工程制图综合学习系统研发

梅黎锦

（上海电机学院 高职学院，上海 200240）

目前工程制图教学多采用传统教学和现代教学相结合的方法，学生在课堂上接受了大量的知识，但课后往往感觉没有掌握多少内容，做起习题无从下手，要深入消化和掌握课堂上学习的内容，预习、复习和练习均非常重要，可是现有的课件和教材不配套，配套的纸质作业又有无法多次练习的缺陷，为了弥补现有的缺陷和适用性，在吸取前人先进经验的基础之上，针对理工科高职高专学生，利用数据库技术实施动态管理，为本系统设计了学习、练习及测试3个主要功能模块.

1 系统总体设计

1.1 学习模块

学习模块主要用于学生课前预习和课后复习，其内容包含有ppt课件、Flash动画和三维参数化演示程序.针对三维参数化演示程序，要求使用的计算机上安装有AutoCAD2004或AutoCAD2010版，使用演示程序前先确认安装的版本再运行相应的程序.学习部分对加强基本概念的掌握和了解，强化课程的后续学习是必不可少的.

1.2 练习模块

练习模块主要用于学生进行作图训练.由于工程制图课程开始学习时学生可能对AutoCAD软件还不是很熟悉，此时的作业主要停留在纸质练习上，所以要考虑方便学生打印后练习.当学习进入到一定阶段后，练习可以上机进行，学生可智能选取相应的习题，进入AutoCAD环境进行练习.每个习题均配有对应的习题答案文件，答案文件有DWG（AutoCAD文件扩展名）格式和SWF（Flash文件扩展名）格式2种，DWG格式文件包含视图答案和三维模型，视图答案放在图纸空间，补线补图内容以红色线条凸现，三维模型放在模型空间，学生可进行动态观察.SWF格式文件详细演示作图步骤并包含提示信息，指出作图中用到的理论重点和易犯的错误.

1.3 测试模块

测试模块含有多套模拟试卷和配套答案，供学生模拟考试检验学习效果.文件形式有两类，一类是基础概念部分，文件为 Word文档，内容包含单选题和多选题，另一类是作图题，形式为DWG文档，可用AutoCAD直接打开进行测试.

为了保证题库数据不被任意改变，学生练习和测试的文档在保存时系统会提示“另存为”，学生可以另外选择保存目录和文件名，这样也便于学生对所做练习和测试内容进行保管.

2 数据库的设计

本数据库的特点是文件形式多样，要能够支持文本数据、图形数据、图像数据和动画数据，对大量杂乱无章的原始数据进行收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、计算、统计和传输等一系列加工处理［1］，是本数据库设计的重要内容.

本系统设计以WindowsXP为操作系统平台，DBMS采用Access，应用系统的开发工具采用Visual Basic6.0，利用SQL语言实现对数据库进行记录的查询、修改、增加和删除等操作，按需求分析、概念结构分析、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施及数据库运行和维护6个阶段对数据库及其应用系统进行开发［2，3］.下面就本系统设计过程的几个重要步骤简述如下.

2.1 需求分析

本系统主要使用对象是教师和学生.教师是系统的设计和管理者，应可以方便地管理本系统中所包含的各项内容，如对题库中的内容进行查询、修改、增加和删除等操作.学生则可选择进行相关课程内容的学习、练习或自我测试，对练习和测试内容可以另存，但不能对题库中的内容进行修改、增加和删除操作.学生对学习、练习和测试内容的查询和选择要求是智能的，可通过输入多种查询主题找寻想要查找的内容，如输入章节、关键字或题号进行查找、预览查询结果，然后进入相关内容操作.根据需求分析，本系统的组成模块如图1.

2.2 系统工作流程

本系统工作流程如图2.

图1 系统模块组成框架Fig.1 Frame of system module

2.3 设计数据表

为便于本系统题库管理，同时也考虑降低系统功能实现的复杂度，数据库采用Microsoft Access作为数据源，利用Access软件设计并建立1个数据库，名为EngDrawing-Lib，所有文件保存在该文件库中.文件通过数据库中的文件信息表映射到文件库中.

文件通过数据库中的文件信息表映射到文件库中，这样设计的优点有：

（1）用户在对文件更名、文件状态修改时系统对数据库中文件表中的记录进行修改，而不是直接去操作磁盘上的文件，提高响应速度.

（2）用户删除文件时，系统只是把数据库中文件表中对应记录置为“无效”状态，而不是直接删除磁盘上的文件.保证学生误操作情况下仍可以恢复被“删除”的文件.

文件库中包括习题文件库、学习文件库以及测试文件库.习题文件库主要是作图题，当学生根据主题找到相应的文件后，就可以打开该文件进入AutoCAD界面操作，并可将文件另存在其他目标地址，同时，学生也可以通过选择查看，得到该习题的答案、作图步骤等；学习文件库主要是文档文件和多媒体课件的内容，将教师上课的课件也入库，是为了方便学生课后自学；测试文件库主要目的是让学生自我检测学习效果，内容包括作图题、概念题、是非题、单选题及多选题等，并包含相应的答案.

数据库必须能对图形文件进行有规律的存储，并且能在本系统中很好地调用，表1为其中的习题文件信息表.

图2 系统工作流程图Fig.2 Flow chart of system work

表1 习题文件信息表Tab.1 Exercises files information table

2.4 创建工程建立与数据库的连接，实现VB对Auto CAD的调用

在VB中创建1个工程，命名为Drawer Test.vbp，将上述创建的Eng Drawing-Lib数据库复制到代码目录中，以便建立数据库连接.

本系统采用ADO（Active X Data Objects）作为数据连接的手段，所以首先需要在工程中添加对ADO的引用，同时，由于系统中采用了文件系统对象，也要增加对该对象库的引用.应用数据控件创建工程，通过Connection String连接数据库［4］，实现Provider＝Microsoft.Jet.OLEDB.4.0；Data Source＝E：＼Eng-Drawing-Lib.mdb；Persist Security Info＝False连接.由于作图题的操作界面是Auto CAD，所以还要引用Auto CAD.用VB编写的外部程序操纵Auto CAD，将VB与Auto CAD连接起来，需要2个步骤：首先在VB编程环境中引用Auto CAD对象库；其次编写VB程序代码，创建Auto CAD对象，启动运行Auto-CAD.

2.5 界面设计

界面设计必须符合简单易用的特点.图3为学生练习模块界面，学生可通过选择难度、章节、主题等进行文件查询，并选择打开所选文件，进入Auto CAD界面操作.

3 结论

本课题所开发的应用系统功能丰富、操作简便，克服了纸质作业无法反复练习的致命缺点，具有一定的先进性、适用性和延展性，是学生学习工程制图课程的好帮手.论文以工程制图课程为例，说明了数据库技术在管理、保存和应用这些教学和学习文档中的具体应用，对相应教学系统的研究与开发有一定的参考价值.

图3 学生练习模块界面Fig.3 Interface of students’practicing module

［1］马健，王祎，谢步瀛.基于外部工程数据库的图形检索［J］.东华大学学报：自然科学版，2007，33（3）：382-384.MA Jian，WANG Wei，XIE Buying.Retrieval of graphic resource based on external engineering database［J］.Journal of Donghua University：Natural Science，2007，33（3）：382-384.

［2］萨师煊，王珊.数据库系统概论［M］.北京：高等教育出版社，2000.SA Shixuan，WANG Shan.An introduction to database system［M］.Beijing：Higher Education Press，2000.

［3］曹渠江.综合应用软件设计［M］.北京：清华大学出版社，2008.CAO Qujiang.The synthetic application of software design［M］.Beijing：Tsinghua University Press，2008.

［4］史斌星，史佳.Visual Basic贯通教程［M］.北京：清华大学出版社，2003.SHI Binxing，SHI Jia.Visual Basic through tutorials［M］.Beijing：Tsinghua University Press，2003.