工程图学实验系统研究及其课件开发
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摘要
工程图学实验教学是工程图学教学改革的主要内容。本文分析了现代工程设计技术的发展对工程图学教学的影响，更新工程图学教学观念，借鉴国内外经验，提出在工程图学教学中引进实验教学的方法。通过实验教学，可培养学生灵活运用各种手段表达设计思想的能力，创新和实践的能力，缩短书本和实践的距离。本文开发了基于网络多媒体的工程图学实验教学课件，并设计了教学实验实例。
第一章，在总结国内外教学改革经验的基础上，分析现代工程设计对工程图学教学的影响，更新图学教育观念，对工程图学课程体系、教学内容、教学方法、教学手段的改革作了深入的思考，同时探讨了计算机辅助教学的发展方向。
第二章，本章分析了CAI的特点及网络CAI的优越性，介绍了工程图学实验网络课件的开发策略、原则、素材设计方法，设计了网络课件系统的总体结构、功能，讨论了系统的安全问题、实现技术和运行环境。
第三章，在网络课件开发中，集成与应用HTML语言，JAVA言语，VRML语言，实现了多媒体课件的网络化、动态性和交互性。
第四章，在分析工程图学实验教学作用和地位的基础上，本文从实验教学与工程图学教学关系处理，实验教学与图学基础知识的结合方面，设计了实验教学体系构成。
第五章，根据工程图学实验的教学目的，确定了工程图学实验教学能力培养的目标和体系，设计了工程图学实验教学方案，从实验要求、实验目的、实验前期知识、实验步骤、实验工具等方面组织了实验教学方案。
第六章，把本课题的研究成果运用到工程图学实验CAI软件的开发中，实现了工程图学实验的多媒体网络教学。
最后，对全文的研究内容进行了总结，并对进一步工作做了展望。
Graphics experiment teaching takes an important role in graphics teaching reform. Based on the analysis of influence of modern engineering design on graphics teaching, the conventional idea is broken in graphics education. The teaching reform in graphics education is discussed, for reference both international and domestic experiences. An idea that experiment teaching should be introduced to graphics education is put forward. The author has designed ten experiments to improve students' ability of expression design idea, innovative thinking and practice. In order to improve the efficiency of experiment teaching, a multimedia network courseware is developed.
In chapter 1, the reasons of the reform in graphics education are analyzed. The reform experiences in graphics education both international and domestic are summarized. Based on new education idea of graphics, the author ponders over the reforms on the course architecture, contents and teaching methods, and discusses the development of CAI.
In chapter 2, characteristics of the computer-aided instruction and superiority of network courseware are analyzed. The principle, tactics developing courseware and the method to design material are discussed. The author designs ensemble architecture, function, realizing technology, and platform of the network system.
In chapter 3, in order to realize the characteristics as networked, trends of the multimedia and interaction. HTML, JAVA and VRML are applied into network courseware.
In chapter 4, the author ponders over the role of experiment teaching in graphics teaching, and how to combine the experiment teaching with basic teaching of graphics.
In chapter 5, Based on the target of experiment teaching, the direction of the ability-cultivating in graphics teaching is established. Teaching scheme of the experiment is designed. The experiment content is organized as follows: experiment requirement, experiment purpose, knowledge in earlier stage, experiment tool, experiment measure.
In chapter 6, through applying the research results to design of CAI, the multimedia network teaching of graphics experiment is implemented.
At last, work in this paper is summarized, and further direction of graphics experiment and CAI are discussed.
第一章，在总结国内外教学改革经验的基础上，分析现代工程设计对工程图学教学的影响，更新图学教育观念，对工程图学课程体系、教学内容、教学方法、教学手段的改革作了深入的思考，同时探讨了计算机辅助教学的发展方向。
第二章，本章分析了CAI的特点及网络CAI的优越性，介绍了工程图学实验网络课件的开发策略、原则、素材设计方法，设计了网络课件系统的总体结构、功能，讨论了系统的安全问题、实现技术和运行环境。
第三章，在网络课件开发中，集成与应用HTML语言，JAVA言语，VRML语言，实现了多媒体课件的网络化、动态性和交互性。
第四章，在分析工程图学实验教学作用和地位的基础上，本文从实验教学与工程图学教学关系处理，实验教学与图学基础知识的结合方面，设计了实验教学体系构成。
第五章，根据工程图学实验的教学目的，确定了工程图学实验教学能力培养的目标和体系，设计了工程图学实验教学方案，从实验要求、实验目的、实验前期知识、实验步骤、实验工具等方面组织了实验教学方案。
第六章，把本课题的研究成果运用到工程图学实验CAI软件的开发中，实现了工程图学实验的多媒体网络教学。
最后，对全文的研究内容进行了总结，并对进一步工作做了展望。
Graphics experiment teaching takes an important role in graphics teaching reform. Based on the analysis of influence of modern engineering design on graphics teaching, the conventional idea is broken in graphics education. The teaching reform in graphics education is discussed, for reference both international and domestic experiences. An idea that experiment teaching should be introduced to graphics education is put forward. The author has designed ten experiments to improve students' ability of expression design idea, innovative thinking and practice. In order to improve the efficiency of experiment teaching, a multimedia network courseware is developed.
In chapter 1, the reasons of the reform in graphics education are analyzed. The reform experiences in graphics education both international and domestic are summarized. Based on new education idea of graphics, the author ponders over the reforms on the course architecture, contents and teaching methods, and discusses the development of CAI.
In chapter 2, characteristics of the computer-aided instruction and superiority of network courseware are analyzed. The principle, tactics developing courseware and the method to design material are discussed. The author designs ensemble architecture, function, realizing technology, and platform of the network system.
In chapter 3, in order to realize the characteristics as networked, trends of the multimedia and interaction. HTML, JAVA and VRML are applied into network courseware.
In chapter 4, the author ponders over the role of experiment teaching in graphics teaching, and how to combine the experiment teaching with basic teaching of graphics.
In chapter 5, Based on the target of experiment teaching, the direction of the ability-cultivating in graphics teaching is established. Teaching scheme of the experiment is designed. The experiment content is organized as follows: experiment requirement, experiment purpose, knowledge in earlier stage, experiment tool, experiment measure.
In chapter 6, through applying the research results to design of CAI, the multimedia network teaching of graphics experiment is implemented.
At last, work in this paper is summarized, and further direction of graphics experiment and CAI are discussed.
引文
[1] James H. Earle, Engineering Design Graphics, Addison-Wesley Publishing Company, 1988.4, 5thEdition.
[2] San Clemente. Cooperative Learning, CA:Kagan Cooperative Learning
[3] Jonassen, D.H(1986). Hypertext principle for text and courseware design, Education Psychologist, 21(4),269-292
[4] Catherine L. Witt and Walter. A Comparison of Instructional Design and Electronic Performance Support System Design, Educational Technology, Vol, 34(4),1994
[5] Rubin, Stuart H. CAI in engineering education and training, Computers & Industrial Engineering, V29, n1-4 Step, 1995, p196-198
[6] 崔晓燕、张晓东，网络课件的设计，中国远程教育，2001．7
[7] 戴立玲，杨巧绒，工程图学装配图读图的CAI课堂教学，工程图学学报，2002 Vol．23
[8] 戴威 高建中 王平等编著，Flash MX实用教程，中国水利水电出版社，2002
[9] 单伟中，网络课件架构的选择，中国电化教育，2002．9
[10] 邓安耀，虚拟现实在远程教学中的应用，计算机应用研究，2002
[11] 丁振凡，基于WWW的协同式CAI软件的Java实现，计算机应用，1999
[12] 董光，基于INTERNET的CAI系统模式及课件实现，学科建设与教学，1999
[13] 董国耀主编，机械制图，北京理工大学出版社，1998．2，北京
[14] 董晓英、孙奎洲，图视思维网络课件(工程图看图思维规律)常州技术师范学院
[15] 杜衡、王巍，基于www的机械工程图学远程教育系统设计中若干问题的解决，工程图学学报，2002．4
[16] 范玉青、冯秀娟、周建华主编，CAD软件设计，北京航天大学出版社，1996．9，北京
[17] 冯缨，Java Applet在基于Web课件开发中的应用研究，江苏理工大学学报，1999
[18] 葛常清，改革工程图学教学提高素质教育，苏州丝绸工学院学报，2001 Vol．21 No．
[19] 巩微，关于用虚拟现实技术进行远程教学的研究，辽宁大学学报，2002．1
[20] 关鼎，工程图学试题自测CAI课件研制，沈阳工业大学学报，2002 Vol．24 No．4
[21] 关丽霞，薛啸宇，基于B／S结构的远程教学系统的设计与实现，现代计算机，2001．2
[22] 韩芬、荣辉，基于VRML的教学演示系统，微型机与应用，2002．4
[23] 韩晓军、李如铁，用HTML和Java制作多媒体CAI课件，大连轻工业学院学报，1997
[24] 韩永俊，冯江，CAI在《机械设计基础》教学中的应用，农机化研究，2002
[25] 曹敏，基于助教型与助学型的工程图学CAI模式研究，浙江大学硕士学位论文，2000
[27] 何培英、窦宪民，工程制图网络教学系统的设计与实现，郑州轻工业学院学报(自然科学版)，2002 Vol．17 No．3
[28] 河南万发多媒体技术有限公司，实战机械制图(CAI)，机械工业出版社，2000
[29] 胡青泥，戴恒震，面向三维CAD／CAM技术的机械制图教学研究 工程图学学报2002．1
[30] 柯纯、吴中奇主编，画法几何，浙江大学出版社，1985，杭州
[31]雷勇主编，3D Studio MAX3综合使用，人民邮电出版社，2000
[32]李承先，机器测绘学．西安：西北工业大学出版社．1991，6
[33]李海波 蒋蓉等译，J2EE技术实践，机械工业出版社，2002
[34]李绍珍、陈桂英主编，机械制图，机械工业出版社，1998．8，北京
[35]刘发鸿等编著，零件表面的图学原理及方法，陕西科学技术出版社，1987．9，西安
[36]刘立萍、红霞，XML技术在工程制图的ICAI系统中的应用，武汉大学学报(工学版)，
[37]刘小河，周红芳，基于网络的多对不起媒体CAI系统，西安理工大学学报，2002
[38]陆国栋，工程制图课程体系改革研究与初步实践，工程图学学报，1999．4
[39]陆国栋，张树有等编，图学应用教程，浙江：浙江大学工程制图国家教学基地．2001，1
[40]陆国栋，张树有等编．图学应用教程习题集．浙江：浙江大学工程制图国家教学基地．2001，1
[41]罗益宁，多媒体网络系统在工程制图教学中的应用，益阳师专学报，2001．6
[42]陆国栋、张树有、谭建荣、施岳定主编，图学应用教程，高等教育出版社，2002，北京
[43]陆润民主编，计算机绘图原理及应用，清华大学出版社，1999
[44]陆颖，于德仁，基于创新人才培养的计算机绘图实验课程的改革与探索 工程图学学报2001．1
[45]罗爱玲等，关于图学课程改革与实践的研究，工程图学学报，2001．1
[46]梅素琴，对《土木工程制图》课程教学改革的几点思考，合肥工业大学学报(社会科学版)，2002 Vol．16 No．1
[47]莫林利、赵秀绍，多媒体CAI课件的开发与设计技巧，计算机与现代化，2002．9
[48]裴有福编著，HTML实用技术，中国水利水电出版社，1998
[49]普悠玛数位科技有限公司，Java2程序设计，清华大学出版社，2002
[50]钱峰，CAI课件的发展趋向，物理教师，2000，9
[51]崔长德、高菲，面向三维CAD／CAM技术的机械制图教学研究，工程图学学报，2002 Vol．23
[52]盛奎川，组合体及其形体分析法的基本理论问题探讨，2001．3
[53]宋宏文、付志，机械设计中虚拟技术的应用研究，西南工学院学报，2002．6
[54]谭建荣，张树有等．图学基础教程习题集．北京：高等教育出版社．1999，5
[55]谭建荣，张树有等编，图学基础教程，北京：高等教育出版社．1999，10
[56]唐保宁，倪宜平主编，机械设计制图，上海交通大学出版社，1987．6，上海
[57]王成刚，赵奇平，工程图学教学中空间思维能力的培养，建材高教理论与实践，2001．5
[58]王建华，毕万全，现代工程设计对图学教育的需求与教学改革的探索和实践，工程图学学报，
[59]王建华，计算机绘图与工程制图融合式教学实践，价值工程，2000(增刊)
[60]王乃成编著，机械图样主要内容剖析，国防工业出版社，1996．1，北京
[61]王其昌编著，看图思维规律(机械制图基本功训练)，机械工业出版社，1989．6，北京
[62]王启美，《工程制图》电子教案的设计与开发，工程图学学报，2002 Vol．23 No．3
[63]温俊文、洪彤彤，借鉴CBE模式 注重能力的培养，工程图学学，2002 Vol．23 No．3
[64]温俊义、冯开平，VRML在图学教育软件中的应用技术，西南交通大学学报，2001．6
[65]吴柏技著，机械设计程序与结构，科学出版社，1995．5，北京
[66]吴柏枝编著，机械图的设计与校对，国防工业出版社，1990．3，北京
[67]吴访升、潘志庚，基于VRML交互式网络课程的实现技术，软件研究，2002
[68]徐伯康主编，画法几何及机械制图解题指导，机械工业出版社，1994．11，北京
[69]徐绍军、赵先琼，学生创新能力培养与机械专业工程制图的教学改革，机械工业高教研究，2002
[70]薛天佑主编，机械图样的正确画法及应用，机械工业出版社，1993．11，北京
[71]严子翔编著，VRML虚拟现实网页语言，清华大学出版社，2001
[72]杨光，刘静华，黄毓瑜，突出“设计”和“三维”的观点改革T程图学教学工程图学学报，2002 Vol．23 NO．2
[73]庞永军，张苏华，窦忠强，高校的CAD教学应从三维开始，工程图学学报2001．4
[74]杨莉：李晓民；毕万全，现代工程设计对图学教育的需求与教学改革的探索和实践，工程图学学报，2001．4
[75]叶琳，机械制图虚拟现实网络模型室的建立，工程图学学报，2002 Vol．23 No．3
[76]应华，工程图学CAI课件中动画制作技巧，电脑开发与应用，2002 Vol．15 No．7
[77]袁浩，机械制图虚拟实验室的研究与设计，机械与电子，2002 No．2
[78]袁中直，VRML语言与Web多媒体化学教学课件的开发，化学教育，2001．7
[79]张红，基于J2EE的网上教学系统，岳阳师范学报，2001．6
[80]张志毅、郁志宏，装配体测绘CAI课件的研究与开发，内蒙古工业大学学报，2001．9
[81]章文兵，工程图学教育结构改革探讨，南华大学学报(理工版)，2002 Vol．16 No．2
[82]赵奇平，工程图学多媒体CAI课件的研制与应用，理工高教研究，2002 Vol．21 No．
[83]浙江大学、浙江工业大学浙西分校，《工程制图电子模型挂图》CAI课件，高等教育出版社，
[84]浙江大学工程图学教学基地，《图学基础教程》CAI，2001
[85]郑刚，基于B／S模式的网上教学系统研究与设计，微机发展，2001．5
[86]郑玉、吴军华，一个远程教学系统的设计和安全实现，南京建筑工程学院学报，2002 NO．3
[87]左宗义、冯开平，实时交互行为三维动画的设计技术，工程图学学报， 2002 Vol．23
[88]庞永军，张苏华，窦忠强，高校的CAD教学应从三维开始，工程图学学报，2001．4
[89]冯开平，左宗义，几何与图学的现状与发展——第八届工程计算机图学与画法几何学国际会议介绍，工程图学学报，2000 Vol．21 No．01
[90]马智英，钟玉涛，王延周，高校工科现代工程图学教育基本思路，工程图学学报2002．4
[91]庞伟，工程图学创造性思维教育的研究和初步实践，江苏理工大学学报(社会科学版)2001．4
[92]李丽，曾兵，贾雨，邹功，工程图学教育的实践和探讨，江四川师范大学学报(自然科学版)
[93]王延周，马智英，现代工程图学教育探索，建材高教理论与实践，2001．3
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[87]左宗义、冯开平，实时交互行为三维动画的设计技术，工程图学学报， 2002 Vol．23
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[89]冯开平，左宗义，几何与图学的现状与发展——第八届工程计算机图学与画法几何学国际会议介绍，工程图学学报，2000 Vol．21 No．01
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