工程制图cai系统（组合体部分）的设计与实现

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1、工程制图CAI系统（组合体部分）的设计与实现

2、第1工程制图课程是高等工科院校重要的技术基础课，它研究了绘制和阅读工程视图的基本原理，培养了学生绘制和阅读机械图样的基本能力。根据其教学特点和教学要求，教师要借助模型、挂图等工具以及大量的绘制立体图和三视图进行授课，学生将面对大量的练习，经过不断练习并反复对比立体图与三视图才能达到较好的教学效果。目前，已产生的工程制图CAI系统多数为助教型，一般都是工程制图基本内容和一些典型练习及答案的演示，对于学生的当场实战练习则注重不够，并且不能给予及时的指导和检测。四川大学工程设计中心针对这一现状，于１９９５年开始

3、进行以组合体为突破口的工程制图犆犃犐课件开发，前期开发虽已有一定功能及实用性，但随着计算机技术及CAI的不断发展，有必要在WINDOWS平台下，运用较先进的语言和技术，并结合CAI的发展趋势，对原有系统进行移植及进一步的开发，使工程制图的教育思想和教学思路得以更加充分的体现。１　CAI系统的结构及主要功能　本系统是在WINDOWS９５操作平台上用VC＋＋５．０实现系统软件开发，它在WINDOWS平台上建立了助学型工程制图（组合体部分）系统框架，实现了教学、命题、练习、检测等一系列教学活动，并引入了超文本技术。它是充分考虑CAI的特点和发展趋势，并根据

4、工程制图的教学特点和要求进行的应用研究。系统以交互式技术为基础，集教学、命题、练习、检测于一体。由教学子系统、练习子系统、测验子系统三大部分组成。教学子系统是利用WINDOWSHELP机制提供的超文本系统的方法实现的。把WINDOWSHELP工具引入到工程制图CAI课件（组合体部分）的概念表达上，能使概念的表达更为清晰，概念与练习的结合能加深对组合体部分概念的理解。本部分在收集资料（包括文本文件、图象文件等）及考虑到组合体教学要求和表达规则的基础上，设计超文本文件的组织机构，根据使用需求确定浏览与阅读的方式，并充分发挥超文本的优势，创建主题文件，运用

5、VC＋＋５．０中的HELPWORKSHOP编译产生HELP文件。其基本内容包括组合体一章的主要内容、概念，并对此配以大量的图形及示例。练习模块中，练习题是根据学生的不同水平及需要从题库中调用。由于组合体部分题目较多，题量较大，在初建题库的基础上，教师根据教学的需要，可随时根据图形数据库增加题目，根据难易程度和题型的不同进行管理，形成不同的教学单元，供学生练习需要。此系统是以图形数据库和交互式绘图系统为基础，包括图形处理、交互作图、练习检测和练习帮助。学生点击工具栏练习一键，即出现题型与难度选择对话框，题目可预览，以适应学生个别需要，出现题目后，学生可

6、直接在系统自带的绘图平台上进行练习。特别值得一提的是在此WINDOWS绘图平台上联动游标的设置：工程制图中，三视图的对应基本规律为三等规律：主、俯视图长对正，主、左视图高平齐，俯、左视图宽相等。手工绘图时，通过丁字尺、三角板、分规来保证视图的投影关系。但在计算机绘图时，很难保证这种定位关系，并且，组合体练习的主要任务和要求———巩固三视图的投影规律、强化作图方法训练体现不深刻。因此，在工程制图CAI系统中的绘图平台上有必要设置一种特定的光标，以便在作图过程中随时保证三视图的投影关系。按照画法几何中作辅助线作图的方法设置联动游标。在主视图区域内，光标设

7、置为传统的大十字光标即可达到上述要求。俯视图及侧视图如图２、图３所示。作题过程中，可通过练习检测，逐步指导学生完成练习，如遇到困难，学生无法完成练习，则调出练习帮助，可得到图示题目的详细解答，此处还考虑到了练习中的多解问题。在此子系统中学生当场进行练习，并得到及时的帮助及检测，其中的二维图形和三维形体对应出现，学生可综合对照，联系想象，培养和加强空间想象能力，以达到教学目的。作业如未作完，可存入磁盘，待下次作业时可继续编辑。测验模块是对学生水平的检验。CAI系统的检测部分中，进入测验后，进行组合体作业检测评分的必要条件是：测验题目的标准答案：它包括图

8、形数据库中的基本数据及图形属性，这是在题库建立之时，就存储于题库中的；学生的测验答案：包括了绘图区域内学生所作图形的基本数据和属性，它是在学生进行测验解答的过程中记录的；辅助信息包括了出题信息、评分取权规则、视图投影的优先级、图形结构要素的重要性等信息；学生点击工具栏中测试一键，CAI系统调出题目，完成测试后，可根据以上条件进行检测、自动批改、评分，并提出建议。学生的测验评分，采用模糊综合评判的数学模型，对以上几个方面综合考虑。由此得出的评分、建议较为客观。２　结束语　　工程制图CAI系统（组合体部分）软件结合面向对象的思想，采用交互技术实现了工程制

9、图（组合体部分）的从教学演示、学生练习到测验评分的一系列教学活动，具有一定的实用性。