步骤予以简要概述。 1 4 1 教学设计 网络课件的教学设计过程主要包括教学内容设计、教学模式构建、教学策略的选择 与设计、评价设计、教学媒体类型的选择、脚本设计。 6 浙江大学硕士学位论文 绪言 本论文研究的工程图学双语网络课件教学设计的教学内容设计、教学模式构建、教 学策略的选择与设计、评价设计将在后面章节展开论述，这里就不再累赘了。 教学媒体类型的选择：教学媒体是指信息的载体，如文字、声音、图形、图像、动 画等。网络课件的教学媒体选择应遵循以下三个原则：a 、目标控制原则，b 、内容符合 原则，c 、对象适应原则。 脚本设计：脚本设计分文字脚本设计和制作脚本设计两部分。文字脚本用于描述对 每一教学环节的教学设计结果，制作脚本用于描述教学软件的系统结构和教学功能。 界面设计、交互方式设计、导航设计也是网络课件教学设计过程中具体内容之一。 由于网络课件的界面设计、交互方式设计、导航设计已有较为成熟的实践经验，许多文 献对此作出了详细论述，这里也不再累赘了。 1 4 2 屎型开发 原型开发是指将课件的脚本设计成可运行的界面程序，确定程序的逻辑框架，色彩 色调风格，使教学设计的意图 发的主要步骤如下图： 准备进入正式开发 图1 1 原型开发步骤 1 4 3 正式开发 经过教学设计和原型开发设计两个阶段后，网络课件就进入正式开发阶段。正式开 发是一个将课件脚本设计和软件原型开发成具有实际教学功能网络软件的过程。 在开发过程中，要善于借鉴已有的成功实践经验并尽量采用标准化、通用、成熟的 网络课件开发制作技术。 1 4 4 测试评价 测试评价是指按照课件脚本的设计要求，对开发制作的课件进行测试，测试课件软 件否达到预期目标以及课件软件的可靠性、稳定性等技术指标；根据测试结果对课件软 7 浙江大学硕士学位论文 绪言 件进行修正，最后完成网络课件的开发制作。 1 5 网络课件技术基础 下面对网络课件开发制作涉及的网络技术、多媒体技术、虚拟现实技术等进行逐一 简要介绍，这是网络课件开发制作的技术基础。 1 ) 网络技术 计算机网络是通信技术和计算机技术二者高度发展和密切结合形成的。随着全国校 园网建设的不断发展，影响网络教育的网络技术的关键己不再是网络拓扑结构、传输方 式、网络协议和网上资源组织等问题。现在的最大问题是其瓶颈带宽传输速率等问题， 因此导致大量多媒体内容信息无法正常实施。解决的主要技术有卫星通信技术、a r m 网 络技术、宽带口技术、h f c ( h y b r i df i b e ro p t i c c o a x i a l ) 双向光纤混合同轴网络技术、 s d h ( s y n c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a r c h y ) 技术以及宽带r f 微波网络技术。 2 j 多媒体技术 所谓媒体，在信息处理技术中是指信息的载体，如数字、文字、图形、声音和图像 信息( 简称图文声像) 。多媒体技术( m u l t i m e d i a ) 是把图、文、声、像和动画，多种媒体 的信息通过计算机进行数字化加工处理，再和通信技术相结合形成的一种综合性的高新 技术。多媒体系统是将图、文、声、像系统和计算机系统集成在一起的多媒体信息处理 系统。多媒体技术是一门正在兴起的交叉学科。 3 - ) 虚拟现实技术 一般地，虚拟现实( v m u a lr e a l i t y , 简称v r ) 是指计算机产生的三维交互环境，用户 在“使用”时投入到这一环境中去的。由此，虚拟现实的种定义是：让用户在人工合 成的环境里获得“进入角色”的体验。近年来，虚拟现实的定义逐渐倾向于“它是一种 人一机交互工具、它使得人可以通过计算机看见、操纵极端复杂的数据并与之进行交 互”。这种定义更加深刻地揭示了虚拟现实的本质。虚拟现实是诞生于9 0 年代初的一项 新技术，近年来在技术研究领域十分活跃，它汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工 智能、人机接口技术、传感器技术、高度并行的实时计算技术和人的行为学研究等多项 关键技术；它是以计算机技术为核心，综合使用了各种最新技术，融合视、昕、触觉为 一体的模仿现实的三维空间再现技术。 将虚拟现实技术应用于计算机系统中，就形成了v r 系统，即虚拟现实系统。 浙江大学硕士学位论文绪言 4 ) v l w l 技术 v r m l 0 a r t u a lr e a l i t ym o d e l i n gl a n g u a g e ) 是1 9 9 4 年在日内瓦举行的首届w w w ( w o r l dw i d ew e b ) 年会上提出来的。它是一种描述三维形体和交互环境的文件格式， 它也可和w w w 起使用，用来实现一个通过全球互联网络和w w w 的超连接而形成 的虚拟世界。它以正文格式方式存储。它不仅提供了构建新一代用户界面的可能性，而 且也解决了实时三维图形在网络上传输所要解决的带宽问题。所以v r m l 不仅适用于v r ， 也适用于w e b 设计。与h t m l 不同的是，v r m l 空间广阔并且本身具有交互性，因为其 空间中都是些彼此相互作用并能与用户响应的物体。v r m l 提供了6 + l 度的自由，可 以沿着三个方向移动，也可以沿着三个方向旋转，同时还可以建立与其它空间的超连接。 v r m l 文件用层次化的场景图来描述三维对象和世界。在场景图中的实体称为节点， v r i v i k 定义了5 4 种不同的节点类型，其中包括几何元素体及外表特性、声音及声音特性， 以及不同类型的群节点，节点在域中存放它们的数据。w m l 定义了2 0 种类型的域，这些 域可以用来存放从单个数据到三维旋转矩阵数据。 1 8 本章小缩 本章节主要介绍了双语、双语教学的内涵、网络课件的发展趋势以及网络课件开发 的技术基础。随着教育理念、科学技术、网络技术的发展，网络课件出现一个精彩纷呈 的发展态势。 9 浙江大学硕士学位论文工程圈学双语网络课件的内容设计 第二章工程图学双语网络课件的内容设计 i 摘要】：本章节在研究工程图学教学理念以及课程与教学改革的发展经验基础上，对工程图学双 语网络课件内容的课程设计、教学设计以及工程图学双语网络课件的教学方案、教学目标、教学策 略、教学模式及其评价方案进行了设计系统研究。 引言 为深化面向2 l 世纪高等教育的教学改革，提高教学质量，9 8 年以来，浙江大学多 层次地组织实施双语教学改革研究项目。浙江大学机械与能源工程学院工程及计算机图 形学研究所作为国家工科基础课程工程制图教学基地，也是教育部直属高校唯一的工程 制图教学基地。自研究所成立以来，就一直不断探索研究并引领全国高等院校工程图学 的课程体系、教学模式改革及建立了辐射全国的有效的机制。例如，研究所探索构建以 学生为中心的教学模式、以知识、素质、能力为综合培养的人才培养模式，建立了全新 的“公共平台与综合提高相结合”的课程体系，其研究成果图学基础教程( 谭建荣 教授等编著) 、图学应用教程( 陆国栋教授等编著) 均已经由高教社出版，并被列入 “面向2 1 世纪课程教材”。新课程体系教材已经推广到国内十余所高校。列入高教社出 版计划的教学基地系列教材的其它3 本正在编写之中，本论文研究的工程图学双语网络 课件研究正是这一系列研究出版的计划之一。2 0 0 2 年9 月，我研究生入学以来，一直在 谭建荣教授的指导下，参与了研究所工程图学双语教学研究与实践的全过程，并参与了 课程改革、内容设计、教材编著、资料整理、教学辅助和网络课件的开发工作，这些都 为本论文研究的开展奠定了工作基础。 2 1 工程围学教学与课程改革研究 计算机技术的发展在工程技术领域内带来了一场革命，反映在产品生产管理方面， 计算机技术，特别是计算机辅助设计( c a d ) 技术从根本上改变了手工绘图、发图，凭图 纸组织生产和技术管理方式，在设计和制造领域里产生了一个质的变革，这场革命还对 高等教育领域产生了深刻影响，特别是对工程图学的教学与课程改革的影响尤为明显。 工程图学是一门量大面广的工科基础课程，许多高等院校在理科、经济、管理类等 专业课程培养体系中将其列入专业课或专业选修课。我国的工程图学教育在上世纪6 0 年代之前主要学习前苏联的教学模式，教学内容和课程体系几十年僵化保持不变。随着 计算机技术、先进制造技术的发展，c a d c 州，c a p p ，c 叮v i s 的应用，企业的产生管理 已从手工绘图向计算机绘图方向发展，实现了设计、制造及产品信息数据管理的一体化， l o 浙江大学硕士学位论文工程圈学双语网络课件的内容设计 这就对高等院校的工程图学教学改革提出了更新更高的要求。 工程图学课程教学改革主要包括教学内容和课程体系改革、教学方式和教学手段改 革两部分。 2 1 1 工程固学教学内容与课程体系改革 2 l 世纪高等教育课程改革，要有利于教学与学生实践能力的培养，要有利于培养学 生的综合能力和综合素质，要有利于培养学生的创新意识和创新能力。因此，工程应用 能力、创新思维能力、计算机应用能力等培养要充分体现在工程图学的教学内容和课程 体系改革体系中。 目前，我国工程图学教学内容和课程体系还停留在1 9 世纪5 0 年代以来的前苏联模 式，这种教学模式存在着画法几何与工程制图相脱节，教学与工程实践相脱节，对工程 技术应用实例在工程图学教学的作用未予以重视。该模式还存在工程图学与机械系列基 础课程各自体系，没有构建起互相联系、互相渗透的工程培养的系统课程体系。 顺应2 l 世纪高等教育改革要求、计算机技术及计算机图形学的发展要求以及全球 一体化的国际竞争要求，工程及计算机图学研究所主要形成了两种模式教学内容与课程 体系，并进行了探索研究，取得了良好的预期效果。 ( 1i )基础平台和综合提高相结合的教学内容与课程体系横式 工程设计图形学( 机械类、土建类) t提商 工程图学双语教学( 机械类、建类) 该模式的特色主要体现在基础平台、工程图学双语教学综合平台、工程设计图形学 提高平台相结合。在这个体系中，工程图学的教学主要分基础平台、综合、提高三个层 次，其中基础平台是画法几何基础知识、工程图学基础知识、计算机绘图基础知识等作 为基础平台课程，重要培养大学生的基本能力与基本素质，面向工、理、经、管类专业 开设。 塑垩查兰堡圭堂垒笙壅三堡堕兰翌至里垒堡丝堕堕墨堡量二一 ( 2 ) 工程圈学一体化的教学内窖与课程体系模式 该模型建立了画法几何、机械制图、计算机绘图三者融为一体的课程体系。在教学 内容上，将过去画法几何同工程图学的简单叠加改革成画法几何、工程图学、计算机绘 图、现代设计思想与理念、专业外语知识互相渗透。 2 1 2 工程圈学教学方法和手段改革 工程图学课程包括课堂教学与实践教学两大部分，实践教学是巩固、提高教学成效 的重要途径。因此，工程图学教学方法和手段改革应更有利于发挥学生学习的主体作用、 有利于调动学生的积极性、有利于培养学生的创造性。 由于计算机及其相关技术的不断发展，传统的工程图学的教学方法和手段受到了挑 战。方面是要不断增加新的知识内容，另一方面教学的学时又不断减少，传统的教学 方法和手段已经无法适应要求，计算机辅助教学( c o m p u t e r a s s i s t e d i n s t r u c t i o n - c a i ) 、 网络计算机辅助教学( n e t w o r kb a s e dc o m p u t e ra s s i s t 吼li n s t r u c t i o r t - - - n b c a l ) 是解决这 一突出矛盾的有效方面。 与此同时，随着全球一体化进程的加快、科学技术的日异月新以及国际竞争的日趋 激烈，培养具有国际意识和国际竞争力人才是目前高校办学的重要目标，加强和推广双 语教学是适应这一国际国内形势变化的有效途径。 本论文正是基于这样的背景下，对工程图学的双语网络课件的内容设计及其实现进 行系统研究，以期为工程图学的教学改革，乃至高等教育的教学改革提供可借鉴的经验。 2 2 工程圈学双语网络课件内容设计的方案设计 工程图学双语网络课件内容设计的方案设计考虑的主要因素以下： 1 2 塑兰查堂堡主堂堡兰兰三堡璺堂翌重旦笪塑竺堕堕窒堡主! 一 1 ) 学习主体的需要分析 工程图学双语教学是针对大学生自身需要以及社会发展需要而进行教学改革的。对 大学生自身面言，他们己具备了基本的学科知识和英语知识，喜欢接受新知识、新事物， 并希望能够将英语应用于学科学习和实际生活中，因此开展工程图学双语教学的双语教 学改革有助于他们巩固知识、培养国际意识、拓宽国际视野，提高综合素质、增强国际 竞争力。 2 ) 学习者的群体分析 从知识层面来看，由于工程图学双语教学在大学一年级时开设，他们掌握的工程图 学知识还比较少，相关英语专业词汇量也不够丰富，所以网络课件内容的难度选取宜适 中。内容设计的教学素材的引导功能显得尤为重要，从学习群体的特征来看，青年大学 生正处于好学上进、求知欲强，接受新事物快的时期，对双语教学形式有着浓厚的兴趣。