液压与气动技术网络教学系统的开发与应用

　　液压与气动技术是自动化类、机电类、机械类等专业的一门专业课, 涉及的元器件多, 图形符号规范化要求高, 液压与气动回路设计繁琐, 安装、调试、使用、维护、故障排除实践性强。针对此特点, 开发了基于 web 的液压与气动技术网络教学系统, 并在此基础上搭建了虚拟实践教学平台。本系统具有方便快捷、自主性强、直观明了等优点, 有较好的推广应用前景。

　　1 软件的开发

　　液压与气动技术网络课程软件是在认真研究学生的认知特点、明确教学目标、钻研教学内容的前提下设计的。参考典型教材教学内容的知识单元划分, 又把每个知识单元分为若干个知识点。对每一个知识点都进行了分析, 明确了教学目标、教学重点、学习难点, 采用了较为恰当的多媒体方式加以表现, 并提供了典型例题、习题。习题与对应的知识点虽不在同一模块, 但可以通过超链接方便地切换。

　　1.1 软件设计的目标

　　利用多媒体技术和网络技术, 将液压与气动技术各学习环节特别是实践环节, 用图形、动画等形式表现出来, 再结合文字和声音材料, 给学生营造一个良好的学习环境, 满足网络课堂教学、学习活动的需要, 并能在Internet 上实现教学活动的各个环节。

　　1.2 软件的设计方法

　　依照模块化的设计思路, 进行如下模块的设计, 系统整体结构框图如图1。

　　( 1) 登录管理模块的设计。包括登录过程的实现和管理员对登录数据库的管理。登录过程就是对用户身份的认证, 它可根据登录用户类型的不同进入不同的页面。登录数据库使用查看模式、修改模式和添加模式进行管理。在查看模式下,可以查看所有用户的登录信息, 但不能修改; 在修改模式下,可以对数据库的信息进行修改, 修改的信息通过提交写回数据库中; 在添加模式下, 可以实现数据库信息的添加。三种模式的转换, 可以通过点击相应的按键实现。

　　( 2) 教学系统模块的设计。教学系统页面应用flash 或Solidworks 制作, 按照适合学生学习的方式加以组织, 并添加了各种快捷按键, 方便在不同页面间切换。教学系统模块分为以下六个子模块: 液压传动与气压传动基础、液压气动元件、液压气动回路及其图形符号规范、液压气动系统的设计、液压系统的拆装与故障排除、气动系统的安装调试及其维护[1~2]。该模块主要利用flash 制作主页面, 其中插入了大量以flash 制作的二维、3Dmax 制作的三维动画以及部分通过扫描仪和Photoshop 处理的实物图。例如, 用二维动画展示了齿轮泵吸、压油的工作原理和工作过程; 使用三维造型软件对液压缸造型, 再在3Dmax 环境下模拟液压油流动状态, 将液压油流动过程中不同部件的动作和运动状态展现出来。还有一些子模块, 如液压系统的拆装与气动系统的安装是用Solidworks 开发的虚拟拆装实验室[3], 能对液压气动元器件在Solidworks 自带的eDrawings 环境下进行拆装。动画及图片一般插在文字中间, 通过鼠标点击浮动文字可以观看动画,进行浏览学习。帮助文件可帮助学生完成对eDrawings 文件的查阅和操作。