（机械工程专业论文）工程制图多媒体辅助教学系统研究.pdf

望曼旦查垄查堂王堡堡主堂笪堡塞塑矍 一 攘要 随着蕈萼学技术始不断避步 计算极多媒韩技术在教学方谢的应制 不龋 囱更离级发震 奉文论述了多媒体教学琴统在 l 礁涮簿教学中的应t 硅l 进 行了工程涮图多媒体辅助教学系绕研究 并详细赍韬了璇系统酌设计愚 想 系统级戚及制作技术 系统剥用v i s u a lb a s i c 6 0 和a u t o c a d 作为主要 开筻工具进行设计开发 裁作过程中 充分毒虑了工程制强谭程的特点 使用了犬鬣的图形 醋像和动画 人辊交互界蕊友好 操作简单 功能先 进 论文透洋缨介绍了习题翡智能撬改算法 援麓了习题窦动批改的智能性 通 用性和实用性 关键词 工程制图 多媒体 c a i 课件 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y t h ea p p l i c a t i o no f m u l t i m e d i ai ni n s t r u c t i o ni si m p r o v i n gn o w t h ep u r p o s eo ft h i sa r t i c l ei st o i l l u s t r a t et h ea p p l i c a t i o no fm u l t i m e d i ai n s t r u c t i o n s y s t e mi nt h e6 e l do f e n g i n e e r i n gd r a w i n g a n dt o r e s e a r c ho nm u l t i m e d i ac a is y s t e mo f e n g i n e e r i n gd r a w i n g a n dt os h o wi nd e t a i l sa b o u tt h ec o n s t i t u t i o n p r o c e s s i n g t e c h n i q u e sa n dd e s i g n i n gi d e a sv i s u a lb a s i ca n da u t o c a da r em a i n l yu s e d t od e s i g na n dd e v e l o pi nt h i sc o u r s e w a r e d u r i n gt h ep r o c e s so fc o u r s e w a r e d e s i g n i n g w et h i n kal o ta b o u tc h a r a c t e r sa n dd e m a n d so fe n g i n e e r i n g d r a w i n g a n dn s ep l e n t yo fd r a w i n g s i m a g e sa n da n i m a t i o n s t h ec o u r s e w a r e h a sf r i e n d l yh u m a n c o m p u t e rm u t u a li n t e r f a c ea n ds i m p l em a n i p u l a t i v em o d e i n t e l l i g e n tc o r r e c t i o na l g o r i t h mo f e x e r c i s ei sd i s c u s s e di nd e t a i l s ot h e i n t e l l i g e n c ea n dp r a c t i e a l i t ya n du n i v e r s a la p p l i c a b i l i t ya r ei m p r o v e d i t u a n gs h i j u n m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g d i r e c t e db yp r o f h a nq i n g y a o z h a n gx i n z b a n k e yw o r d s e n g i n e e r i n gd r a w i n g m u l t i m e d i a c h i e o u r s e w a r e 声明 本人郑霪声明 此处所提交的硕士学位论文 工程制图多媒体辅助教学系统 磅究 楚零久在华l 惫力大学玫读鬏圭学泣絮润 在导麴豢譬下述行夔骚究王箨 和取得的研究成果 据本人所知 除了文中特别加以标注和致谢之处外 论文中 不包含其他人已经发表戚撰写过的研究成果 也不包含为获得华北电力大学戚其 他教育机襁的学位或证书丽使雳过的老葶燃 与我一同工作的同意对本研究掰擞救 任秘贡献筠已在论文串 乍了羁确豹说鞠著表示了谢意 学位论文作者签名 丛日期 矽 f 垆形 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有 权保管 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件 学校可以采用影印 缩 印或其它复制手段复制并保存学位论文 学校可允许学位论文被查阅或借阅 学校可以学术交流为目的 复制赠送和交换学位论文 同意学校可以用不同方 式在不同媒体上发表 传播学位论文的全部或部分内容 f 涉密的学位论文在解密后遵守此规定 作者签名 蒜协扎 日期 导师签名 似妒 日期 和 年 玉s 华北电力大学工程硕士学位论文 1 1 多媒体c a i 概述 第一章绪论 1 1 1 多媒体c a i 的概念及特点 1 多媒体c a i 的概念 c a i c o m p u t e ra s s i s t e di n s t r u c t i o n 是计算机辅助教学的简称 是计算机 技术在教育领域应用的一门新兴的交叉学科 它综合应用了计算机科学 教育心理 学 信息论 控制论 系统论 数学 电子技术等多个学科的成果 是现代教育思 想 教学手段和教学方法等发生重大变革的有力保障 是远程教育中进行培训 学 习甚至终身教育的基础平台 是社会现代化发展的必然产物 它分为两个方面 一 是计算机辅助教学 c o m p u t e ra s s i s t e dl e a r n i n g 缩写为c a l 指用计算机帮助 教师执行教学任务 传递教学信息 直接为学生服务 二是计算机管理教学 c o m p u t e rm a n a g e di n s t r u c t i o n 缩写为c m i 指用计算机管理和指导教学过程 帮助教师进行测验构造与评分 进行教学计划管理 教学资源调度等 直接为教师 服务 多媒体c a i 可以看作是 多媒体技术 c a i 就是利用多媒体技术以计算机为 媒介进行的教学活动 教学信息由课件即教学软件的开发者编码后通过多媒体计算 机提供给学生 并通过人机交互作用完成各种教学任务 可以实现教学过程与目标 的优化 与一般c m 相比多媒体c a i 更加生动形象 易于被学习者接受 多媒体课 件中的多媒体信息元素包括 文本 t e x t 图形 g r a p h i c 和图像 i m a g e 动 画 a n i m a t i o n 视频 v i d e o 音频 a u d i o 等 随着计算机技术的发展及c a i 实践的深入 人们对c a i 的认识也在不断深化 表现出由局部到整体 由片面到全 面的认知过程 2 多媒薅o a l 躺穗蠡 多媒体与麓他媒体在存储 处理信熙和显示信惫上的特殊性 决定了c a i 其有 如下一些优点 3 大容量静存储信息 渡顺序式呈现信息 真正实现超媒体繁理 使得教举更 夯爨方使 学习燹麴岛主 较好的交互性与界面可以方便控制学习内容和进度 增强举习的积极性和自 主性 c a i 可戳邋过与学习褰熬一些交互活动 来分誊厅学生麴学习戆力露学习状况 调节学习进度 真正实现因材施教原则和及时反馈原则 1 华北电力大学工程硕士学位论文 学生在c a i 教学活动中处于一种积极 主动的精神状态 而不像被动接受教 育时那么容易疲劳和受干扰 从而可以取得较好的教学效果 借助网络技术的支持 基本解决了个别化学习与群体学习的矛盾 媒体仿真技术扩展了教学空间 使学生处于 模拟真实情景 中 除上述优点外还有许多不足 主要有 多媒体c a i 缺乏师生之间 学生之间的情感 智慧与策略的交流 学生学习 时必须处在一种积极 主动的精神状态 对于那些自主性差的同学 效果不佳 多媒体c a i 依赖于多媒体课件 但开发出优秀的多媒体课件是非常困难的 需要投入大量的人力 物力和时间 如果选择了质量不好的课件来学习 反而会影 响学习效果 1 1 2 多媒体c a i 课件及分类 l 课件与多媒体e a l 课释 课件 是具有明确的教学目标 反跌教材结 訇 教材内容并有相应教学策昭的 教学软件 多媒体c a i 课件 是指以现代教学思想为指母 以多媒体计算机以及通讯技术 为支撑 其备一定裁学功熊的 以学生为中心的移媒体计算梳辅懿教攀软件耻 2 茹媒体e a 课蚀分类 根据教学横式分类 个别指导型渫件 主要完成对学生个别化学习的辅导 其基本策培是根撼教 学目标的要求 向学生呈飙一定的学习内容 技熊练习型谋俘 主要是用来对学习者某种技能的培养 其基本策略是 拥 有大量的问题 题庠 提出问题 呈现试题 由学习者解答试题 计算机核对判 断 咨询对话型谍件 主要是搿来向学游者或谋堂教学提供学习信息资源 健不 对学习过程实施评价或控制 仿真演示螫谍件 主要是模拟某罩申系统 现象或过程 形成较为囊实的学习 情境 并让学习者积极参与进来 演示型课件主臻目的是在课擞教学中辅助教师的 讲授活动 这类深件只注熬内容稻过程 褥把教学策略 程序帮控翻等交给上谋静 教师 教学游戏登谍 睾 往深 串中往往设置一萃率带有竞争往静学习环壤 对学习者 有着强烈的吸引力 稷爨教学环境特点帮磊动纯程度分类 根据在教学活动中所提供的教学环境特点和自动化程度 将其归纳为 帧型课 2 华北电力大学工程硕士学位论文 馋 自动生成型课传 数据痒型谦馋秘餐熊型漾传 梭型课俘 帧搔的廷包含教孥信息 学黧回答信息以及潮断处理谂息等内容 的一个教学单元 帧型课件是把提问 回答 判断处理信息所构成的帧以及帧的序 列用计算机进行控制处理的课件 学生学习时严格按照事先安排好的次序避行 学 习懿次彦 鬟内容基本上不鑫为学生豹学习潺嚣嚣改变 萁饶赢是逶攀结秘清楚 分 支 转向容易实现 缺点是只能按照固定的帧序列执行 缺乏应变能力 自动生成型课件 教学单元与教学单元之间转移由算法生成 不需要把教学 售怠全部作为枣变 在教学痿息斡提示态褰帮对学 圭圄答内容处理方嚣有一定弱灵活 性 减少谦件的弱板纯 但由于自渤生成型的谦件受算法的约束 信怠受到一定的 限制 适用范围相应较窄 数据库型课件 这是一种具有数据库功能的c a i 课件 在学习过程中 程序 能迅速反映学生输入的信息并显示教学信息 还能迅速反映学生回答的评价 诊断 处方等 其优点是对输入诊断处方的内容不固定 有一定的灵活性 不足之处是对 数据库要求较高 假如数据库没有预先准备好大量的存储内容 不仅与帧型没什么 区别 而且在性能上还更差 智能型课件 用人工智能技术来支援和实现教学过程的c a i 系统 i c a i 根据在支援教学过程中的不同功能 智能c a i 可分为如下两类 一是智能导师系统 l t s 和人工智能化的学习环境a i b l e 智能c a i 是目前c a i 研究的重点 也是多媒 体c a i 的发展趋势 根据应用环境分类 根据多媒体课件的应用硬环境不同 可以分为 单机版课件和网络版课件 单机版课件 是指在一台多媒体计算机上独立运行 只适合于学生的个别化 学习 网络版课件 是指在网络上运行的课件 适用于异地远程教学以及集体教学 等 根据课件使用目标分类 按照多媒体课件的使用目标可以分为 助教型 助学型和混合型三种 助教型课件 主要目的是用来帮助教师课堂教学和课后辅导 辅助教师如何 教会学生 如模拟演示型课件 助学型课件 是用来帮助学生课外自主学习或协作学习使用 辅助学生建 构当前知识体系 如个别辅导型课件 练习测试型课件等 混合型课件 是指上面两种类型的综合 既能帮助教师在课堂上使用 又能 帮助学生在课外自学 比如 百科全书型课件 华北电力大学工程硕士学位论文 1 2 国内羚c a i 发餍现状 1 2 1c a i 的发展 c a i 的发展过程 一般可以分为以下几个阶段 1 1 研究试验阶段 2 0 世纪5 0 年代末到2 0 世纪7 0 年代后期 最早的计算机辅助教育系统是美国i b m 公司沃斯顿研究所于1 9 5 8 年开发出来 的 它是由一台i b m 6 5 0 计算机连接一台电传机 通过电传打字机向学生呈现教学 内容 提问和接收学生的回答与反馈 1 9 6 0 年问世的伊利诺斯大学的p l a t o 系统确 立了经典的教学策略 即提出问题 核对答案 除美国之外 其他一些发达国家也 相继进行相类似的研究 如 加拿大从1 9 6 8 年开始进行 计算机辅助学习工程 的开发研究 英国从1 9 7 2 年开始执行 国家计算机辅助学习发展计划 日本从1 9 6 9 年到1 9 7 8 年的1 0 年中 研究开发了4 0 个左右的计算机辅助教学系统 1 9 7 0 年 召开了c a i 国际会议 并于1 9 7 7 年明确c a i 为一门交叉学科 在这一时期 进行 了多种类型计算机辅助教育的研究与试验 人们探索了各种可能的应用模式 从理 沦和实践上为8 0 年代c a i 的普及奠定了一定的基础 2 普及应用阶段 2 0 世纪7 0 年代末到2 0 世纪8 0 年代末 7 0 年代中期以后 随着计算机制造水平的提高 计算机微型化 体积小 速 度快 价格便宜 从使用 维护到管理都十分方便 具有一定的容量和丰富的人机 对话功能 许多中小学购买了微型计算机 用于辅助教学 教育管理和辅助学习 这期间许多发展中国家也认识到计算机辅助教育的重要意义 纷纷制定计划发展计 算机教育 一些国际性的计算机教育应用会议 w c c e 相继召开 8 0 年代 随着各 种学习理论的产生与发展 各种信息技术的发展推动了c a i 的迅速发展 多媒体与 c a i 开始结合 利用多媒体计算机综合处理符号 语言 文字 声音 图形 图像 等多种媒体信息 把多媒体各个要素溶入到计算机辅助教学中 使学生在最佳教学 环境下进行学习 3 综合发展阶段 2 0 世纪8 0 年代末至今 从2 0 世纪8 0 年代末开始 计算机技术 人工智能 视听技术都得到了相当大 的发展 与此同时 教育教学理论 学习心理学理论的研究有了新的突破 使得计 算机辅助教学的发展迈进了一个新的阶段 进入9 0 年代后 多媒体技术 人工智 能技术 通讯技术 网络技术进一步发展 c a i 逐渐向着智能化 网络化 远交互 式发展 今后c a i 的主要趋势是 智能化将人工智能理论和技术应用于c a i 能根据学生的学习特点 学习历 史和学习风格 采用不同的教学方法和策略 能更好的体现因材施教和个别化教学 华北电力大学工程硕士学位论文 原则 网络化c a i 与计算机网络结合 使每个终端可在远地通过网络从主机的大容 量存储器中随时提取教学内容进行学习 并与计算机交互 通过网络 教师可及时 获得学生的反馈信息 学生间进行交互学习 在学习时间 地点 进度的安排上完 全具有主动性 协作化协作化学习是指多个学习者对同一问题用不同观点进行的观察 比 较 分析 综合等交互活动 这些交互活动是深化问题理解和获得高级认知能力的 外部条件 协作化c a i 即为学习过程的参与者提供协商讨论 相互交流和信息共享 的环境 1 2 2 我国的c a i 发展 我国从2 0 世纪7 0 年代末期才开始计算机辅助教育的研究与实践 与其他发达 国家相眈 尽管越步较晚 但是发展相当迅速 8 0 年代初 良上海鄢大和j e 孵大 为前成立了 全国计算机辅助教育学会 c b e 随后许多院校建立了c a i 研究所 中心实验室 到1 9 8 1 年已经开始研翻了 些计箨祝辅劲教育系统 既知 华东师 范大学的 微机辅助b a s i c 语言教学系统 北京师范大学和大连理工大学的 高 校谍程表螽动编蓑 系统 等 j l 毛矫 清肇大学 疆安交遴大学 华中工学陵 大连 理工学院等一批高等院校和研究机构也相继推出了一批c a i 研究成果 1 9 8 4 年 我 国在少数懿中毒学歹1 始了计算橇鞴劫教学豹试验 当时瓣主要穰壁是中华学习梳 开发的软件商品化程度低 1 9 8 5 年9 月 在国家教委和中国人工智能学会的支持下 琶殍了全蓠第一嚣计算穰辘秘擎术交滚会 投到论文5 g 多篇 说癸我国鑫簸 学 习计算机 激育转向 应用计算机进行学习 1 9 8 7 年镏开了第二届计算机教育学 术交流会骚全国诗簿褪辘耢教弯攀会或立大会 有力懿撞动tc a i 兹掰究器应蠲工 作 此后每两年都定期召开一次全国计算机辅助教育学术研讨会 1 9 8 7 年开始 在 晷家 七聂 k 五 丸五 卡五 竣关矮爨孛 均将教鸯软锌豹 开发列入其 中 国家教委制定的有关条例中 把c a i 工作开展作为学校评价的一项指标 3 垂1 9 9 3 年起 我国造续参热并多次主办了圈琢c b l i s 会议 全球华人诗簿机 应用国际会议g c c c e 1 9 9 8 年 在北京举办了酋届亚太地区国际计算机教育年会 这撅恚着我过豹计磐规教肖与国际水平嬲差距逐步缭小 1 9 9 9 年 清华大学 游江 大学等几所大学率先开始借助网络进行邋程教育实践 随后其他院校 中学甚至小 学等也办熬了自己的礴站和多媒体网络课程的开发 对校内 校外豹学生进行远程 教商 目兹垂勺c a i 谡件开发队伍主疆包括大学理工斟 师范院校 师范院校对c a i 从 教育学 心理学 认知理论方面研究较多 工科院校硬件设备院较好 教改簧求追 切 某些谍程已缀开发出成套的c a i 课件 国家教委与黼等教育出版 土拨专款制作 5 华北电力大学工程硕士学位论文 了冬类大学邂秘计算掘辅助教学软黪及试题疼 肇毒理工 疆褰交夫 瀵警大学 北航分别研制了专用教学软件锄 如今 阂内c a i 课件的运行环境 质量评价 操作方法等已逐渐完善 随着多 媒体和网络资源的逐步建设 网上获取信息已经成为人们学习的一条重要途径 l 3 工程制图多媒体c a i 课佟嚣发豹目的舄意义 1 3 1 工糕制图c a i 课件的现状 工程铡图 是王辩院校的一f j 必修专业基戳课 其骈究的主要对象鼹图形 它不同于只注重进行传统的逻辑思维能力培养的矮他基础课 而是以形蒙思维能力 和空间想象熊力的训练贯穿始终 教学中心是解决画图和读图的问题 教学重点和 难点莛培养学生懿空闻想象窝稳溪巍力 为了培葵学生在短麓癌具有这耱窆阉愚维 能力 在教学过程中 般均采用直观的形象教学方法 所以多少年来 传统的教学 手段一直是辅助以大量的实物模型坪 各种各样的拣图 但是 模型的制作艇杂 且 不能表达动态过程 逐年寒 随着魄讫教学的发焱 在工程制图的教学方法上 又 广泛采雳了投影 幻灯和录像等手段 这些方法从实质上来说 并没有校本性的变 化 目前 许多院校在工程制图c a i 上进行了研究 并制作出了较好的c a i 课件 取得了一定成绩 但也邂渐暴露出一熬坷题 l 渫耱过予令注纯 逮爱瞧不强 工程翱鞠c a i 潆 孛大多数是戳巢一教耱为 蓝本进行缎织和制作 它虽然能充分体现制作者的教学方法和授课风格 但通用性 教差 2 漾传类型单一 实竭性不强 教学活动楚童教耀备涤 澡堂教学 学生自 学 课后练习 作韭批改等多个环节缎成的 困诧深箨也应满怒各环节不嗣豹需要 3 不熊很好的在研制课件中利用较新的计算机技术 拘泥于编程歼发 不仅 效率低 而鼹若没有形成很好的接口 一些计算机基础差的教师则不能从搴课件的 磷裁 4 从c a i 的组织形式看 软件采用基于帧型的设计思想 将教学内容 学生 问答等信息所组成的一个教学单元作为一个帧 这个c a i 系统就是利用计算机对这 整枣麦及帧的廖烈进行控锻蕃鞋处理 犊的表套是掇嬲本走容设计好的固定不变蛇 程 序不可重焉 5 绝大多数的c a i 系统离多媒体 网络化 协作化 智能化综合发展有一定 的距离 6 谦佟缝往都楚褥鹱i 嚣为c a l 懿辏劲凌艉 缓少游二者练合考虑 镬误俘 的功用大打折扣 6 华j 电力大学工程鞭圭学位论文 1 3 2 论文的目的冀意义 由于工程制图课抽象 信息量大等特点 非常适合应用多媒体进行教学 合理 利用多媒薅漾箨 还哥骥增大漾堂容藿 缓解巍窖雾谍霹少懿矛瓣 阕辩 现代多 媒体教学灵活多变的表现形式 可将抽象难懂的立体形象化 有利于提高教学质量 减轻教疼静劳动囊凄 嚣藏 多媒体c a i 教学己残为萎褰校圈学教育工律老豹繇究 热点 本论文设计了一个基于餐麓懿多媒薅工程涮图c a i 系绞 它怒c a i 懿嚣枣系统 合一 即面向学生的c a l 系统和面向教师的c m i 系统 同时针对目前c a i 存在的问 题 在系统络搴冬窝功貔方藿遴行了宠善窝毒 充 本文主要磅究并勰决下列翊题 1 研究安现各种新的媒体制作软件在多媒体教学中的应用与接口 将著作工 其与缀程工具有效结合 设计出具鸯多季孛媒体表达瓣超媒 搴链接雏c a i 系统 2 研究薅立多媒体素材库与积件库的思想 设计出开放式的教学课件系统 使用卷对教学内容可以l f 王意取舍和编辑 增强授课憋针对性葶爨灵懑性 3 研究媳有智能的学习环境及图形匹配 设计出智能练习与考核环节 4 开放系统下 研究实体造型技术 参数化逡型技术 三缎实体与二维图形 之间的转化授术 研究三维物体真实感图形的渲染 动画的生成等技术 5 编制谖4 牛的脚本 文字 图像 声音及其他媒体豢榜的制作与获褥 各釉 媒体的集成 完成课件的制作 华北电力大学工程硕士学位论文 第盖章 工獠测图多媒体c a i 系统的设计与秀发悉想 开发c a i 课件 涉及到教育学 心理学 计算机科学 备学科专业等多学科知 识 在进镗漾饽设计霹 必矮综合考虑多方耍的阂素 方戆设诗窭霞秀懿涤 孛 多 媒体教学系统所提供的教学信息 酃是由多媒体谦件给出的躐是在多媒体课件的控 制下给出的 2 1 设计的基本思想辆要求 2 1 1 设计的基本思想 教学设计是把教学琢理璜换成教学材料帮毅攀活动的计划 一个佳秀静多媒体 课俘 最羹簧的价值是它所表达静内容 教学设计在其中静 车用是非常关键的 教 学设计要从艇体上决定课件的基本要素及其相互联系 教学设计运用系统方法分析 教学问题 包括确定教学目标 建立解决教学阍越的策略方案 试行解决方案 评 价试嚣结莱酾对方案送行穆改熬过稔 针对弱 教学悫容送行弱教学设落 酉瞄套多 种模式 教学设计的鳍果将极大地影响脚本写作 1 经过优化的教学设计方案可以 使课件结构更加清晰 合理 容易制作和维护 l 强澜戳学生为孛心 认舞建镌学习理论援出在教学过程中应 以学生为中 心 可从以下几方面努力 设计的课件要能充分发挥学生的主动往 袋能体现出 学生的首创精神 设计的课件要让学生有可能更多的机会在不同的情境下应用他们 的知识 让他们能根据随身的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的 方案 溺辩 在镬爱潆谨学习兹遥糕孛 要禳据游习耆簸实辩学习溏况 对英遂 亍 正确评价 并及时给予反馈 矫正和强化 2 强调教与学内猩过程的一致 将助教与助学完美地绐合起来 通常 工程 铡整这f j 谍楚在第一学期嚣设 对予没套丝毫工程鹜景 剐入校门鼹一年级大学生 来说是一个全新的深程 特别对一蹙空间想象熊力差的学生建立空间概念就成为一 大难点 目前各学校制阁课的学时大够已经压缩 减少了学生消化吸收的实践机会 而教师资源有限 逐一辅导和批改也不太现实 鼹此 教与学双方都需要先进的教 学方法秘手段 开发韵教与韵学穗缀合豹漂馋哥淤有效解决上述润瑟 2 1 2 设计的基本要求 选题烩强 制作漾件的目的魑为了达到更好的教学效果 更好的实现教学目标 难以用传 统的教学手段表现的教学内容恰恰鼹编制课件的很好的选题 毫 华北电力大学工程硕士学位论文 2 结构明晰 界面简单 重点突出 课件中存储的内容要精炼 画面要简洁 结构应渍晰 否则会影响使用者的积 极性 从而降低教学效果 3 操作 眭和容错性强 课件的操作应该简单 界面上应有简明的操作标识 特别是应有选择演示内容 的功能 便于根据需要来演示播放取舍内容 容错性指的是当有不正确的操作时 课件的演示不应出错或死机 4 具有交互性与智能化 演示 问答 判断 选择等内容要具有一定的交互性 练习和考核应具有智能 评判的功能 5 充分利用多媒体技术 2 2 工程制图多媒体c a i 课件的开发过程 2 2 1 课件开发工具的选择 制作课件的工具一般有三类 第一类是常用的m i c r o s o f t 公司的o f f i c e 系列中的p o w e r p o i n t p o w e r p o i n t 是一种专门用于制作演示用的多媒体幻灯片的工具 它以幻灯片为单位制作演示文 稿 然后将制作好的幻灯片集成起来 形成一个完整的教学课件 p o w e r p o i n t 简单 易学 不需要高深的计算机知识 能满足一般教学工作 应用非常普遍 但交互性 差一些 对动画等媒体支持不够强大 第二类是著作工具类 用a u t h o r w a r e d i r e c t o r 等著作工具开发多媒体课件 这类工具通常适合于开发内容丰富的多媒体应用软件 如a u t h o r w a r e 功能比较齐 全 具有直观 简单 易用 交互性强等特点 对图片 声音 动画 视频等媒体 具有强大的支持 可以在较短的周期内开发出较好的课件 第三类是编程类 用v i s u a lb a s i c v i s u a lc 等程序设计语言开发多媒体课 件 程序设计语言的特点是 在课件的功能设计上有很大的灵活性 可以设计风格 独特的新产品 运行速度快 但需要有很高的程序设计技术和技巧 且产品的生产 周期长 效率低 易出错 工作量大 本论文综合考虑上述方法的优点 采用互相结合的方法 多媒体演示的内容部 分用v i s u a lb a s i c 结合a u t h o r w a r e 表现并将课件进行整体连接 用v i s u a l b a s i c 6 0 a u t o c a d 2 0 0 5 二次开发等开发需要复杂程序的练习和考核模块 同时利 用a u t o c a d 2 0 0 5 3 d m a x 等进行三维实体造型及渲染 本软件在w i n d o w s x p 环境下 开发 充分利用它良好的g u i 界面 多任务环境 程序集成功能等优势 取得了良 华北电力大学工程硕士学位论文 好螅效果 2 2 2 课件的开发流獠 c a t 课件的结构通常分为线性结构 树状结构 网状结构 和复合结构四种 逶蓬篦较 本论文选爰嶷台结魏 瓣遴受了线淫缝梅静愚缝髑限毪 竞激了瓣状筵 构各内容之间的跨越困难 又克服了网状结构常导致 迷航 的弊端 使课件层次 清晰 使学习者有更大的选择余地 图1 为本课件开发的总流程图嘲 图2 1 课件开发总流程图 2 2 3 结梅设计 课件共分三个模块 即教学演示模块 练习模块和考核横块 这三个模块是开 放式联结的 三个部分既可以组合狂一起成为一个系统 各部分又可以单独存在完 1 8 牮托电力大学工程磷士学傻论文 成其独立的功能 这梯就可以满足不同层次的学习纛的需要 丽曼健课 牛可阻分步 开发 提高课件的开发效率和质量 圈2 2 溧 孛系统绩鞠强 1 教学演示这一部分主要是表现工凝制图敬基本知谖 除按照教学要求嶷 排常规内容和经典习题讲解外 重点放在对教学的辅助和对学生空间形象思维 读 圈 绘图等各秘能力的培券上 2 习题模块这一部分中 先按照每章设置相应的章节习题 然后给出几套 综合知识的习题 题溅包括判凝正误 填空及选择壤空 绘图读图簿 学擞 乍完慰 可以调出答案 对比正确与搿 通过这一部分的训练 使举生在巩固基本知识的赫 础上 锻炼其昱贝察 动手 空间思维以及计算枫绘图的能力 3 考核模块这部分实际是制作工程制图的考试题艨 包播常规测试和网络 测试两部分 常规测试即从鼷库中提取试题 进行考核 网络测试即通过远程发布 的办法 对髯遗学生进行考核并公稚成绩 该模块做图部分均在a u t o c a d 环境下宪 成 2 3 脚本设计 溺课件结构设计完成君 还不激进行谦件制作 应编麓出相暾的脚本 并裁定 软件的各种指标及要求 脚本是课件设计和制作的桥梁 脚本质墩不仅影响到课件 华北电力大学工程硕士学位论文 开发的过糕 还毫接影噙到谋件开发的质量和效祭0 1 嬲本其蠢以下凡方凝的终媛 谋 串豹设计 制作程使用楚邋过脚本连绪在一起的 脚本是基于谦停设计酌 结果编写的 但是脚本设计不是将课件设计结果翻版 也不魁简单的决定各种信息 的排列格式謦 显示方法 脚本不仅要艇映课件设计的各项要求 还必须对课件设计 谋 孛裁作以及课俘壤霆避行全盘豹诗潮秘设谤 瓣奉 殳诗是一耱毯造毪势动 喜效 的脚本能充分体现出谋件的设计思想和要求 又能对课件制作给予有力的支持 脚本是课件制作的直接依据 脚本中应给出各种教学信息 学习者的应答 对应答的判羧 处理秘浮徐娃及交互接刽方式等内容 月时对溧锌制佟中懿各静要 求 指示给予表示 例如课件运行时各种内容静驻示极其位麓盼排歹g 鼹示的特点 颜色 动厕 声像同步 和方法等 课件制作人员要可以从脚本中得到编程的指 示和要求 课件制作只是在实现脚本提出的蓝圈 脚本设计怒保证谍件艨爨 提高 开发效率懿燕要手段 没有设计优秀静辫本 不可链形戒俊秀的谖 譬 详细的脚本应完成每一屏幕的画面设计 厕面设计是时课件运行时每一屏幕 中各种信息的排列格式和显示特点的设计 当然 对某一屏幕进行画面设计 不能 翼考虑这一个西覆 运瘟基子整令漾馋的设计愚想季霹设计要求 健基囊设计翼有统 一性 连续性和系统性 2 4 素材鑫奄制俸 豳2 3 脚本规划图 一个成功的课件 除了要有优箨的课件脚本和结构设计之外 还必须有充足合 适的素楗 从菜静意义上游 优秀鲍漂 串嬲本毙较容易写 倦是充足台逡豹素蛙却 不易寻觅 蹋魏 紊奉 驰获取与热工处理 是谍传制作中酌麓要一环 谦件的素材 包括 文本 图形 音频 视频 动画等几种形式 素材的获取与加工方法更是丰 华北电力大学工程硕士学位论文 富多彩 可以从网上下载 从课件中截取 从资源光盘或资源库中获取 从v c d 片中获取 也可以从电视节目中录制 有的还可以自己原创 2 4 1 文本素材的制作 根据教学演示内容的需要 我们可以在a u t h o r w a r e 及p o w e r p o i n t 中直接进行 文字编写编辑 也可在w o r d 等文件工具中编辑后引入 2 4 2 声音素材的获取与编辑 多媒体课件中 必不可少的媒体之一就是声音 声音在课件中的主要作用有三 个方面 一是用做解说 它的作用与文字信息是一样的 用做叙述 说明课件的内 容 二是作为背景音乐可以起到烘托气氛 强调主题的作用 三是在特定场合 产 生如刮风 下雨 爆炸等特殊的效果声 它可以起到文字 语言等无法代替的作用 声音格式多为w a v s w a m i d i m p 3 c d 等几种形式 可以从素材库 素材光盘 m p 3 网上下载 中直接获取 也可以在工具 录音机 中自己录制 2 4 3 图像素材的获取与编辑 多媒体c a i 课件中的图像 按其用途分为三种 一是背景图 二是按钮图 三 是与教学内容相关的图 1 从素材中直接获取图像 图像可以从素材库中直接获取 获取的主要途径 一是素材光盘等教学资源库 背景图可以在素材的背景图中寻找 按钮图在素材的按钮类图中寻找 2 截取屏幕中的图像 截取屏幕图像的方法有很多种 常见的方法是通过p r i n ts c r e e n 键截取屏幕图 像 3 生成图形文件 在a u t o c a d 软件中直接绘制图形文件 4 图像文件的编辑 对于用扫描仪扫描的图像文件 以及上述方法得到的图像文件可以选择 p h o t o s h o p 进行编辑处理 2 4 4 动画视频素材的获取与编辑 高质量的图像可以为多媒体课件增添更加良好的显示效果 若能让这些图像活 动起来则会使课件更加生动 更具有吸引力 课件所用到的动画可以从素材库中直 接获取 也可以采用动画制作软件制作得来 然后可以将它们作为课件的媒体资源 在需要时对他们进行调用 华北电力大学工程硕士学位论文 3 1 概述 第三章谍件系统的赛嚣设计 交互界面是使用者和计算机进行信息交换的渠道 计算机通过交互界面向用户 提供阅读 分析和判断等信息 而用户则通过界面向计算机输入询问 操纵和控制 等信息 多媒体c a i 课件界面的要素主要有 窗口 菜单 按钮 对话框和图标等 界面的设计应当遵循以下原则 1 一致性同样的界面对象应具有同样的行为 2 适应性对不同的使用者 应尽量提供不同的学习与操作方法 3 敏捷性要用最直接 最快捷的方式让用户了解指令已被接受并正在执 行 4 容错性系统本身应具有避免用户产生错误输入和不当的操作 3 2 课件的导航设计 导航设计是多媒体c a i 系统开发的关键环节 导航是教学策略的一种体现 导 航工具就象路标 可以避免课件使用者由于对课件结构的不了解而无法或不能充分 利用课件的一些功能 导航设计的优劣 直接决定着课件的使用效率 本课件采用 了如下导航方式 1 目录主题导航目录主题即导航图 其作用如同课本的目录 为了帮助学 习者查找各部分的内容 导航图列出了课件中所有的内容 并提供各内容之间的交 叉跳转 目录导航采用v b 中的t r e e v i e w 控件来显示信息的分级目录 在窗体中引入 t r e e v ie w 控件 添加程序代码 把课件演示的章节提纲生成树形列表 运行程序 提纲的树形目录就会被展开 若展开的目录列表大于显示区 则自动出现水平垂直 滚动条 2 工具条导航界面最下面一行是工具条 工具条按钮采用的图标表明所对 应的内容 单击可进入相关的内容 通过前后两个方向的箭头按钮 学习者可以按 课件给定的顺序进行学习 3 3 帮助系统 3 3 1 添加工具提示帮助 v is u a lb a s i c 6 0 能够很方便的为应用程序加入工具提示帮助 当用户将鼠标 4 华北电力大学工程硕士学位论文 指示放在强慧带有工其提示对象上一个短暂停留融 工具提示将出褒在翅疲弱位置 上 3 3 2 建立帮助系统 工程制图c a i 课件作为一个完整的应用程序 应当有一套比较完整的帮助系统 使用户在使用课件时即时获得有效的帮助 而不必翻阅参考书籍 本课件的帮助系统制作步骤如下 1 创建帮助主题文件 在为系统提供帮助之前 应为其创建一个帮助主题文件 然后将它编译成连接 到应用程序上的帮助系统 帮助主题文件的文本必须是r i f r i c h f e x tf o r m a t 格 式 创建帮助文件必须使用支持r i f 文件格式和脚注的文字处理程序 本课件系统 使用的是m i c r o s o f tw o r d 字处理软件 2 创建帮助项目文件 帮助项目文件是一个非格式化的a s c i i 文件 其扩展名为 h p j 它将帮助主题 文件及相关参数传递给帮助系统 帮助编译器将帮助项目文件编译 h l p 文件 即帮 助文件 可以利用v is u a lb a s i c 6 0 的h e l pw o r k s h o p 工具软件来编写帮助项目文 件 并编译 调试和测试帮助系统 3 编译帮助项目文件 在建立了帮助项目文件后 可利用h e l pw o r k s h o p 将帮助项目文件编译成 h p l 文件 4 显示帮助文件 制作完毕的帮助文件 必须利用 工程属性 对话框和帮助上下文i d 号 h e l p c o n t e x ti d s 才能将帮助主题与应用程序及其中的控件联系起来 3 4 本课件的界面菜单 为界面之间能灵活操作 必须提供菜单 操作界面之间的切换 本课件系统应 用程序的菜单有以下两类嘲 1 2 3 4 1 开始界面菜单 1 开始界面 基本方法是首先引入一个框架控件 f r a m e l 并调整其大小和位置 再根据需 要把列表控件 l is t l 命令按钮 c o m m a n d b u t o n 标签 l a b e l 等添加到框架 中 调整好框架中列表控件的位景大小 为了增加画面的可视性 添加一个图片框 华北电力大学工程硕士学位论文 p i c t u r e b o x 控件 选择合适的图片做为底图 例如系统开始界面 添加新建工程 添加框架控件 f r a m e l 并调整其大小和 位置 在窗体中添加图片框 p i c t u r e b o x 控件 选择几何模型底图并调整好尺寸 添加标签 l a b e l 欢迎使用 工程制图辅助教学系统 设置属性a u t o s i z e 为 t r u e 分别选择f o n t 为 华文新魏 和 宋体 粗体 将 欢迎使用 设为 0 t r a n s p a r e n t 透明 添加命令按钮 c o m m a n d b u t o n 将c a p t i o n 分别设为 练 习 辅助教学 考核 退出 选择好大小和位置等 运行后的效果如图3 1 图3 1 系统开始界面 教学演示模块的开始界面 在列表控件的属性窗口中 设置l i s t 属性值 按 讲课目录顺序分别输入 前言 第一章 正投影法基本原理 第二章基本体 的三面投影 第八章装配图 添加 登陆 和 退出 按钮 为实现菜单的功能 还必须为开始按钮的单击事件过程 s t a r t b u t t o n c 1 i c k 窗体运行过程 f o r m l o a d 列表控件的单击事件过程 l i s t 卜c 1 i c k 添加程序代码 效果如图3 2 开始界面的弹出式目录菜单和程序代码分别如下 p r i r a t es u bf o r m l o a d0 l o a d s t a r t f o lm s h o w f r a m e l v is i b l e f a l s e e n ds u b 以上程序代码的作用是 运行课件的开始界面时 目录菜单并不显示 p r i v a t es u bs t a r t b u t t o n c 1i c k0 f r a m e l v is i b l e t l u e e n ds u b 1 6 华北电力大学工程硕士学能论文 程序代秘匏 乍鼹是 单毒开始按镶 弹出如图3 2 艨示驰内容嚣录蘩擎 图3 2 教学演示模块开始界面 p r iv a t es u bl is t l c i i c k 0 f r a m e l v i s i b le f a ls e s e l e c tc a s el i s t l l is t i n d e x c a s e0 l o a di i i t r o d u c t i o n i n t r o d a c t i o n s h o w c a s e1 l o a dc h a p t e r l c h a p t e r l s h o w c a s e2 l o a dc h a p t e r 2 c h a p t e r 2 s h o w c a s e3 l o a dc h a p t e r 3 c h a p t e r 3 s h o w c a s e4 l o a dc h a p t e r 4 c h a p t e r 4 s h o w c as e5 l o a dc h a p t e r 5 c h a p t e r 5s h o w c a s e6 l o a dc h a p t e r 6 c h a p t e r 6s h o w c as e7 l o a dc h a p t e r 7 c h a p t e r 7s h o w c a s e8 l o a dc h a p t e r 8 c h a p t e r 8 s h o w c a s e9 m y ex i t m s g b o x 真的耍退出系统吗 v b e x c l a m a t i o n v b y e s n o c a n c e l 退m 系统 i fm y e x i t v b y e st h e n e n d e n d i f e n ds e le c t e n ds u b 以上程序代码的作用是 用鼠标单击目标菜单栏中的任意 一章 便会出现 点击章节的窗体 同时 目标菜单关闭 例如 当用户鼠标单击 第七章零件图 时 就会出现 第七章零件图 内容的窗体 如果用户要退出课件系统 则用鼠 标单击目标菜单栏中的 退出系统 这时会出现一个对话框 如图3 3 所示 单击 是 退出课件系统 单击 取消 则取消退出系统对话框 单击 否 1 7 华北电力大学工程硕士学位论文 不退出课件系统 图3 3 课件退出系统对话框 系统的练习和考核模块的界面设计与上面相似 不在赘述 练习界面如图3 4 所示 图3 4 练习模块开始界面 2 开始界面菜单的位置 在窗体中的菜单设计阶段 当重新设计应用程序窗口的大小时 窗体中的对象 会变得很杂乱 如 s t a r t b u t t o n 按钮不见了 或f r a m e l 框架被截掉了一部分等 为了使开始按钮总是位于开始界面窗体的左下角位置 必须选择窗体的r e s i z e 过程 在f o r m r e s i z e 过程中添加如下代码 p r v a t es u bf o r m r e s iz e s t a r t b u t t o n t o p s c a le h e i g h t s t a r t b u t t o n h e i g h t s t a r t b u t t o n l e f t 0 e n d s u b i8 华北电力大学工程硕士学位论文 同样 为了使f r a m e l 框架始终出现在开始按钮的正上方位置 必须在 f o r m r e s i z e 过程中添加如下代码 p r i v a t es u bf o r m r e s i z e0 f r a m e l 1e f t s t a r t b u t t o n l e f t f r a m