毕业论文轮廓仪测量表面粗糙度实验教学平台(编辑修改稿)

毕业论文轮廓仪测量表面粗糙度实验教学平台(编辑修改稿)内容摘要：

83。 38 结 论 40 致 谢 41 参 考 文 献 42 江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 1 第一章 绪论 概述 由于学校实验教学教学资金有限，实验教学仪器相对落后，导致了实验教学内容陈旧，互换性测量实验、实训设备价格昂贵，资金投入大。 多媒体虚拟实验平台的制作与使用，能极大地降低验室建设成本，缓解由于财政压力给实验实训教学环节带来的不利影响，有利于学生实践操作能力的培养。 本次毕业设计主要使用的编程软件为 Authorware 软件，这是一款强大的多媒体程序制作软件，其制作的多媒体程序有很强的交互性，趣味性和实用性。 表面粗糙度是零件表面的微观几何特征 ，是影响零件的配合性质，导热性质，摩擦性质等的重要参数，也是评定零件质量的重要指标。 实验使用的是 JB1— C 型轮廓粗糙度测量仪，具有使用方便，测量准确等 优点。 研究现状及存在的问题 随着计算机多媒体技术的迅速发展，信息时代的学习、生活方式都发生了重大变革。 作为计算机辅助教学重要分支的虚拟实验教学技术也在蓬勃发展。 这也促成了作为培养和提高学生动手实践能力、观察能力、分析问题和解决问题能力等方面有着先天优势的高校进行实验教学改革。 目前，我国传统实验教学环节不足、实验资源不均衡，实验教学多采取教师讲授 ，学生模仿实践，导致了学生创新能力不足，缺乏交互性。 虚拟实验教学环境的研究与建设有利于解决当前实验教学中存在的问题。 在虚拟实验平台中，学生既可以在虚拟实验台上动手操作，又可自主实验，有利于培养的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。 学生更易获得相关的知识，科学的指导和敏捷的反馈。 虚拟实验平台是未来实验室建设的发展方向。 随着 虚拟实验 技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室 在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作 ,在实验教学方面也具有如利用率高，易维护等诸多优点。 近年来， ,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。 我国是制造业大国，在生产领域，质量检验是重要的一环，作为 零件质量指标之一的表面粗糙度检测尤为 重要。 目前的测量方法主要有轮廓仪测量法，样板比较法，光切测量法，干涉显微镜测量法等，各测量方法都能测量一定范围的江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 2 粗糙度值，已被广泛用于产品表面质量检测，但高校学生特别是 机械、 材料专业学生对粗糙度测量方法知之甚少。 江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 3 第二章 计算机辅助 教学 技术概述 计算机辅助 教学的概念 及意义 随着现代科学技术的发展，计算机在教育领域得到了空前的发展。 计算机不仅是一门学科，而且正逐渐成为有效的教学媒体和教育管理的重要工具。 计算机辅助教学 (Computer— Assisted Instruction,简称 CAI)。 计算机辅助教学的重要分支 —— 多媒体教学 的应用给课堂教学带来了无限的生机与活力，它使当今的教学手段、教学方法、教学观念、教 学形式、教学结构，以致教育思想与教学理论都发生了变革。 多媒体 教学的优越性 (1)多媒体 教学改变了传统教学手段。 它以巧妙的构思、生动的画面、形象的演示，引领课堂教学进入一个全新的境界。 计算机辅助教学不仅能替代许多传统教学的手段，而且能实现传统教学手段无法达到的教学效果。 利用计算机的动态画面展示事物发展或推理的全过程、利用它的图画特性将抽象的、理论的东西形象化、将空间的、难以想象的内容具体化 (2)多媒体 教学除了能表现传统教学无法实现的一些生动的效果外，还可以增加课堂容量，提高学生感知新知识的速度，加深学生对知识的理解程度。 由于利用计算机辅助教学手段，使讲解更直观、更清晰、更具吸引 力，更容易建立新旧知识之间的联系，学生学得更快且印象更深。 因此不论从理解或记忆的角度来看，计算机辅助教学都能达到良好的教学效果，它能使课堂容量大大提高，这是传统教学所无法比拟的。 (3)多媒体 教学能在学生和教师之间自由调整和控制学习进程。 计算机具有很强的交互性，信息反馈速度很快，能够及时在教与学之间作出反映、作出调整，教师对学生的学习状况能够充分把握，甚至对每一个学生的掌握程度都可以及时测试、单独指导，因此，在因材施教方面也有计算机辅助教学 (这里更倾向于计算机网络辅助教学 )独到的一面。 对我们进行分层 次教学提供了实施的可能性与理论依据。 (4)多媒体 教学以计算机为载体，具有极强的传播性，能让更多的教者与学者从中受到启发，能够反复多次使用，容易被修改和移植。 它利用计算机的海量储存功能储存大量的信息，可以随时调用各时期、各阶段、各方面的资料，是信息江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 4 的收集和传播方式的一次大变革，它还可以记忆学生所有的学习情况，以便学生及时更正思维方式思想方法，学生复习更是方便快捷。 同时，好的教学软件，还能推动教学改革的发展，好的教学方法也可随着软件迅速推广全国各地，这就促进了教学方法的更新。 因此，计算机辅助教学，作为信 息化工程的一部分，也展现了它独特的魅力。 目前，主要使用的多媒体 程序 制作程序为 Microsoft 公司的 powerpoit 软件，Adobe 公司的 AUthorware 软件。 前者 主要用于演示文稿的创建，即幻灯片的制作。 可有效帮助演讲、教学，产品演示等。 后者 是一种解释型、基于流程的图形编程语言。 Authorware 重要 用于创建互动的程序，其中整合了声音、文本、图形、简单动画，以及数字电影。 编制的 程序 具有强大的交互功能 ,可任意控制程序流程 ， 在人机对话中 ， 它提供了按键 ,按鼠标 ,限时等多种应答方式 ， 它还提供了许多系统变 量和函数以根据用户响应的情况 ,执行特定功能 ， 编制的软件除了能在其集成环境下运行外 ，还可以编译成扩展名为 .EXE 的文件 ， 在 Windows 系统下脱离 Authorware 制作环境运行。 多媒体 程序 的开发过程 多媒体程序 的制作开发是多媒体辅助教学的重 要环节。 工欲善其事必先利其器，有了丰富多样，功能强大的多媒体程序 ，才能保证多媒体辅助教学收到预期的效果。 其制作过程可分为 需求分析、教学设计 、 脚本 编写、 准备 素材、程序编写调试 与打包。 需求分析 在开发多媒体程序以前，必须要明确以下几个问题： （ 1）使用 多媒 体程序 要达到的目的。 即要通过深入细致的分析，明确以下三个问题：①教学内容的重点和难点是什么②哪些问题使用传统的教学方法不能解决③如何利用多媒体辅助手段突破教学难点 （ 2）采用何种教学模式。 即要根据课程内容和特点，确定本节课是以教师的讲解、演示为主还是以学生的自学、练习为主。 教学模式对 多媒体程序 的风格和表现形式起着决定性的作用。 （ 3）多媒体程序 的内容。 并非所有的教学内容都适合或有必要使用多媒体来江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 5 表现。 多媒体 程序 的内容既要根据教学需要来决定，还应注意充分发挥计算机的优点，克服传统教学中的不足。 具体到教学中，有 些实际操作困难、仪器十分贵重或有危险性的实验，如：物理学中的帕斯卡实验、化学中的接触法制硫酸、催化氧化法制硝酸等，通过视频剪辑或动画模拟，学生很容易看清变化的过程和原理；又如一些散文和小说，通过录音、影视剪辑创设情境，能促进学生对人 物、情节和主题思想的理解，是传统教学所无法比拟的。 可见，利用多媒体程序 的直观、形象、生动的特点可以帮助学生理解那些枯燥、抽象的知识点。 （ 4）教学对象。 不同年龄段的学生认知结构差别很大，多媒体程序 的设计必须与学生的认知特征相适应。 中学生已经逐渐开始由直觉 思维向抽象思维过渡，此时， 应通过多媒体程序 引导学生学习抽象概念，学习用语言符号去解释事物的内在规律，以逐步发展其逻辑思维能力。 其它因素，如 程序 的运行环境、设备的配置、素材的获取等问题也应该认真考虑，做到心中有数。 教学设计 这是多媒体程序 开发过程中最重要的一环，应按如下步骤进行： （ 1）对所选教学内容进行深入细致的分析，了解大纲的要求，分析重点、难点，明确在教学过程中使用传统教学方法难以解决的地方在哪儿。 （ 2）教学 需求分析，明确应用多媒体程序 要达到的目标及与之相对应的教学模式（课堂教学型、课外自学型、练习辅导型），并以此 为依据大体规划所需的媒体表现形式。 (3)更深入地规划 所涵盖的教学内容，明确 多媒体程序 由哪些板块组成，并确定各板块所涉及的内容，明确整个教学过程在 程序 各部分中的表现形式。 编写脚本 脚本设计是多媒体程序 制作过 程中的又一重要环节，它将 多媒体程序 的设计和制作紧密地联系在一起，是多媒体程序 制作最直接的依据。 脚本的设计要按照教学设计的要求，并结合所用软件的特点来进行，要对 制作过程进行全面、细致的划分，并以书面形式详细地写出来。 即将多媒体程序 内容进一步细化，具体到每一屏的显示内容、画面设计、表现 形式以及按钮 的操控等都要一一罗列清楚，使其成为程序 制作的精确的 图纸。 为增强多媒体程序的感染力和表现力，在编写脚本时，还应注意 艺术设计，如：界面色彩的搭配、背景音乐的选择、图文江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 6 的排版、文本字体字号、图形、图片的过渡效果、视频、动画的显示位 置等。 整体风格的确定和对素材的艺术化处理，会对教学过程产生潜移默化的作用。 素材的准备 恰当地选择多媒体程序 的素材，能使 程序 的表现力更加丰富，有利于最大限度地调动学生的学习积极性，能引发学生的学习兴趣，能帮助学生更好地理解有关内容。 素材的准备工作一般是指文字的录入、图形 、图像、音乐的获取和编辑、视频的截取和动画的制作等，这一阶段涉及面广，除了需要一定外部设备的支持以外，有时还需要相关技术人员的帮助。 程序 的生成、测试与打包 在多媒体开发工具的支持下， 按照设计脚本的思路，将准备好的素材有机的组合起来，一个多媒体程序便生成了。 为保证程序的正常使用，还需要多次测试，以便能够发现程序 在运行当中存在的问题，及时修改。 测试完毕后，通 常还要将制作好的源文件打包，使之生成为可执行文件。 至此，整个多媒体程序 的制作才算大功告成。 多媒体程序 制作需要注意的问题 多媒体 教学由 于集文字、声音、图像和动画于一体，直观生动，信息量大，不仅能都改善教学环境，还能够优化教学结构，是现代化教学技术的发展趋势。 但是， 其 也存在很多弊端，在多媒体程序 的制作中需要注意。 （ 1） 要充分重视学生在计算机辅助教学中的能动作用 在多媒体教学中，教师仍起主导作用，学生仍处于主体地位，多媒体 教学中， 电脑只是一个中介，切不可喧宾夺主―以电脑为中心组织教学。 （ 2） 因教适用 不要过多地、盲目地使用多媒体手段，并非所有的内容都适合或有必要使用多媒体来表现，多媒体技术作为一种辅助教学手段，应该为促进教学而使用，而不应 该为 哗众取宠 而使用。 （ 3） 多媒体程序的要求 在制作多媒体 程序 时，还应注 意知识的科学性、准确性，防止产生误导，同时，在 教学 中应该充分利程序 的多样性、趣味性和可交互性挖掘学生的创造能力、创新思维。 江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 7 第三章 设计思路 总体设计 本次毕业设计的主要内容，是使用 Authorware 软件编写轮廓测试仪测量表面粗糙度实验多媒体程序。 实验目的是通过本次实验，是学生能够了解粗糙度各相关参数的定义和测量方法，同时，能够较为深入地了解轮廓测量仪的测量原理，增强动手实践能力和思考能力。 基于实验目的，多媒体程序注重于实 验原理的分析介绍和测量过程的展示，对于一些扩展知识，有的放矢的进行讲解。 多媒体程序基于实际实验流程，以演 示实验教学内容为主。 通过多媒体程序，图文并茂地解释粗糙度的定义， 主要测量方法，并着重解释取样长度λ c，评定长度 Ln，算术平均粗糙度 Ra，轮廓最大高度 Ry，轮廓围观不平度的平均间距Sm以及轮廓支撑长度率的相关概念以及计算方法。 对于 GB/T35052020 已经删除的十点高度 Rz ISO 以及一些对实验教学作用不大的参数不做详细介绍。 在测量原理的介绍中，结合国内外测量技术的现状，有层次，有重点地介绍触针式平面 粗糙度测量方法。 对于表面粗糙的光学测量方法，对比测量方 法只做简要的介绍。 在测量仪器原理的介绍学习方面，将重点介绍 JB1C 型粗糙度测量仪的传感测量原理，测量系统组成，仪器使用方法以及测量仪器装配的动画展示。 测量仪器的测量仿真及装配过程将选择 Pro/ 版本完成，声音数据的处理使用Goldwave 软件处理，图像使用 isee 软件处理，视频文件通过电影魔方处理。 在多媒体程序中，着重与实验教学内容的丰富性和趣味性，同时加强实验教学的交互性。 多媒体程序的设计 多媒体制作软件 Authorware 把所有内容有 机的集成在一起，整个集成过程使用了交互结构，放置不同的交互热区，使用热区以及菜单栏进行导航，界面的使用很友好、便捷，根据按钮图标即可进入相应的内容，在学习的过程中可以随时根据需要跳转到需呀的页面，更加便于学习者的学习。 文字的设计 程序中包含了大量的文字信息，关系到能否达到实验教学效果。 设计时要做江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 8 到： （ 1） 文字内容要简洁、突出重点。 根据对画面形象进行概括和提高以及表现教学内容的要求，文字内容应尽量简明扼要，以提纲式为主。 （ 2） 要采用合适的字体形象。 字体形象是指字体的风格、字体的大小、字体的修饰 、字的位置等。 （ 3） 文字内容要逐步引入。 对于一屏文字资料，应该随着讲课过程逐步显示，这样有利于学生抓住重点。 （ 4） 文字和背景的颜色搭配要合理。 文字和背景颜色搭配的原则一是醒目、二是易读，三是长时间看了不累。 声音的设计 CAI 程序 中的声音主要包括人声、音乐和音响效果等。 人声主要用于解说、范读、范唱，在 CAI 程序 中应用较少。 多媒体程序 中，合理地加入一些音乐和音响效果，可以更好地渲染气氛、烘托环境，更好地表达教学内容，同时吸引学生们的注意力，增加其学习兴趣。 音乐和音响效果的设计应注意： （ 1） 音乐 的节奏要与教学内容相符。 重点内容处要选择舒缓、节奏较慢的音乐，以增加感染力，过渡性内容选择轻快的音乐。 （ 2） 音乐和音响效果不能用得过多，用得过度则成为干扰信息，效果适得其反。 （ 3） 音乐和音响宜选用学生不熟悉的乐曲，这样有利于集中学生的注意力。 （ 4） 背景音乐要舒缓，不能过分地激昂，否则会喧宾夺主。 音量不能太大，否则会造成学生去“听”音乐，而不是“感受”音乐。 要设定背景音乐的开关按钮或菜单，便于教师控制，需要背景音乐就开，不需要就关。 图形、图像、动画、视频的设计 CAI 程序 中，图形、图像、动 画等视频图像占较大比重，设计得好，可以起到事半功倍的教学效果。 反之，也会起到负作用。 （ 1） 图的内容要便于观察。 图形、图像等画面设计要尽可能大，图的主要内容处在屏幕的视觉中心，便于学生观察。 （ 2） 复杂图像要逐步显示。 对于较复杂的图，如果一下子显示全貌，会导江苏科技大学本科毕业设计（论文 ） 9 致学生抓不住重点，也不便于教师讲解。 应随着教师讲解，分步显示图形，直到最后显示出全图。 （ 3） 对于动画和视频图像，应具有重复演示功能。 对于动画和视频图像，学生可能一次没有看清，最好设计重复播放按钮，教师可以根据教学实际，重复播放。 （ 4） 图形、图像分为静 态和动态两种。 运用静态图像表达信息主要应考虑位置、大小、色彩等；动态图像的使用除考虑这一问题外，还要注意画面的组接技巧，即让屏幕画面之自然地过渡，中间没有明显跳跃感。 屏幕画面间的连接一般遵循“动接动、静接静”原则，力求自然、流畅，保持相邻画面在构图、色彩、亮度上的顺畅与协调。 按钮、热字及热键的设计 按钮、热字及热键是多媒体 程序 中常用的交互方式，它们共同构成了多媒体程序 生动友好的。