基于Web的工程制圖協(xié)同學(xué)習(xí)系統(tǒng)的實現(xiàn)

1、基于Web的工程制圖協(xié)同學(xué)習(xí)系統(tǒng)的實現(xiàn)徐建成 宗士增 司相凱 （南京理工大學(xué)機械工程學(xué)院 南京210094）摘 要 通過傳統(tǒng)教教學(xué)方式和基基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)習(xí)的方式的分分析和比較，得得到基于網(wǎng)絡(luò)絡(luò)協(xié)同學(xué)習(xí)的的諸多優(yōu)點，提提出了一種基基于Web的的工程制圖網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同教學(xué)學(xué)的模型，并并對各個模塊塊進行分析。經(jīng)經(jīng)過試驗驗證證此系統(tǒng)取得得了較理想的的效果。關(guān)鍵詞 基于于Web， 協(xié)同學(xué)習(xí)， 多媒體，工工程制圖 The Reaalizattion oof Webb-Baseed Enggineerring GGraphiics Coollaboorativve Stuuding Systeem SI Xian

2、ng-Kaii XU JJian-CCheng ZONGG Shi-Zeng(Instittue off Mechhanicaal Engineeeringg, Nannjing Univeersityy of SSciencce andd Techhnologgy, Naanjingg 2100094)Abstracct The ttradittionall way of sttudy aand thhe Webb-baseed stuudy arre anaalyzedd. Mucch Webb-baseed stuudys stroongpoiints hhave bbeen ggot.

3、 AA modeel of Web-bbased enginneerinng graaphicss colllaboreeativee studding aare prresentted. EEach mmodulee is aanalyzzed. TThis ssystemm givee us aa satiisfyaiing reesult.Key woord WWeb-baased, collaaborattion, multiimediaa, VR.1 引 言言隨著計算機網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的普及，新新的軟件、硬硬件和用戶數(shù)數(shù)據(jù)通信界面面開始逐漸改改變?nèi)藗儷@取取信息的方式式。人們開始始從被動的接接受

4、信息變?yōu)闉橹鲃荧@取，進進而變?yōu)橹鲃觿又圃?、提供供信息。Innterneet的出現(xiàn)和和Web技術(shù)術(shù)的發(fā)展，更更有力的支持持了電子信息息服務(wù)和大眾眾信息媒體的的傳播。在教教育方面，WWeb匯集了了各種各樣的的網(wǎng)絡(luò)資源和和交互式多媒媒體信息，它它的多平臺交交互和多媒體體功能為教師師提供了新的的教學(xué)環(huán)境和和教學(xué)手段。人人們的工作方方式具有群體體性、協(xié)作性性、交互性和和分布性等特特征，學(xué)習(xí)也也是如此，僅僅僅強調(diào)個別別化是不行的的。基于Weeb的協(xié)同學(xué)學(xué)習(xí)研究以提提高教學(xué)效率率和質(zhì)量為目目標(biāo)；老師和和學(xué)生可以在在網(wǎng)上學(xué)習(xí)、討討論，充分體體現(xiàn)以人為本本、團結(jié)協(xié)作作的思想，最最終實現(xiàn)教學(xué)學(xué)質(zhì)量的整體體水平的提

5、高高。在我國，長期以以來傳統(tǒng)的教教育方式以教教師、課堂、書書本為中心，老老師講、學(xué)生生聽，使學(xué)習(xí)習(xí)的主體學(xué)生長期處處于被動地位位，學(xué)習(xí)效率率低。90年年代后，在新新技術(shù)帶動下下教學(xué)改革如如火如荼的開開展開了，其其中比較有代代表性的便是是CAI計算機輔助助教學(xué)。多媒媒體技術(shù)給課課堂教學(xué)引入入了圖形、文文字、影象、聲聲音、動畫和和視訊等多種種媒體，提高高了教學(xué)效率率，也激發(fā)了了學(xué)生的創(chuàng)造造性思維。但但是，CAII不能體現(xiàn)出出協(xié)同學(xué)習(xí)的的優(yōu)勢，在學(xué)學(xué)習(xí)過程中學(xué)學(xué)生是被動的的，教師與學(xué)學(xué)生間無法交交流，在教學(xué)學(xué)過程中需要要教師針對性性的指出學(xué)生生錯誤，交互互的交流指導(dǎo)導(dǎo)，協(xié)同學(xué)習(xí)習(xí)可以產(chǎn)生群群體氣氛，

6、通通過共同討論論，建構(gòu)，彌彌補個別化學(xué)學(xué)習(xí)的不足。Interneet網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)的實現(xiàn)形式式目前來看， IInternnet網(wǎng)絡(luò)教教學(xué)主要有以以下幾種方式式： 用WWWW瀏覽器開展展簡單的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)教學(xué)。WWW（全球信信息網(wǎng)）是IInternnet中的超超文本超媒體體信息查詢系系統(tǒng)，使用超超文本傳輸協(xié)協(xié)議（HTTTP）傳送，WWWW可以把把全球Intternett上不同站點點的信息進行行有機組合，并并按相關(guān)程度度鏈接起來，提提供了快速導(dǎo)導(dǎo)航的手段?？煽赡芾肳WWW的強大檢檢索功能和IInternnet中的豐豐富教學(xué)資源源，為學(xué)習(xí)者者提供大量的的教學(xué)信息，開開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)。這種方式式比較適合于于學(xué)生

7、課后查查閱與教師課課堂教學(xué)內(nèi)容容相關(guān)的背景景資料，有利利于擴大學(xué)生生的知識面。 利用HTTML建立網(wǎng)網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)統(tǒng)。 借助于諸諸如HTMLL、ASP等等網(wǎng)絡(luò)語言，在在Interrnet上建建立自己的WWeb網(wǎng)站，從從而使相關(guān)的的多媒體教育育信息能在網(wǎng)網(wǎng)上發(fā)布，學(xué)學(xué)生通過瀏覽覽器訪問，可可以使學(xué)生在在因特網(wǎng)上按按教師的意圖圖或教師指定定的內(nèi)容進行行學(xué)習(xí)。另外外，教師還可可以借助HTTML語言在在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布布學(xué)生成績、評評選優(yōu)秀學(xué)員員，通過E-mail、交交互軟件等實實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)交互答疑，開開辟網(wǎng)上教學(xué)學(xué)論壇供師生生探討共同感感興趣的話題題等等，從而而使學(xué)習(xí)效率率提高，教學(xué)學(xué)方式更多樣樣化。 通

8、過Javva實現(xiàn)實時時交互教學(xué)。 利用Jaava語言實實現(xiàn)網(wǎng)上教學(xué)學(xué)已經(jīng)成為世世界教育技術(shù)術(shù)研究重點，因因為它可以很很好的滿足教教學(xué)對交互的的實時、靈活活的要求 。鑒鑒于目前我國國許多高校已已建立了連通通Interrnet的校校園網(wǎng)，Jaava語言為為我們提供了了難得的機遇遇。應(yīng)該高度度重視用Jaava開發(fā)網(wǎng)網(wǎng)上教學(xué)信息息，滿足實際際教學(xué)需要。 虛擬現(xiàn)實實建模語言是是描述基于通通過Inteernet的的多個參加者者的交互仿真真環(huán)境語言。利利用VRMLL，虛擬世界界的顯示、交交互和互連等等所有方面都都可在Intternett網(wǎng)上實現(xiàn)，把把Interrnet帶入入全新的三維維空間，并能能通過Jav

9、va的Appplet實現(xiàn)現(xiàn)與三維空間間的對象進行行多用戶的實實時交互；利利用VRMLL，用戶可以以在虛擬的教教室里漫步，翻翻閱一本虛擬擬的書籍，甚甚至填寫一些些虛擬的卡片片目錄。VRRML象HTTML一樣，用用ASCIII文本格式來來描述境界和和鏈接。在保保證在各種平平臺上通用的的同時，也降降低了數(shù)據(jù)量量，從而在低低寬帶的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上也可實現(xiàn)現(xiàn)。而且Jaava和VRRML可以很很好的交互，因因入VRMLL可以使網(wǎng)絡(luò)絡(luò)學(xué)習(xí)變得更更加生動。3基于Web的的工程制圖協(xié)協(xié)同學(xué)習(xí)系統(tǒng)統(tǒng)的特點 協(xié)同教學(xué)允許存存在時間和空空間地域上的的分布，他們們之間的交互互既可以同步步發(fā)生，也可可以異步發(fā)生生。隨著Inter

10、rnet在學(xué)學(xué)校應(yīng)用的廣廣泛深入，異異地方式的協(xié)協(xié)同教學(xué)更受受歡迎，它具具有以下的特特點：學(xué)生和教師，學(xué)學(xué)生和學(xué)生，在在任何連網(wǎng)的的計算機上都都能進行學(xué)習(xí)習(xí)、交流，不不受地點的限限制。真正可可以實現(xiàn)任何何人、任何地地點、以多種種網(wǎng)絡(luò)交互的的方式與老師師、同學(xué)交流流和討論。對對某個學(xué)習(xí)內(nèi)內(nèi)容的討論可可以持續(xù)進行行，任何人都都可以加入，提提高了討論的的深度和廣度度。參加學(xué)習(xí)習(xí)討論的都是是對問題感興興趣的人，能能平等的參與與，積極主動動的交流討論論?；赪eeb的協(xié)同學(xué)學(xué)習(xí)的優(yōu)點還還有：能產(chǎn)生一種群體體氣氛，充分分發(fā)揮群體動動力和集體協(xié)協(xié)同合作的協(xié)協(xié)作效應(yīng)。有利于實現(xiàn)與高高級認知技能能、人際交流流技

11、能以及情情感態(tài)度有關(guān)關(guān)的教學(xué)目標(biāo)標(biāo)，以補充個個別化教學(xué)的的不足。真正把因材施教教與擴大教學(xué)學(xué)規(guī)模統(tǒng)一起起來，有效解解決個別化教教學(xué)與班級教教學(xué)的矛盾。能把現(xiàn)代技術(shù)、教教育理論和傳傳統(tǒng)的班級教教學(xué)優(yōu)勢很好好的結(jié)合起來來。使遠程教學(xué)更加加有效和更有有吸引力。智能化的學(xué)習(xí)系系統(tǒng)，可以人人性化引導(dǎo)學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)，并并能指導(dǎo)學(xué)生生的不足，以以彌補網(wǎng)絡(luò)教教學(xué)存在的不不足。 基于Web的的工程制圖協(xié)協(xié)同學(xué)習(xí)系統(tǒng)統(tǒng)模型基于Web的機機械制圖協(xié)同同教學(xué)采用TTCP/IPP協(xié)議實現(xiàn)遠遠程交互式教教學(xué)；同時，應(yīng)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫將將學(xué)生的信息息保存起來，通通過智能化模模塊，對一些些共性的問題題系統(tǒng)統(tǒng)一指指導(dǎo)，消除個個體間的差異

12、異，是學(xué)生能能較好的掌握握這門課程。系系統(tǒng)的主要功功能有交互性性通過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)及時的了解解學(xué)生情況和和演示教學(xué)內(nèi)內(nèi)容，并加以以指導(dǎo)；智能能性系統(tǒng)可以以保存學(xué)生的的所有信息，能能在一定情況況下有針對性性的指導(dǎo)學(xué)生生，并可給出出學(xué)生一些智智能化的提示示及導(dǎo)航；管管理化系統(tǒng)對學(xué)學(xué)生信息、學(xué)學(xué)習(xí)測驗及交交互信息進行行管理。課件庫學(xué)生數(shù)據(jù)庫教學(xué)規(guī)則庫LAN或Internet學(xué)習(xí)評價程序指導(dǎo)授課程序試題庫課程信息庫課件庫學(xué)生數(shù)據(jù)庫教學(xué)規(guī)則庫LAN或Internet學(xué)習(xí)評價程序指導(dǎo)授課程序試題庫課程信息庫Server1Server1Server2Server2教學(xué)管理學(xué)生教學(xué)管理學(xué)生教師教師 圖圖1 系統(tǒng)建立在

13、Weeb協(xié)議的基基礎(chǔ)上?？傮w體結(jié)構(gòu)模型如如圖1所示，其其中：學(xué)生數(shù)數(shù)據(jù)庫用于記記錄學(xué)生的基基本信息，如如姓名、登錄錄密碼等，同同時也記錄了了學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)狀況；課件件庫中存放了了工程制圖的的多媒體課件件，模型及其其動畫等供指指導(dǎo)授課程序序調(diào)用，同時時學(xué)生也可以以根據(jù)自己的的興趣自由調(diào)調(diào)用；而課程程信息庫記錄錄了這門課的的信息，如授授課內(nèi)容、知知識點；教學(xué)學(xué)規(guī)則庫中存存放了教學(xué)規(guī)規(guī)則，如當(dāng)學(xué)學(xué)生在做一些些基本概念題題或低難度的的題時，提示示學(xué)生重溫習(xí)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。試試題庫是每個個章節(jié)的相關(guān)關(guān)試題，也供供指導(dǎo)授課程程序調(diào)用，調(diào)調(diào)用時是隨機機調(diào)用，比如如從10道題題目中隨機的的調(diào)用5題。學(xué)生通過Dess

14、ktop完完成登錄，并并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)環(huán)境進行交互互式協(xié)同學(xué)習(xí)習(xí)，指導(dǎo)授課課程序引導(dǎo)學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)，并并智能化的指指導(dǎo)學(xué)生的不不足，根據(jù)學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀狀況更新數(shù)據(jù)據(jù)庫的內(nèi)容。學(xué)學(xué)習(xí)評價程序序通過數(shù)據(jù)庫庫中學(xué)生的各各方面資料，給給學(xué)生一個總總體評價。教教師也從Deesktopp等錄，實時時的指導(dǎo)學(xué)生生的學(xué)習(xí)，解解答學(xué)生提問問，給出談?wù)撜撝黝}或者提提出有代表性性的問題等，并并能通過在線線BBS，聊聊天室，NeetMeetting等和和學(xué)生實時交交互指導(dǎo)。教教學(xué)管理也是是由Deskktop實現(xiàn)現(xiàn)的，教學(xué)管管理者可以以以專有的身份份對服務(wù)器的的程序和數(shù)據(jù)據(jù)庫進行修改改，更新。系系統(tǒng)的各個主主要模塊的功功能如圖

15、2所所示。協(xié)同教學(xué)系統(tǒng)查詢信息交互學(xué)習(xí)界面登錄界面教師模塊學(xué)生模塊協(xié)同教學(xué)系統(tǒng)查詢信息交互學(xué)習(xí)界面登錄界面教師模塊學(xué)生模塊測試模塊教學(xué)管理測試模塊教學(xué)管理疑難問題解答查看學(xué)生學(xué)習(xí)信息提示自動批改題庫取題疑難問題解答查看學(xué)生學(xué)習(xí)信息提示自動批改題庫取題系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視刪除修改錄入系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視刪除修改錄入圖2系統(tǒng)的功能能模塊圖登錄界面5 基于Webb 的工程制制圖協(xié)同學(xué)習(xí)習(xí)系統(tǒng)的實現(xiàn)現(xiàn)方法登錄界面實現(xiàn)此系統(tǒng)的主主要的軟件是是Interrnet EExplorre5.0以以上版本、MMicrossoft的IInternnet Innformaation Serveer（IISS）和NettMeetiin

16、g等。學(xué)生通過登錄界界面登錄，服服務(wù)器將提交交的用戶信息息與數(shù)據(jù)庫里里的信息如用用戶名密碼進進行比較分析析，使的學(xué)生生能登錄到學(xué)學(xué)習(xí)界面。系系統(tǒng)會把每一一個學(xué)生的交交互信息自動動添加到數(shù)據(jù)據(jù)庫，其中包包括學(xué)生的學(xué)學(xué)習(xí)時間，測測驗情況，學(xué)學(xué)習(xí)進度等。在在系統(tǒng)的指導(dǎo)導(dǎo)下，學(xué)生可可以完成各個個章節(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)，伴著生動動的網(wǎng)頁和形形象直觀的動動畫學(xué)生可以以高效率的學(xué)學(xué)習(xí)工程制圖圖這門課程。在在沒有教師的的情況下，系系統(tǒng)還可以智智能化的指導(dǎo)導(dǎo)學(xué)生的不足足。比如彈出出提示窗口，指指出問題和解解決的方案。教師以教師身份份登錄，可以以監(jiān)視系統(tǒng)的的狀態(tài)，查看看學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)情況，并能能解答一些疑疑難問題，交交互的和

17、學(xué)生生交流。教師師可以在適當(dāng)當(dāng)?shù)臅r候通過過NetMeeetingg和同學(xué)們召召開網(wǎng)絡(luò)會議議。每學(xué)完一個章節(jié)節(jié)，學(xué)生會有有一次測驗，測測試模塊就可可以隨機的從從試題庫調(diào)出出題目讓學(xué)生生解答，并進進行打分評測測。對學(xué)生學(xué)習(xí)的整整體情況，系系統(tǒng)的學(xué)習(xí)評評價程序會根根據(jù)學(xué)生的學(xué)學(xué)習(xí)時間、測測驗結(jié)果、交交互狀況及其其學(xué)習(xí)進度按按照學(xué)習(xí)評價價算法進行評評測，給出每每一個學(xué)生一一個總體評價價。學(xué)生可以通過在在線BBS、主主題聊天室、留留言板、NeetMeetting等進進行交流與協(xié)協(xié)作,如圖33主學(xué)習(xí)界面面和圖4 BBBS在線論論壇界面。主學(xué)習(xí)界面由標(biāo)標(biāo)題、導(dǎo)航條條、和主瀏覽覽界面組成。如如圖所示，學(xué)學(xué)生點

18、擊導(dǎo)航航條上的內(nèi)容容就可以進入入聊天室、在在線BBS等等交互界面，主主瀏覽界面由由章節(jié)目錄和和圖文框組成成，學(xué)生點擊擊做變得每節(jié)節(jié)的超鏈接標(biāo)標(biāo)題就可以在在右邊的的圖圖文框里瀏覽覽學(xué)習(xí)內(nèi)容了了，圖文框里里嵌入了動畫畫插件，可以以點擊瀏覽動動畫。在線BBS論壇壇界面，由三三部分組成。最最上面的工具具條可以讓學(xué)學(xué)生查看在線線人員和新發(fā)發(fā)表文章，學(xué)學(xué)生可以給在在線或者不在在線的老師同同學(xué)留言。左左下區(qū)域是文文章目錄區(qū)域域，點擊可以以在右邊閱讀讀文章，右邊邊的表單區(qū)域域可以供學(xué)生生撰寫文章和和留言，也通通過個區(qū)域查查看文章和留留言。在線BBBS是師生生進行協(xié)同學(xué)學(xué)習(xí)的一個重重要手段。 圖圖3 主學(xué)習(xí)習(xí)界面6 結(jié)束語 計算機機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的的發(fā)展給網(wǎng)絡(luò)絡(luò)教學(xué)注入了了新的活力，本本文提出了一一種工程制圖圖的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同同教學(xué)系統(tǒng)，建建立了一種工工程制圖網(wǎng)絡(luò)絡(luò)協(xié)同教學(xué)的的模型。充分分利用了網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的優(yōu)勢，彌彌補了傳統(tǒng)教教學(xué)方式的不不足。通過試試驗該系統(tǒng)取取得了較理想想的效果。在實驗?zāi)Ｐ椭形椅覀儗υS多因因素做了簡化化，比如，模模塊中的指導(dǎo)導(dǎo)授課程序雖雖然已經(jīng)能夠夠智能化的指指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)學(xué)習(xí)，但是它它仍然只是該該領(lǐng)域一個初初步的探索，學(xué)學(xué)習(xí)評價程序序里的學(xué)習(xí)評評價算法，也也有待更深一一步的研究，總總