Báo cáo Tạo khả năng tương tác cho giáo trình ðiện tử vẽ kỹ thuật (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Tạo khả năng tương tác cho giáo trình ðiện tử vẽ kỹ thuật (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG TẠO KHẢ NĂNG S KTƯƠNGC 0 0 3 9 5 9 TÁC CHO GIÁO TRÌNH ÐIỆN TỬ VẼ KỸ THUẬT MÃ SỐ: T2015-07 S KC 0 0 5 5 9 4 Tp. Hồ Chí Minh, 2015
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TẠO KHẢ NĂNG TƯƠNG TÁC CHO GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ VẼ KỸ THUẬT Mã số: T2015-07 Chủ nhiệm đề tài:Th.s Nguyễn Đức Tôn Thành viên đề tài: TP. HCM, Tháng 11 / Năm 2015
3. DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH 1. Danh sách những thành viên tham gia đề tài - Chủ trì đề tài: Nguyễn Đức Tôn 2- Đơn vị phối hợp chính:
4. MỤC LỤC trang Thông tin kết quả nghiên cứu 1 Mở đầu 2 Chương 1: Định dạng file .DWF và chương trình hiển thị 5 Chương 2: Các định dạng bài giảng Vẽ kỹ thuật sử dụng tương tác 15 Chương 3: Tạo khả năng tương tác cho bài giảng vẽ kỹ thuật 17 Kết luận và kiến nghị 37 Tài liệu tham khảo 38 Bài báo 39 Thuyết minh đề tài
5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT THUẬT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Khoa Cơ khí chế tạo máy Tp. HCM, Ngày 01 tháng 11 năm 2014 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Tạo khả năng tương tác cho giáo trình điện tử Vẽ kỹ thuật - Mã số: T2015-07 - Chủ nhiệm: Nguyễn Đức Tôn - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM - Thời gian thực hiện: tháng 01/2015 đến tháng 11/2015 2. Mục tiêu: Tìm hiểu phương pháp và cách thức tạo tài liệu giảng dạy môn vẽ kỹ thuật có khả năng tương tác với người sử dụng. 3. Tính mới và sáng tạo: - Tạo khả năng tương cho tài liệu giảng dạy Vẽ kỹ thuật - Bài giảng Vẽ kỹ thuật có khả năng tương tác sẽ góp phần tăng tính chủ động, nâng cao hiệu quả trong việc giảng dạy và học môn Vẽ kỹ thuật. 1. Kết quả nghiên cứu: - Tạo bài giảng, giáo trình điện tử có khả năng tương tác góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập Vẽ kỹ thuật. 2. Sản phẩm: - Tập thuyết minh kèm đĩa CD chứa nội dung và kết quả nghiên cứu. 6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: - Kết quả nghiên cứu hoàn toàn có thể ứng dụng tạo khả năng tương tác cho nội dung bài giảng, giáo trình Vẽ kỹ thuật. Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên) (ký, họ và tên) Nguyễn Đức Tôn 1
6. MỞ ĐẦU 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1. Ngoài nước: Vẽ kỹ thuật là môn kỹ thuật cơ sở cung cấp những kiến thức cơ bản về phương pháp biểu diễn không gian lên mặt phẳng bản vẽ, giúp người học hình thành kỹ năng đọc và lập bản vẽ. Nội dung của tài liệu vẽ kỹ thuật thường chú trọng việc sử dụng các hình vẽ để minh họa các kiến thức cần truyền đạt. Các giáo trình, tài liệu Vẽ kỹ thuật sử dụng trong giảng dạy và học tập hiện được lưu hành phổ biến ở các dạng: . Sách in. . Sách điện tử (ebook) . Các slide bài giảng PowerPoint Qua tham khảo trên internet, các tài liệu Vẽ kỹ thuật chủ yếu trình bày kiến thức môn học ở dạng văn bản và hình vẽ minh họa theo cách thức truyền thống. Do mang ý nghĩa tĩnh về mặt nội dung , nên các tài liệu thiếu khả năng tương tác với người sử dụng, dẫn đến hạn chế hiệu quả của việc truyền đạt nội dung bài giảng. 1.2. Trong nước: Trong các trường đại học kỹ thuật, các tài liệu, bài giảng Vẽ kỹ thuật được trình bày ở dạng sách in, sách điện tử, các slide PowerPoint. Các ứng dụng CAD giúp việc biên soạn các hình vẽ minh họa được dễ dàng, thuận lợi. Tuy nhiên cũng như nhận xét nêu ở trên, nội dung các tài liệu bài giảng vẫn dừng ở mức tĩnh nên có những hạn chế trong giảng dạy và học tập môn Vẽ kỹ thuật, chưa phát huy hiệu quả của việc ứng dụng máy tính và các phần mềm hỗ trợ cho môn học. Dựa trên thực tế tìm hiểu, chưa có tác giả thực hiện hoặc đề xuất mẫu giáo trình Vẽ kỹ thuật có tính tương tác với người sử dụng. Đề tài nghiên cứu nhằm 2
7. tìm hiểu phương pháp và cách thức tạo tài liệu giảng dạy môn vẽ kỹ thuật có khả năng tương tác với người sử dụng, tăng tính trực quan và hiệu quả sử dụng. 1.3. Tính câp thiết của đề tài - Các tài liệu giảng dạy và học tập Vẽ kỹ thuật hiện chỉ trình bày văn bản và hình vẽ ở dạng tĩnh. Chúng không có khả năng tương tác với người dạy và sinh viên, dẫn tới một số hạn chế. - Khả năng tương tác giúp tăng hiệu quả và tính chủ động cho việc giảng dạy và học tập môn Vẽ kỹ thuật. 1.4. Mục tiêu đề tài - Tìm hiểu phương pháp và cách thức tạo tài liệu giảng dạy môn vẽ kỹ thuật có khả năng tương tác với người sử dụng. 1.5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu - Tài liệu giảng dạy và học tập môn Vẽ kỹ thuật: bài giảng, giáo trình. b) Phạm vi nghiên cứu - Phương pháp, cách thức tạo khả năng tương tác cho giáo trình, tài liệu dạy và học Vẽ kỹ thuật. 1.6. Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu a) Cách tiếp cận - Tìm hiểu, phân tích nội dung, mục tiêu giảng dạy, học tập của môn Vẽ kỹ thuật. - Các ứng dụng có khả năng tạo tính tương tác cho giáo trình, bài giảng. b) Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu, khai thác và ứng dụng các phần mềm vào công việc biên soạn tài liệu giảng dạy môn Vẽ kỹ thuật theo hướng tương tác với người sử dụng. 1.7. Nội dung nghiên cứu 3
8. - Phân tích mục tiêu, nội dung môn học Vẽ kỹ thuật theo hướng tương tác - Thu thập tài liệu, tìm hiểu chức năng, khả năng ứng dụng của các phần mềm để tạo tính tương tác. - Nghiên cứu phương pháp, cách thức tạo khả năng tương tác cho tài liệu giảng dạy Vẽ kỹ thuật. - Biên soạn mẫu bài giảng Vẽ kỹ thuật có khả năng tương tác. 4
9. CHƯƠNG 1: SỬ DỤNG CÁC FILE BẢN VẼ CAD TRONG BÀI GIẢNG TƯƠNG TÁC Các bản vẽ minh họa nội dung bài giảng thường là những file bản vẽ 2D, 3D. Để sử dụng thuận lợi trong bài giảng, các bản vẽ CAD sau khi tạo sẽ lưu ở định dạng DWF, hoặc DWFx. 1. Định dạng file DWF(x) DWF(x) là một định dạng file được phát triển bởi Autodesk, sử dụng vào mục đích chia sẻ, xem và in ấn các file bản vẽ CAD. DWF(x) chứa thông tin thiết kế 2D, 3D ở định dạng nén nên có kích thước khá nhỏ so với file gốc. Để có thể đọc các file DWF(x) cần cài đặt chương trình Design Review được hãng Autodesk cung cấp miễn phí. Ngoài ra người sử dụng còn có thể mở xem file DWF(x) trực tiếp trong các trình duyệt web như IExplorer, Google chrome, Firefox. Định dạng DWF(x) giúp việc chia sẻ bản vẽ CAD trở nên dễ dàng thuận tiện, đỡ tốn kém chi phí do không đòi hỏi phải sở hữu hoặc biết cách sử dụng các phần mềm CAD như AutoCAD, Inventor, Các file bản vẽ 2D, 3D minh họa trong bài giảng sử dụng định dạng DWF(x) thay cho các định dạng gốc DWG của các chương trình AutoCAD. 2. Chương trình hiển thị DWF(x) 2.1. Autodesk A360 Viewer Đây là chương trình online được Autodesk cung cấp miễn phí để mở xem các file DWF(x). A360 Viewer không yêu cầu cài đặt chương trình trên máy tính Tóm tắt hoạt động của Autodesk A360: Sử dụng dịch vụ cloud của Autodesk để lưu trữ các file DWF(x). Chia sẻ file 5
10. Xem file trong trình duyệt web - Sử dụng trình duyệt upload các file DWF(x) - Chia sẻ file DWF bằng link 6
11. - Xem bản vẽ DWF 2D/3D Có thể mở các file DWF trong chương trình duyệt web.thông qua link hoặc đoạn code chứa link được nhúng trong trang web. Mở file DWF trong web: 7
12. - Bản vẽ 2D Các chức năng cho phép thực hiện với bản vẽ 2D; 1 2 3 4 5 6 7 8
13. - bản vẽ 3D 1. Pan 5. Properties 2. Zoom 6. Settings 3. Camera interactions 7. Full screen 4. Layer manager Các tương tác thực hiện trong mô hình 3D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1. Orbit 5. Camera interactions 9. Model Browser 2. Pan 6. Section 10. Options 3. Zoom 7. Explode 11. Full screen 4. Walk 8. Properties 9
14. Tương tác đơn giản với mô hình 3D Orbit Pan Select Zoom Rectangle Comments Zoom In Zoom Out 10
15. 2.2. Autodesk Design Review Chương trình Design Review do Autodesk cung cấp miễn phí. Yêu cầu phải cài đặt chương trình trên máy tính. Có thể mở xem các file DWF(x) trực tiếp trong cửa sổ chương trình Design Review, hoặc trong các ứng dụng khác được Design Review hỗ trợ như PowerPoint, Ms. Word, các trình duyệt web. Autodesk Design Review có thể mở các file DWF(x) cất trên máy tính, hoặc lưu trên website. Mở file DWF trực tiếp trong chương trình Autodesk Design Review: - Bản vẽ 2D - Các chức năng tương tác trong bản vẽ 2D: 11
16. Tương tác Phím tắt Full Screen N Pan H Zoom Realtime Ctrl + (+/-) Zoom Rectangle R Zoom Fit to Window F 2D Navigation Wheel Shif + W - Mô hình 3D - Các chức năng tương tác trong bản vẽ 3D: Tương tác Phím tắt Full Screen N Pan H Zoom Realtime Ctrl + (+/-) Zoom Rectangle R 12
17. Zoom Fit to Window F 2D Navigation Wheel Shif + W Orbit B Turnable E Cross Section: XY Plane Ctrl + Shift + X YZ Plane Ctrl + Shift + Y XZ Plane Ctrl + Shift + Z Section a Surface Ctrl + Shift + E Mở các file DWF được nhúng trong trang web Có thể sử dụng Design Review để xem các file DWF được nhúng trong các chương trình duyệt web như Internet Explorer, Firefox với đầy đủ các chức năng tương tác tương tự như mở trực tiếp trong Design Review. Firefox 13
18. 2.3. Nhận xét về các chương trình DWF Viewer Do Autodesk A360 còn đang trong giai đoạn thử nghiệm nên một số chức năng tương tác với bản vẽ 3D còn hạn chế so với Autodesk Design Review. Sử dụng A360 phải có kết nối Internet. A360 không cần cài nên tương thích với các chương trình duyệt web quen thuộc như Internet Explorer, Google Chrome, Firefox. A360 có thể chạy trên hầu hết các thiết bị hỗ trợ khả năng duyệt web như PC, laptop, tablet, mobile với các hệ điều hành Windows, Mac OS, Android, iOS Khả năng xử lý DWF của Autodesk Design Review mạnh và có tốc độ nhanh hơn A360, và có thể làm việc offline cũng như online nhưng cũng có mặt hạn chế. Để các trình duyệt web có thể xử lý các file DWF bên trong trang web đòi hỏi phải cài đặt DWF plug-in cho các trình duyệt. Điều này dẫn tới khả năng tương thích kém đối với một số trình duyệt. 14
19. CHƯƠNG 2: CÁC ĐỊNH DẠNG FILE BÀI GIẢNG VẼ KỸ THUẬTTƯƠNG TÁC 1. PDF PDF (Portable Document Format, "Định dạng Tài liệu Di động") là một định dạng tập tin văn bản khá phổ biển của hãng Adobe Systems. Tương tự như định dạng Microsoft Word (.doc), PDF hỗ trợ văn bản thô (text) cùng với font chữ, hình ảnh đồ họa và nhiều hiệu ứng khác. Việc hiển thị văn bản PDF không phụ thuộc vào môi trường làm việc của người sử dụng (cấu hình máy, phần mềm và hệ điều hành). Không như văn bản Word, một văn bản PDF sẽ được hiển thị giống nhau trên những môi trường làm việc khác nhau nếu như file PDF đó đã được tạo hiệu ứng nhúng font chữ (Embedded Subset). Chính vì ưu điểm này, định dạng PDF đã trở nên phổ biển cho việc phát hành sách, báo hay các tài liệu khác qua mạng Internet Một số đặc điểm chính của file PDF: - File PDF thường có kích thước khá nhỏ nên dễ dàng chia sẻ trên internet - File PDF được hỗ trợ mã hóa bởi rất nhiều phần mềm cho nên tính bảo mật rất cao - Có thể mở file PDF trên bất kỳ thiết bị bao gồm: máy tính, laptop, các thiết bị di động, smartphone - Tạo file PDF và chuyển đổi sang các định dạng văn bản khác dễ dàng Mở file PDF Hiện nay có rất nhiều phần mềm miễn phí hỗ trợ việc mở, đọc, in ấn file PDF như Adobe Reader, Foxit Reader Tạo file PDF Tạo mới hay chuyển các dạng văn bản khác (DOC, XLS, PPT, ) sang PDF bằng một chương trình tạo PDF được cài đặt. 15
20. Có khá nhiều chương trình tạo PDF ở dạng shareware lẫn freeware như: Foxit, Acrobat, doPDF Các file DWF được chèn vào trong tài liệu PDF dưới dạng link chỉ tới file và được mở bằng chương trình Viewer tương ứng khi được kích hoạt (chương trình duyệt web, Design Review) 2. PowerPoint PowerPoint là một chương trình trình diễn được phát triển bởi Microsoft. Phần mềm này cho phép tạo file trình diễn bao gồm các slide trình bày thông tin thông qua việc sử dụng văn bản, đồ họa, hình ảnh động và các phương tiện multidea khác. PowerPoint là một phần mềm shareware. Để xem các file PowerPoint người sử dụng có thể sử dụng PowerPoint Viewer. PowerPoint Viewer là một chương trình freeware được Microsoft cung cấp tại trang: Các file DWF được chèn vào trong PowerPoint dưới dạng link chỉ tới file, và được mở bằng chương trình Viewer tương ứng khi được kích hoạt (chương trình duyệt web, Design Review) Có thể chèn nội dung file DWF trực tiếp vào slide bằng cách sử dụng ActiveX control. 3. Định dạng web Trang web là một tài liệu được viết bằng ngôn ngữ HTML. Trang web được hiển thị trong chương trình duyệt web như Internet Explorer, Google Chrome, Firefox. Một trang web có thể chứa nội dung văn bản, đồ họa, và siêu liên kết đến các trang web khác và các tập tin. Các file DWF(x) được chèn vào trang web dưới dạng hyper link hoặc đoạn code nhúng để thể hiện cửa sổ xemfile DWF(x) ngay trong trình duyệt web. 16
21. CHƯƠNG 3: TẠO KHẢ NĂNG TƯƠNG TÁC CHO BÀI GIẢNG VẼ KỸ THUẬT Chương này trình bày một số nội dung bài giảng, bài tập kèm minh họa được trình bày ở dạng tương tác với người sử dụng. I. Lý thuyết 1. Chương vẽ hình học: Nội dung bài giảng: 1.1. Lý thuyết vẽ nối tiếp - Đường tròn (O, R) tiếp xúc với đường thẳng d thì tâm đường tròn cách đường thẳng một đoạn bằng bán kính R. Tiếp điểm là chân đường vuông góc kẻ từ tâm đường tròn đến đường thẳng. (H.1) - Hai đường tròn (O1, R1) và (O2, R2) tiếp xúc với nhau thì khoảng cách hai tâm đường tròn bằng tổng số hai bán kính, nếu tiếp xúc ngoài hay bằng hiệu số hai bán kính, nếu tiếp xúc trong. Tiếp điểm nằm trên đường thẳng nối hai tâm. (H.2) 17
22. S K L 0 0 2 1 5 4