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《機械CAD基礎》是高等學(xué)校機械基礎類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要技術(shù)基礎課程，主要講述CAD原理、數據庫結構、二維圖形技術(shù)、三維造型技術(shù)等內容，通過(guò)課程的學(xué)習，使學(xué)生掌握CAD技術(shù)的基礎知識，為后續的CAD／CAM、機械設計、課程設計等課程學(xué)習打下基礎。 隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的課程都使用以計算機為手段的電子教學(xué)系統。電子教學(xué)手段可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提高課程的學(xué)習效率。以往的《機械CAD基礎》自主學(xué)習系統大都由非工業(yè)設計專(zhuān)業(yè)的任課老師自己制作，較少從工業(yè)設計角度考慮人機界面、色彩設計、文字設計及人機交互設計等因素，缺乏人性化設計。本文運用工業(yè)設計原理。對原有的自主學(xué)習系統進(jìn)行重新設計，取得了良好的教學(xué)效果，并為其他課程的自主學(xué)習系統設計提供了良好的思路。 1 系統結構設計 1.1 系統結構 根據課程的知識結構，共分緒論、工程數據結構與數據庫、圖形處理原理、工程圖樣的繪制、三維幾何造型等內容，因此設計系統結構如圖1所示。 1.2 開(kāi)發(fā)工具 以往的學(xué)習系統開(kāi)發(fā)使用Authorware+Powerpoint制作模式，文件占用磁盤(pán)空間大，不利于網(wǎng)絡(luò )傳輸，影響了系統的在線(xiàn)使用。Flash技術(shù)現已經(jīng)廣泛用于網(wǎng)頁(yè)、網(wǎng)站學(xué)習系統的制作，用它制作的網(wǎng)頁(yè)具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)文件占用空間小，便于傳輸和攜帶； (2)圖形、文字處理能力強； (3)兼容性好，交互性強。因此本文使用Flash技術(shù)作為學(xué)習系統制作的主要開(kāi)發(fā)手段。 2 系統的設計原則 從工業(yè)設計角度出發(fā)，自主學(xué)習系統的設計主要應從界面設計、色彩設計、文字設計及人機交互設計等幾方面進(jìn)行考慮。 2.1 界面設計 界面設計是自主學(xué)習系統設計的重要部分，是用戶(hù)在與計算機交互時(shí)對所用的溝通符號的設計。界面是用戶(hù)與系統交互的窗口，用戶(hù)通過(guò)界面向計算機輸入信息進(jìn)行控制、查詢(xún)和操作，系統則通過(guò)界面向用戶(hù)提供課程信息。好的界面設計，有助于學(xué)習者對知識的理解和記憶，方便對系統的使用，激發(fā)學(xué)習興趣。 界面設計主要應遵循以下原則： (1)一致性。一致性指系統界面整體上的一致感。對于具有同樣功能的操作對象，在表現形式上要力求一致，起控制作用的按鈕和圖標也應一致。 (2)適應性。由于用戶(hù)個(gè)別差異的存在，系統設計應盡量讓不同的用戶(hù)均可以獲得他們所需要的學(xué)習方式。對不同認知風(fēng)格的用戶(hù)應提供不同的學(xué)習與操作方法。 (3)靈活性。體現靈活性的系統應允許用戶(hù)能用與他的知識技能和經(jīng)驗相稱(chēng)的方式進(jìn)行交流，如顯示或不顯示提示，允許缺省設置，建立用戶(hù)記憶等。 (4)易學(xué)易用性。一個(gè)好的學(xué)習系統應該易學(xué)易用，便于上手，否則無(wú)論采用的技術(shù)多先進(jìn)，設計的功能多復雜，但用戶(hù)對它都會(huì )望而生畏，這樣這個(gè)系統就沒(méi)有生命力，學(xué)生就不愿意使用。 2.2 色彩設計 學(xué)習系統的設計要用到各種各樣的顏色，協(xié)調搭配的色彩可以吸引用戶(hù)的視覺(jué)感官，從而引起用戶(hù)的注意，只要色彩使用恰當，就能促進(jìn)用戶(hù)對屏幕上各部分內容的識別，突出差異，使內容顯示更為醒目，更富有趣味性。 色彩的運用應注意如下原則： (1)避免同時(shí)使用太多顏色； (2)用色彩起強調作用； (3)視野的中心多選用紅、綠色，而邊沿則比較適于采用藍、黃、黑色三種顏色。相對來(lái)說(shuō)，邊緣部分的色彩不易引起注意，所以必要時(shí)可采用閃爍、動(dòng)畫(huà)等其他技巧來(lái)配合。 2.3 文字設計 課件的文字設計應考慮以下幾點(diǎn)因素： (1)文字內容要逐步引入。對于每一屏文字資料，應該隨著(zhù)講課過(guò)程逐步顯示，符合學(xué)習的認知規律。 (2)要采用合適的字體、字號與字形。文字的字號要適中，選擇的字體要醒目，對于中文一般宜采用宋體、黑體和隸體。對于文字內容中關(guān)鍵性的標題、結論、總結等，要用不同的字體、字號、字形和顏色加以區別。 (3)文字和背景的顏色搭配要合理。文字和背景顏色的搭配要醒目，易讀，長(cháng)時(shí)間閱讀不至于疲勞。一般文字顏色都以亮色為主，背景顏色都以暗色為主。 2.4 人機交互 人機交互指人與計算機之間使用某種對話(huà)手段，以一定交互方式，為完成特定任務(wù)而進(jìn)行的人機之間信息交換的過(guò)程。人機交互設計主要應遵循的原則有：友好性、靈活性、功能性、明確性、一致性、可靠性、圖形化。 該系統的人機交互內容在遵循以上設計原則的基礎上，選用“按鈕”和“點(diǎn)擊對象”的交互方式，支持鼠標和鍵盤(pán)，避免了層次太多的交互菜單，可以方便地在各章節間跳轉。 3 系統的詳細設計 3.1 片頭動(dòng)畫(huà)與片尾動(dòng)畫(huà)模塊 動(dòng)畫(huà)在制作過(guò)程中主要依靠動(dòng)作補間技術(shù)來(lái)完成。在整體的構圖上主要由四部分構成。按鈕層加入腳本如下： 進(jìn)入主界面時(shí)： 3.2 主交換模塊 主交換子模塊是學(xué)習系統的核心，它控制了5個(gè)學(xué)習內容的調用。根據圖1的系統結構制作了7個(gè)按鈕，分別是緒論、工程數據結構與數據庫、圖形處理原理、工程圖樣的繪制、三維幾何造型、實(shí)例演示及退出系統。每個(gè)按鈕中都寫(xiě)入相應的調用語(yǔ)句，以進(jìn)入相應章節。 3.3 緒論模塊 這一模塊的二級制作內容包括CAD技術(shù)概論、CAD系統組成、CAD技術(shù)的應用及CAD發(fā)展趨勢。 根據這部分知識的特點(diǎn)，采用了二層導航的方式進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示。 3.4 工程數據結構與數據庫模塊 這一模塊的二級制作內容包括工程數據概述、圖形數據結構及工程數據庫。 在本模塊的制作方法上，主要是采用Flash本身提供的幻燈片功能加上加鈕導航的方式制作的。 3.5 圖形處理原理模塊 這一模塊的二級制作內容包括圖形變換、圖形的裁剪、消除隱藏線(xiàn)和實(shí)體的表現。 這一章在制作上主要是通過(guò)按鈕的導航方式來(lái)完成的。每個(gè)知識點(diǎn)均放在不同的場(chǎng)景中，以方便修改。在這一章中使用了大量的視頻文件，根據視頻文件的大小，采用了直接導入視頻文件的方法，使視頻文件在庫中以一個(gè)文件的形式存在，隨時(shí)可以調用。 3.6 工程圖樣的繪制模塊 該模塊的二級制作內容包括工作界面、繪圖準備、圖形繪制、圖形編輯、圖案填充、文字處理、圖形復用、尺寸標注、輔助繪圖及繪圖舉例。 該模塊中主要采用逐幀動(dòng)畫(huà)的方式進(jìn)行演示。將演示的內容分別放置在不同的關(guān)鍵幀中，通過(guò)按鈕來(lái)完成幀間跳轉，其控制流程見(jiàn)圖2。 3.7 三維幾何造型模塊 該模塊的二級制作內容包括造型環(huán)境、三維面創(chuàng )建、三維實(shí)體創(chuàng )建、三維實(shí)體編輯、效果圖的表現及特征造型法。該模塊同樣也采用逐幀動(dòng)畫(huà)的方式進(jìn)行演示。 3.8 實(shí)例演示模塊 實(shí)例演示模塊是通過(guò)調用多個(gè)視頻來(lái)完成對二維動(dòng)畫(huà)、三維動(dòng)畫(huà)的演示。在制作過(guò)程中這部分采用逐幀動(dòng)畫(huà)的形式來(lái)完成。 3.9 腳本語(yǔ)言ActionScript ActionScript是Flash的腳本語(yǔ)言。正是由于Flash中增加了ActionScript語(yǔ)言，才使用戶(hù)創(chuàng )作出來(lái)的動(dòng)畫(huà)具有很強的交互性。它是從類(lèi)似JavaScript，面向對象的語(yǔ)言擴展和重建而來(lái)的，同樣需要具有事件、數據類(lèi)型、對象和語(yǔ)法等。 ActionScript具有標準的實(shí)施方案以及靈活的圖形和音頻功能，該課件開(kāi)發(fā)中章節的跳轉，影片的調用和控制都使用到了腳本語(yǔ)言。使用ActionScript調用影片的程序段如下： 4 結 語(yǔ) 課程的自主學(xué)習系統設計除了包含基本教學(xué)內容外，還應當考慮到人機界面、色彩設計及人機交互等技術(shù)性問(wèn)題。本文基于工業(yè)設計原理對課程組原來(lái)設計的機械CAD基礎自主學(xué)習系統進(jìn)行了重新設計，制作了新的自主學(xué)習系統。新系統已在教學(xué)中使用了三屆，學(xué)生普遍反映界面更加簡(jiǎn)潔清新，內容跳轉更加容易，課件整體更加人性化，更加符合自主學(xué)習的學(xué)習規律，因此取得了良好的教學(xué)效果，深受學(xué)生的歡迎。 |
