基于Ｗｅｂ的工程制圖電子題解模型庫

段紅杰　何培英

摘要基于CAI技術和網絡技術開發的工程制圖電子題解模型庫，借助圖形、圖像、音頻、視頻、文字等多種媒體素材，使工程制圖抽象的理論實際化，能夠較好地激發學生的學習興趣和參與意識，實現教與學的互動和網絡資源共享，對培養學生的畫圖、讀圖能力和空間想象力起到事半功倍的作用。

關鍵詞工程制圖模型庫多媒體

1 傳統的工程制圖CAI課件的特點

傳統的工程制圖CAI課件存在的缺陷主要有：助教型多，助學型較少；固定型多，可重用型、自繁殖型少；演示型多，練習型少；設計相對滯后。

由于工程制圖課程的特殊性，學生課后需要進行自學，并進行大量的習題訓練，而目前開發出的課件或習題庫的內容大多是固定型的，造成了CAI課件的局限性比較大，不能根據學習者個人的意圖和實際需要靈活變動；如果需要更新教學內容，必須由編程人員重新開發設計課件。而且工程制圖CAI課件大多以演示為主，沒有提供必要的繪圖環境，不能滿足工程制圖課程以“圖”為交流手段的特別需求。因此，隨著計算機網絡技術的迅速發展，建設基于Web的工程制圖CAI課件題解模型庫非常有必要。

2 基于Web工程制圖電子題解模型庫的構想

隨著高校教學改革的深入進行，學時數的大幅度縮減已成為事實。傳統的工程制圖教學中的習題課及課后習題解答已很少能正常進行，如何增強課外習題的效果，加深學生對所學知識的理解、深化和鞏固，是當前工程制圖教學中必須解決好的問題。

作者總結了多年來的工程制圖教學經驗，針對工程制圖習題量大，學生空間想象能力難以培養的特點，開發了一套基于“助教”和“助學”相結合的工程制圖電子題解模型庫。模型庫精選特點鮮明的習題，內容覆蓋工程制圖所有章節。每題均給出了解題思路、解題步驟和標準答案，并且加入了三維立體圖和三維動畫顯示，所有的動畫演示過程都與解題步驟相適應，具有良好的直觀性，易于學生理解工程制圖的基本概念和關鍵知識點，利于培養學生的空間想象能力。學生利用工程制圖電子題解模型庫可以進行自我測試，可以反復揣摩每種題型的解題思路；同時在課堂上，教師利用該課件可以節省作圖時間，便于對重點和難點進行有針對性的講解，提高教學效率。此外，利用該課件還可以把教師從繁重的批改作業的工作中解脫出來，讓教師可把更多的精力放在組織教學和啟發思維的環節上。

3工程制圖電子題解模型庫的設計

3.1工程制圖電子題解模型庫開發框架及功能

工程制圖電子題解模型庫采用B/S模式，它將所有的題解模型素材都放置在服務器端，學生和教師通過瀏覽器端的程序訪問服務器，其開發架構如圖1所示。

瀏覽器端為學生和教師提供統一的訪問界面，供用戶訪問和使用系統。服務器端主要包含應用程序、數據庫、題解模型素材等，根據用戶需要向瀏覽器發送信息。超級用戶界面主要用來對模型庫進行更新、修改、整理等。

3.2工程制圖電子題解模型庫開發技術及應用

3.2.1頁面設計

工程制圖電子題解模型庫是借助圖形、圖像、音頻、視頻、文字等多種媒體素材，以豐富的色彩、生動的畫面、精練的文字、親切的語言和立體感強的造型來展示傳統工程制圖課程中抽象的線條、實體。由于課程的特點是圖文并茂，二三維的圖形信息并存，因此其網頁的設計過程比較復雜，設計流程如圖2所示。整個網頁采用框架結構，左框架為菜單導航欄，右框架為內容顯示區，如圖3所示。

3.2.2 數據庫設計

（1）數據庫的建立

Web的常見數據庫有Microsoft SQL Server和Microsoft Access，它們都屬于關系型數據庫，操作界面屬于Windows型，簡單易學。在本系統的開發過程中，使用Access進行開發，當在Internet上運行時，將Access轉換成SQL數據庫。

（2）數據庫的操作

服務器端實現對數據庫的訪問技術較多，目前Microsoft公司開發的ASP技術以及Sun公司開發的JSP技術得到廣泛應用，由于本模型庫采用Windows平臺，故選用ASP來實現服務器端對數據庫的訪問。

利用ASP操縱數據庫可分四步進行。

Step1. 定義一個ADO連接對象，然后打開數據源

Set adoCon = Server. Create Object(＂ADODB.Connection＂)

adoCon.Open＂數據源＂

Step2. 執行SQL命令,并將結果存儲到一RecordSets對象變量中

SetRS = adoCon.Excute(SQLstr)

Step3. 通過RecordSets集合取得紀錄的內容

Step4. 關閉數據庫

3.2.3 登錄系統的建立

為了保證系統登錄者的確定性和系統運行的安全性，制作了登錄系統。ASP是一種服務器端的腳本語言，通過ASP對象提供的方法和屬性，可以很容易地操作服務器端的數據。此系統采用“瀏覽器—服務器—數據庫”的運行方式，在瀏覽器端運行登陸界面，通過服務器端的ASP程序提取瀏覽器端的參數，同時打開系統數據庫進行數據檢驗，確定用戶身份。

3.2.4 制作答疑討論系統，提高交互能力

習題解答的主體是學生，讓學生更多地參與習題解答的全過程，這對于學生知識的掌握、能力的提高十分有益。該電子題解模型庫制作了答疑討論系統，讓每個學生都有機會參與習題的討論，發表自己的觀點，提出需要解決的問題等。站點主頁上還有能夠鏈接到教師電子郵件信箱的超鏈接，通過電子郵件，學生可以遞交自己的作業，尋求老師的幫助，抒發自己的學習感受；老師可以發布習題信息，發還批改后的作業，有針對性地幫助學生解決學習中的問題。

系統仍然采用“瀏覽器—服務器—數據庫”的運行方式，在瀏覽器端運行討論答疑網頁，通過服務器端的ASP程序提取瀏覽器端的信息，然后將此信息實時地向所有在線用戶發布，供大家觀看討論。同時將信息存入數據庫中，方便當時不在線而又有相同疑問的同學以后查看。

4 結論

基于Web的工程制圖電子題解模型庫是我們對網絡輔助教學進行的有益的嘗試。經過在我院校園網內部的使用，師生反映強烈。系統中生動的網頁和立體動畫讓學生的學習熱情和興趣大大提高；系統提供的人機交互功能，實現了教學的個別化，便于學生課余自學；培養和發展了學生的觀察力和想象力，使得他們能夠更快、更好地掌握工程制圖這門實驗性很強的課程。

參考文獻

1 瞿暢，王君澤，沈雯曄等. 基于Web的工程制圖助學型CAI[J].工程圖學學報，2003，1：136～140

2 段紅杰，陶浩.工程制圖CAI課件的設計與制作[J].現代機械，2002，4：22～23

3 何培英，劉雯琳，徐發山. Web數據庫操作技術[J].微機發展，2003，2：80～82