开放式《机械制图》教学cai例图演示系统的开发

开放式《机械制图》教学cai例图演示系统的开发

随着多媒体的发展和普及，许多学校将使用多媒体进行教育，激发学生的学习兴趣，提高教育效果，提高教育质量。使用多媒体教育的关键是cai教材的生产。市场上销售着不同的cai教材，但其实用性较弱。由于它与教材和专业不一致，教师经常感到不舒服。《机械制图》是工科院校的一门专业基础课,其特点是学起来比较困难。再者关于这门课的教材类别版本较多,对不同专业的学生,教师授课的重点也不完全一样,这就给《机械制图》CAI课件的制作带来了许多困难,不可能为每套教材,每个专业的学生都制作一套CAI课件,那样太费时费力,而且教材也在随时变化,要求CAI课件应及时更新,传统方法制作的CAI课件根本不能适应这些变化,只有开放式CAI课件才能适应这些变化。在多年的《机械制图》和“AutoCAD”教学实践中,经探索研究发现:可利用AutoCAD作为《机械制图》教学CAI课件的开发平台,并在此平台上研发通用的、开放式《机械制图》CAI课件制作系统。利用该系统制作的CAI课件,教学内容的增减或更改非常容易、方便,使课件能很好地与教材或专业相结合,做到因材施教,提高教学质量和教学水平,这是开放式CAI课件的最大优点。1提出问题“机械制图”所讲解的是利用正投影法所得到的投影图的画法及其识图方法2解决问题2.1绘制立体模型AutoCAD环境下,在WCS坐标系的Oxy坐标面上绘制该立体的投影图,同时在MS空间中绘制该立体的三维模型作为辅助图样。授课时,在保持射影方向(视点)2.2旋转角度设定在AutoCAD平台上,开放式《机械制图》教学CAI课件例图演示系统的实现步骤如下:(1)在WCS坐标系的Oxy坐标面上绘制立体的多面投影图,并在MS空间中绘制该投影图的三维模型作为辅助图样;在绘制三维模型过程中,可充分利用AutoCAD的三维绘图与编辑功能。(2)返回到WCS坐标系顶视图(即视点(0,0,1))下观测图形,此时在屏幕上能正确显示投影图和三维实体图。(3)选择三维实体作为旋转对象,选择旋转轴的定义方式并确定旋转轴。系统中最多可设3个旋转轴且它们的方向或位置可以相同,也可以不同,但为了更全面观测实体,3个旋转轴的方向应不同,最好分别与WCS中的X轴(Y轴/Z轴)方向一致且通过实体。为此,系统中设定了4种旋转轴的定义方式来供用户选择使用,即:点X向,点Y向,点Z向,两点。点X(Y/Z)向是指通过指定的点,且与X(Y/Z)轴方向相同的直线作为旋转轴;两点方式是指通过指定两点的直线作为旋转轴如图3所示。(4)确定旋转角度(θ)、旋转步数(N)及旋转延时(T)。旋转角度(θ)为正,则旋转方向与当前系统角度的设定方向相一致;旋转角度为负,则旋转方向与当前系统角度的设定方向相反。旋转步数(N)是指将实体由当前位置经过多少次旋转到达旋转角度(θ),即每步旋转的角度为(θ/N),N的默认值为一;而旋转延时(T)是指相邻两次旋转之间的时间间隔,那么将实体由当前位置绕指定的轴线旋转θ角所需的时间为((N-1)*T),T的默认值为0,即旋转时不延时(参见图3——用户界面所示)。(5)如果需要再依次确定第2、第3旋转轴及相应的参数。(6)循环次数(X)是用来确定该旋转是否可重复进行,X的默认值是一,即不重复旋转,若X为大于1的自然数,则进行X次重复旋转,若X为0则无限重复旋转,直到按ESC键终止;系统中通过旋转步数(N)、旋转延时(T)和循环次数(X)这3个变量来实现动态连续旋转,实现实体动态连续观测,可从不同的方位观测立体,全面了解立体的结构。(7)确定后,实体按照设定的参数先绕第1轴进行旋转,然后再依次绕第2、第3轴进行旋转;若有重复,则按照第1、2、3、1、2、3……的顺序重复进行旋转。若要返回初始状态,其他参数均不需要修改,只需把旋转角度变成原来的负值,确定后即可返回初始状态。3程序的设计和调用3.1程序脚本根据以上的算法分析,得出的程序流程图如图2所示。3.2系统开发与实现ActiveAutomation是AutoCAD所提供的一个对象,利用该对象可以方便地控制AutoCAD内部几乎所有的操作,VB对AutoCAD的编程是通过操作ActiveAutomation中的AutoCAD对象而实现的,在VB6.0中创建如图3所示的用户界面窗体并编程,调试成功后编译成CAI.EXE4多种方式的对比该系统的主要特点是开放性,系统只提供例图演示的框架和实现的途径,具体的教学实例可随时进行增减或更改。而演示系统不需要做任何的变化,同时利用的MS空间的扩展性,在同一例图文件下可包含多个同类型的例图供教师选用;另外它还具有画面简洁、对应图3用户界面关系清楚、操作方便、例图制作简单等优点。因该系统是在AutoCAD平台上进行二次开发而得到的,主要通过编程调用AutoCAD的rotate3D5开放式cai课件例图笔者主要利用AutoCAD提供的ActiveAutomation开发工具,针对《机械制图》这门课教材版本类别较多,且教学要求又