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【關(guān)鍵詞】計算機組裝與維護；教學(xué)考核一體化平臺；Java
【中圖分類號】G712【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0262-02
《計算機組裝與維護》課程是計算機專業(yè)的一門必修課，同時也是一門知識性，技能性和實踐性很強的課程。課程從計算機組裝與維護的相關(guān)基礎(chǔ)知識出發(fā)緊緊圍繞組裝計算機實現(xiàn)過程中各階段需要解決的具體問題，展示了如何從硬軟兩方面對計算機進行組裝的實用技術(shù)。學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達到鞏固和強化學(xué)生對計算機的組裝與維護的基本技能。培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生綜合利用所學(xué)的計算機組裝的基本知識和基本技能，進行計算機的組裝與維護。培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)設(shè)備硬件支持崗位需要，具有獨立組裝計算機和解決計算機使用過程中出現(xiàn)的問題的基本能力等要求。
我國高職教育工學(xué)結(jié)合理論研究現(xiàn)狀，往往存在工學(xué)結(jié)合理論研究的系統(tǒng)化不夠，以及在“工”與“學(xué)”兩個方面結(jié)合程度的研究上缺乏普遍適應(yīng)性，理論與現(xiàn)實的合理對接問題沒有得到很好的解決。目前高職的教學(xué)模式往往提倡由以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的現(xiàn)代教學(xué)模式。能夠便于教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的，實現(xiàn)交互的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境平臺逐漸成為主流需要。
目前多數(shù)高職院校的計算機組裝與維護課程都有自己的網(wǎng)上教學(xué)平臺，其教學(xué)界面大致為“課程介紹”、“教學(xué)大綱”、“教學(xué)教案”、“教學(xué)課件”、“教學(xué)視頻”、“教學(xué)軟件”等，雖然教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)及其在教育中的應(yīng)用順應(yīng)了教育信息化時代對人才培養(yǎng)的需求，對深化教育教學(xué)改革起到了積極的推動作用。但多數(shù)高職院校所開設(shè)的課程內(nèi)容往往理論與實踐相分離。要么采用傳統(tǒng)的理論教學(xué)、上機操作分開式的教學(xué)模式，要么采用單純的計算機組裝實訓(xùn)模式進行教學(xué)。無論哪種都忽略了工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式和學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。經(jīng)過多年對畢業(yè)生企業(yè)調(diào)研，采用傳統(tǒng)及實訓(xùn)進行授課對學(xué)生往往存在兩種極端，一種是實踐動手能力很強但理論不足，在設(shè)備維護工作中只能處理簡單故障問題，對基礎(chǔ)理論涉及到故障無法及時分辨并維護；另一種是理論知識很好，但動手能力不強，無法迅速進入工作環(huán)境及狀態(tài)中。
基于工學(xué)結(jié)合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲?qū)W習(xí)考核軟件將理論、實踐、培訓(xùn)、考核形成一體化教學(xué)考核系統(tǒng)，以滿足高職計算機組裝與維護課程教學(xué)考核要求。將傳統(tǒng)的理論教學(xué)、上機操作的教學(xué)模式以及單純的計算機組裝實訓(xùn)相結(jié)合，滿足理論實踐、升學(xué)考試及培訓(xùn)等要求。
1 系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容及目標(biāo)
基于工學(xué)結(jié)合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲?qū)W習(xí)考核軟件系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)是從教與學(xué)的需求出發(fā)，設(shè)計了根據(jù)課程的知識點將理論學(xué)習(xí)、虛擬實踐模塊、課程網(wǎng)絡(luò)平臺、作業(yè)及考核平臺等教學(xué)全過程的課程教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有如下特色：整個軟件采用“WWWH”教學(xué)模式，即WHAT—“教什么”（教師），“學(xué)什么”（學(xué)生）；WHERE—“在哪教”（教師），“在哪學(xué)”（學(xué)生）；WHO—“誰來教”（教師），“跟誰學(xué)”（學(xué)生）；HOW—“怎么教”（教師），“怎么學(xué)”（學(xué)生）。整個軟件由Java設(shè)計作為系統(tǒng)平臺，將課程理論按知識點通過Flash形式進行理論學(xué)習(xí)，在每個課程小節(jié)都有動畫練習(xí)，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論完成“WHAT”模式；“WHERE”模塊采用Java編程軟件通過游戲?qū)π问綄Σ考牟少彙惭b與維護進行實踐練習(xí)完成虛擬實踐模塊；“WHO”模塊采用PHP語言形成網(wǎng)上教學(xué)平臺，其教學(xué)界面大致為“課程介紹”、“教學(xué)大綱”、“教學(xué)教案”、“教學(xué)課件”、“教學(xué)視頻”、“教學(xué)軟件”等；“HOW”模塊采用PHP、SQL等語言形成交流交互方面，集成了BBS非實時交互系統(tǒng)和“網(wǎng)梯”交互系統(tǒng)以及SQL的數(shù)據(jù)庫素材處理系統(tǒng)，建立有針對性的答疑輔導(dǎo)庫，使學(xué)生能及時了解該知識點的重難點問題。使其在學(xué)習(xí)過程中對素材的收集單一以及處理問題能力差的情況進行了很好的解決，為專升本及企業(yè)培訓(xùn)打下堅實基礎(chǔ)。
2 系統(tǒng)開發(fā)平臺和工具
基于工學(xué)結(jié)合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲?qū)W習(xí)考核軟件系統(tǒng)注重教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容分析，強調(diào)利用各種信息資源來支持“學(xué)”、強調(diào)以學(xué)生為中心、注重自主學(xué)習(xí)設(shè)計、強調(diào)“協(xié)作學(xué)習(xí)”，因此，系統(tǒng)選用Java語言作為系統(tǒng)編程平臺及“WHERE”模塊游戲設(shè)計，SQL Server 2012作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，PHP技術(shù)作為“WHO”及“HOW”模塊網(wǎng)頁開發(fā)工具。Flash技術(shù)作為“WHAT”模塊開發(fā)程序。
3 系統(tǒng)總體設(shè)計
基于工學(xué)結(jié)合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲?qū)W習(xí)考核軟件系統(tǒng)主要分為四大框架，由“WHAT”、“WHERE”、“WHO”、“HOW”四個模塊組成?！癢HAT”模塊主要完成課程基礎(chǔ)知識對學(xué)習(xí)；“WHERE”主要通過游戲的形式完成實踐課程的學(xué)習(xí)及訓(xùn)練；“WHO”主要對課程的介紹、大綱、教學(xué)課件等輔助材料；“HOW”模塊由測試、答疑、作業(yè)、題庫組成課程學(xué)習(xí)測試模塊。
4 系統(tǒng)詳細設(shè)計
（1）“WHAT”模塊子系統(tǒng)其實是一個小型的教學(xué)管理平臺，完成教學(xué)和學(xué)習(xí)效果評價的功能。
該模塊主要劃分為下面兩個子模塊：
①基礎(chǔ)課程子模塊：由主板、CPU、內(nèi)存、軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)、可移動存儲器、顯示器、顯卡、微機電源、聲卡、鼠標(biāo)、鍵盤、掃描儀、打印機及接口知識課程組成。對教學(xué)資源庫進行學(xué)習(xí)，主講教師可以添加、修改、刪除課程資源。
②課節(jié)練習(xí)子模塊：由每個知識點形成課節(jié)練習(xí)，以Flas的形式進行練習(xí)訓(xùn)練，主要題型為單選題、多選題和判斷題。通過收取學(xué)生做得答案，然后與相應(yīng)的題目的答案進行比對，最后進行統(tǒng)分。
（2）“WHERE”模塊子系統(tǒng)用Java語言編程的二維游戲?qū)崿F(xiàn)，分為部件的采購、安裝與維護三個子模塊，完成微機組裝與維護知識應(yīng)用能力；微機硬件的組裝能力；系統(tǒng)BIOS的設(shè)置能力；硬盤分區(qū)和格式化能力；Windows系統(tǒng)的安裝與使用能力；計算機常見軟硬件故障處理能力；數(shù)據(jù)恢復(fù)及備份能力。
該模塊主要劃分為下面三個子模塊：①部件采購子模塊功能：由學(xué)生進入沈陽三好街電腦城，通過選擇不同的商城及商家進行簡單的詢價及設(shè)備部件、工具的采購，買錯設(shè)備工具或部件扣分；②安裝部件子模塊功能：則實現(xiàn)按照學(xué)生采購的設(shè)備部件進行設(shè)備安裝，設(shè)備安裝錯誤扣分；③設(shè)備維護子模塊：功能則實現(xiàn)對設(shè)定對常規(guī)問題進行維護。
（3“）WHO”模塊子系統(tǒng)采用PHP語言形成網(wǎng)上教學(xué)平臺，分為課程標(biāo)準(zhǔn)與要求、教師信息、教學(xué)指導(dǎo)、學(xué)習(xí)參考等四個子模塊。①課程標(biāo)準(zhǔn)與要求子模塊：提供課程培養(yǎng)目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)涵、教學(xué)要求三部分。②教師信息子模塊：提供教師信息。③教學(xué)指導(dǎo)子模塊：提供授課計劃、教案、電子課件、教學(xué)視頻四部分。④學(xué)習(xí)參考子模塊：提供教材、講義、教學(xué)軟件三個部分。
（4）“HOW”模塊子系統(tǒng)分包含五個模塊：①題庫生成子模塊：提供教師定義測試題型、題量、題分；②測試子模塊：提供學(xué)生練習(xí)機測試的題庫，隨題庫一起提供給學(xué)生；③測試及分析子模塊。提供學(xué)生網(wǎng)絡(luò)測試、檢查測試正確答案、上報成績使用；④計分子模塊：供教師匯集、統(tǒng)計學(xué)生測試成績并打印。⑤學(xué)習(xí)指導(dǎo)平臺子模塊：提供、學(xué)習(xí)動態(tài)、互動平臺三部分。
5 總結(jié)
基于工學(xué)結(jié)合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲?qū)W習(xí)考核軟件系統(tǒng)為學(xué)生精心設(shè)計了一款教學(xué)平臺，提供大量輔導(dǎo)材料有助于學(xué)生開拓視野，開發(fā)想象力，有利于提高學(xué)生的設(shè)計水平。實現(xiàn)理論、實踐、培訓(xùn)、考核形成一體化教學(xué)考核系統(tǒng)，以滿足高職計算機組裝與維護課程教學(xué)考核要求。
參考文獻
[1] 龔明德.最新電腦配置與故障檢修.北京：清華大學(xué)出版社，1998
【關(guān)鍵詞】嘗試教學(xué)法 中學(xué)計算機實訓(xùn)教學(xué) 主體嘗試作用
計算機專業(yè)中計算機維護實訓(xùn)教學(xué)是重要環(huán)節(jié)之一。因此，如何采用多樣化的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實踐操作能力，培養(yǎng)受歡迎、適應(yīng)當(dāng)今社會需要的學(xué)生，成為計算機維護實訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵。近幾年來，本人針對中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀況，在實訓(xùn)課教學(xué)中做出了兩點嘗試。
中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生現(xiàn)狀分析：眾所周知，進入職校的學(xué)生大多數(shù)學(xué)習(xí)、紀(jì)律相對較差，多數(shù)又是獨生子女，長期養(yǎng)成了許多壞毛病，以自我為中心，缺乏耐心，自控能力差，怕吃苦，厭學(xué)現(xiàn)象嚴重，有的甚至抱著混日子、圖輕松、自暴自棄的態(tài)度。這此都給教學(xué)工作帶來了很大的難度。但是中職生較普校生有三個明顯的優(yōu)點：好動手、喜歡走出教室學(xué)習(xí)、就業(yè)意識強。而實訓(xùn)課的教學(xué)也正好順應(yīng)了這三個優(yōu)點，這也為上好實訓(xùn)課打下了基礎(chǔ)。
然而，僅憑中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生的這三個優(yōu)點就能上好實訓(xùn)課是不可能的，還必須采取多樣化的教學(xué)手段，強化他們的競爭意識，激發(fā)他們對學(xué)習(xí)實訓(xùn)課的興趣。做好實訓(xùn)課的記錄，嚴格考評制度，這是我上好實訓(xùn)課的初步嘗試。
嘗試一：采取多樣化的教學(xué)模式
眾所周知，任何事情如果只是一味地重復(fù)，那么會讓人感到乏味。教學(xué)也是如此，如果長期使用同一種教學(xué)方法，不管是教師還是學(xué)生也會感到乏味，這也必然會影響到教學(xué)的效果和質(zhì)量。因此，采用多樣化的教學(xué)模式就是采用循序漸進、分組討論和獨立嘗試相結(jié)合的教學(xué)方法。
循序漸進的教學(xué)方法：老師講解---演示---學(xué)生操作---教師指導(dǎo)---歸納總結(jié)---學(xué)生鞏固。這是教師普遍喜歡的傳統(tǒng)教學(xué)方法。然而，訓(xùn)練中我發(fā)現(xiàn)：如果長期使用這種教學(xué)方法，學(xué)生會在實訓(xùn)過程中表現(xiàn)出缺乏興趣、心不在焉，有些學(xué)生甚至?xí)褜嵱?xùn)課當(dāng)作是玩耍課。學(xué)生在實訓(xùn)過程中基本上只是跟隨教師的步驟依葫蘆畫瓢，而缺乏創(chuàng)造性的思維和舉動。優(yōu)點：訓(xùn)練中，學(xué)生能夠避免盲目無序，容易接受，實訓(xùn)的紀(jì)律較好。例如：在進行計算機面板接線時，本人采取了循序漸進的教學(xué)方法。因為內(nèi)容比較簡單，同學(xué)們又剛剛接觸計算機維護實訓(xùn)，學(xué)生對此充滿了新鮮感，加上學(xué)生好動手的特點，所以，實訓(xùn)效果不錯。弊端：教師的教占主導(dǎo)地位，學(xué)生盲目跟從，主動性差，缺乏積極參與實訓(xùn)的主觀能動性。
分組研究的教學(xué)方法：教師先提出問題---學(xué)生分組研究---小組進行操作---教師檢查、評價、總結(jié)---學(xué)生鞏固訓(xùn)練。優(yōu)點：這種教學(xué)方法讓學(xué)生占主導(dǎo)地位，能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮小組集體智慧的作用，共同學(xué)習(xí)，共同提高。缺點：個別同學(xué)濫竽充數(shù)、不懂裝懂。這就要求實訓(xùn)老師在分組時應(yīng)該特別注意，必須要求每個小組成員都掌握研究成果，老師檢查時每位同學(xué)都能匯報研究成果。發(fā)現(xiàn)問題要及時予以引導(dǎo)，盡可能地給予表揚和鼓勵，以增加他們的自信心，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高操作水平。評分方法是小組成員統(tǒng)分。在進行的《計算機面板跳線》實訓(xùn)課時，采用此方法，學(xué)習(xí)興趣十分高漲，八組當(dāng)中竟然有三組與教師事先做的一樣。當(dāng)我公布評分結(jié)果時，做好的同學(xué)們高興得歡呼雀躍。這種方法與循序漸進的方法比起來雖然用時較多，但是效果好，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時讓他們學(xué)會了團結(jié)協(xié)作、發(fā)揮了集體的智慧作用。
獨立嘗試教學(xué)方法：教師提出實訓(xùn)問題---學(xué)生獨立嘗試---教師檢查、評價、總結(jié)---學(xué)生鞏固練習(xí)。這種教學(xué)方法不僅能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而且能增加學(xué)生獨立嘗試的成就感。這種學(xué)習(xí)方法是首先讓學(xué)生嘗試操作，然后老師給予理論指導(dǎo)，促使學(xué)生獨立完成技能操作。它的特點是能夠給學(xué)生提供一個獨立實踐的機會，讓學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，增加印象，掌握技能，這能充分樹立學(xué)生的自信心，充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造和想象力，有利于提高學(xué)生獨立思考、大膽嘗試的能力。例如：當(dāng)學(xué)生有了一定的動手操作能力時，就可以采取這種獨立嘗試的教學(xué)方法。在進行《計算機面跳線》實訓(xùn)時，我采用了此法，并收到了較好的效果。
嘗試二：做好實訓(xùn)記錄，嚴格考評制度
做好實訓(xùn)記錄：指的是紀(jì)錄學(xué)生平時的實訓(xùn)情況。同時它又我以作為學(xué)生平時表現(xiàn)的評定與平時成績，記錄學(xué)生從開始到結(jié)束技能訓(xùn)練的成長的過程。實訓(xùn)過程中，每一個實訓(xùn)課題都做出詳細的實訓(xùn)記錄，在記錄中針對每一位同學(xué)在實訓(xùn)過程中存在的問題教師會給予批示與成績。每個課題先做完的同學(xué)舉手示意，教師當(dāng)眾根據(jù)操作的情況，填寫實訓(xùn)記錄，給出批示與成績。考評時對待學(xué)生一視同仁，嚴格進行。這樣讓每個學(xué)生對自己的技能操作評定成績心服口服。嚴格考評制度：就是從實訓(xùn)一開始就定下嚴格的考試規(guī)定，每個實訓(xùn)課題都必須認真對待，考出好成績。如果有不及格的，該課題鞏固階段允許補考一次，并且成績只記合格。期中和期末考試的成績讓每次課題實訓(xùn)成績和期中或期末考試成績各占50%。這樣不僅能夠引起學(xué)生的足夠重視，挑起競爭意識，而且增加了學(xué)生的緊迫感和任務(wù)感。這樣就會使他們能夠掌握一技之長，適應(yīng)企業(yè)崗位的需要。
針對不同類型的課題，我的制訂了不同的實訓(xùn)記錄表。分兩種形式：計算機組裝與知識鞏固實訓(xùn)記錄；計算機故障排除維護實訓(xùn)記錄。等實訓(xùn)結(jié)束后，通過查看實訓(xùn)記錄，我們就能夠清楚地看出學(xué)生掌握實訓(xùn)技能的發(fā)展過程，同時也對培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力起到了促進作用。
在計算機維實訓(xùn)課中使用以上兩種嘗試教學(xué)法，能夠使職業(yè)中專學(xué)生在實踐操作過程中收到了良好效果，并且能較快的適應(yīng)工作第一線。
關(guān)鍵詞：VMware 虛擬機 教學(xué)應(yīng)用
0 引言
近年來，我擔(dān)任《計算機組裝與維護》課程的主講老師。由于教學(xué)實訓(xùn)室不夠，有些實驗未能在專業(yè)實訓(xùn)室完成，所以實驗總會遇到一些困難。教學(xué)也就達不到理想的教學(xué)效果。所以，我尋找能幫我解決這些問題的方法。
1 教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備現(xiàn)狀
我院專業(yè)教學(xué)機房中，多為公共機房，一個機房多個老師使用，所以，機房設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)配置不能隨意更改，以免其他老師上課不能正常使用。也有專業(yè)實訓(xùn)室，如思科網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)室、綜合布線實訓(xùn)室、圖形圖像實訓(xùn)室及軟件開發(fā)實訓(xùn)室等，實訓(xùn)室為相應(yīng)課程的教學(xué)而建設(shè)。而計算機組裝與維護沒有專門的實訓(xùn)室，所以，我要想辦法解決這門課實驗教學(xué)的問題。經(jīng)過跟同事們的交流和探討，我了解到VMware Workstation虛擬機這款軟件，它能在不改變現(xiàn)有機房條件下，幫助我們解決一些實驗教學(xué)困難的問題。
2 了解VM
VMware Workstation是一款功能強大的桌面虛擬機軟件，簡稱VM。利用VM用戶可以在Windows操作系統(tǒng)平臺上同時模擬出多臺計算機，其虛擬的計算機功能與物理計算機無太大差異。VM用于許多不同的目的。它可以用于測試新的操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序環(huán)境，在教育研討期間共享已經(jīng)配置的環(huán)境等等。VM位于Intel架構(gòu)的計算機硬件和操作系統(tǒng)之間的一個小的軟件層，虛擬硬件并且管理所有硬件資源。VM技術(shù)取用傳統(tǒng)虛擬機技術(shù)的原理，并且將它們與高級的虛擬網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)以及系統(tǒng)資源管理技術(shù)結(jié)合在一起。為了區(qū)別，在安裝VM軟件的物理計算機稱作主機，它的操作系統(tǒng)稱作主機操作系統(tǒng)。在一臺虛擬機內(nèi)部運行的操作系統(tǒng)稱作一個客戶操作系統(tǒng)。VM在我們的測試中，能基本完成我們課程實驗要求，是進行實驗測試、組網(wǎng)防毒的較好方法。用于組裝課程再合適不過。此外，對于企業(yè)的IT開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員而言，VM在虛擬網(wǎng)路，實時快照，拖曳共享文件夾，支持PXE等方面的特點使它成為不可多得的工具。
3 VM在教學(xué)中的應(yīng)用
VM允許主機操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序在一臺虛擬機內(nèi)部運行。虛擬機是獨立運行主機操作系統(tǒng)的離散環(huán)境，與主機完成分離，但存在虛擬連接。在運行VM時，可以新建（即模擬）一臺虛擬機，可以在虛擬機里安裝自己理想的操作系統(tǒng)和運行各種應(yīng)用程序。下面我介紹它在教學(xué)上的三個應(yīng)用：
3.1 安裝操作系統(tǒng)。在計算機組裝與維護課程中，有一個實驗，就是安裝操作系統(tǒng)。由于沒有新硬件實訓(xùn)室，且學(xué)生人數(shù)又多。現(xiàn)狀不能滿足每個學(xué)生都有物理計算機進行實驗操作。按照以往的教學(xué)經(jīng)驗，老師可以分組的形式來讓學(xué)生進行實驗，但是結(jié)果表明教學(xué)效果不是很好。針對這樣的情況，VM的應(yīng)用就能幫助我們。只需要在普通機房的計算機安裝VM（現(xiàn)有的版本可以選擇8.0漢化版本）。老師通過教授學(xué)生使用VM，就可以根據(jù)軟件功能新建一臺虛擬機，在菜單欄選擇“新建”命令，彈出新建虛擬機對話框，選擇“標(biāo)準(zhǔn)”后按照軟件的提示操作就可以完成虛擬機的新建。完成新建后，就可以進行安裝操作系統(tǒng)的實驗。虛擬機的啟動項設(shè)置等操作都與物理計算機無異，只是在進入BIOS的方法有所變化，需要使用軟件電源選項內(nèi)設(shè)定的“啟動到BIOS設(shè)置”命令才能進入BIOS。BIOS界面與AMI相似，操作方法一樣。當(dāng)完成了啟動項的設(shè)置，安裝操作系統(tǒng)就可以順利進行。所以，有了VM的幫助，操作系統(tǒng)安裝的實驗就解決了。
3.2 對等網(wǎng)的搭建。在計算機組裝與維護課程中，對等網(wǎng)的組建是一個比較重要的實驗，由于網(wǎng)絡(luò)實驗室的設(shè)備較多，路由器、交換機、無線AP、UPS等設(shè)備的設(shè)置較為復(fù)雜，所以，學(xué)生在還沒有學(xué)習(xí)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)知識之前暫不使用該實訓(xùn)室，以免造成實訓(xùn)室設(shè)備損壞。我們又得借助VM，在VM里模擬兩臺虛擬機，虛擬機完成操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序和各種相關(guān)軟件的安裝，就可以進行對等網(wǎng)的組建。IP地址設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)置，打印機連接都與實體機設(shè)置一樣，實驗變得簡單易懂。不過，對等網(wǎng)實驗中的水晶頭制作環(huán)節(jié)，可以使用實物來練習(xí)，不需要再進行連接。值得注意的是，虛擬機是在主機的基礎(chǔ)上新建的，在新建虛擬機時，主機的性能支持才可以。據(jù)我測試，內(nèi)存為2G，CPU主頻為3.0GHz的主機，安裝VM后，能模擬出5臺虛擬機，但是虛擬機運行比較緩慢，不利于工作，所以該配置模擬兩臺或三臺效果最佳。
3.3 病毒測試實驗。病毒防治是計算機系統(tǒng)維護專業(yè)的一項重要技能，在一開始的教學(xué)中，組裝課就會教授學(xué)生認識一些比較典型的計算機病毒，了解病毒的特點和破壞性，讓學(xué)生對病毒有初步的理解。但該實驗不能在機房的計算機上進行操作，哪怕計算機做了備份和還原。所以我們還是使用VM，利用VM的虛擬機技術(shù)來進行實驗。使用VM新建一臺虛擬機，安裝好操作系統(tǒng)等程序，然后準(zhǔn)備好的病毒標(biāo)本，或者使用虛擬機訪問網(wǎng)絡(luò)下載病毒標(biāo)本，在虛擬機系統(tǒng)里運行病毒程序，這樣就可以了解到病毒的特點和破壞性。當(dāng)然，虛擬機系統(tǒng)可能會受到破壞，但我們可以根據(jù)需求重建或刪除虛擬機。這樣我們既可以觀察到病毒的特性，又使主機系統(tǒng)不受到破壞。這樣就很好的完成病毒特性測試的實驗。
4 技巧總結(jié)
4.1 使用虛擬機安裝操作系統(tǒng)有兩種方法，第一種是使用虛擬機的虛擬光驅(qū)，但虛擬光驅(qū)使用的是ISO鏡像文件，所以用戶要事先準(zhǔn)備好ISO文件；第二種就是可以使用物理光驅(qū)，準(zhǔn)備好系統(tǒng)光盤，操作與主機安裝系統(tǒng)方法一樣。由于虛擬機硬件模擬是以主機硬件為主的，所以在多數(shù)情況下，主機硬件資源是共享的，包括光驅(qū)。
4.2 虛擬機與虛擬機之間切換，通常切換后虛擬機會掛起，當(dāng)你切換回來時，會繼續(xù)你上次的操作。通過一個網(wǎng)絡(luò)共享虛擬機，掛起和恢復(fù)虛擬機以及退出虛擬機，這一切不會影響你的主機操作和任何操作系統(tǒng)或者它正在運行的應(yīng)用程序。例如你是一個需要在Windows XP外加Windows 2003和Linux中進行測試的開發(fā)人員，你可以使用VM做這件事。你可以創(chuàng)建一整套虛擬計算機，并且從單臺機器中同時運行它們，不需要重新啟動。
4.3 在虛擬機里做病毒檢測時，主機系統(tǒng)一般不會受到破壞，但學(xué)生在實驗時會出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致主機系統(tǒng)受到破壞。主要原因還是實驗時，學(xué)生習(xí)慣使用主機資源，利用主機下載各種文件，然后上傳至共享文件夾，供虛擬機下載。主機和虛擬機處于互連狀態(tài)，同屬網(wǎng)絡(luò)中，一旦網(wǎng)絡(luò)中的某臺計算機，包括虛擬機感染病毒，則網(wǎng)絡(luò)中的所有計算機都會有感染的風(fēng)險。所以，在做病毒檢測實驗時，記得斷開網(wǎng)絡(luò)，可以關(guān)閉“本地連接”，關(guān)閉“文件夾共享”等功能，確保主機系統(tǒng)不受破壞。
5 結(jié)語
通過實例證明，虛擬機在課堂教學(xué)上的運用取得不錯的效果。它的應(yīng)用給了我們很多幫助，我將繼續(xù)使用、繼續(xù)學(xué)習(xí)更多的虛擬機技術(shù)，使它能更廣泛的應(yīng)用到我們的課堂教學(xué)上來，讓它更好的發(fā)揮它的水平，這樣我們的教學(xué)也能事半功倍。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；虛擬實驗；VRML；計算機專業(yè)
隨著我國教育的不斷改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展， 網(wǎng)絡(luò)教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。尤其是計算機更新速度非?？斓奶攸c使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一門新的技術(shù)，它在教育領(lǐng)域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實技術(shù)特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業(yè)教育中的應(yīng)用。
1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)
多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教育手段的現(xiàn)代化帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用已不再是停留在音像技術(shù)課堂中應(yīng)用的常規(guī)模式層次上．而是朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發(fā)展，特別是基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式，是一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式，具有廣闊的發(fā)展前景，代表了教育的未來和發(fā)展的方向。
1．1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，簡稱VR)，又稱為靈境技術(shù)，畢業(yè)論文 它匯集了數(shù)字圖象處理、計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機接口技術(shù)、傳感器技術(shù)，以及人體行為學(xué)等多項天技術(shù)．是計算機技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說，就是采川以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產(chǎn)生如同真實環(huán)境的感受和體驗。盡管該環(huán)境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環(huán)境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對現(xiàn)實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創(chuàng)建的維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。
1．2 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成
由圖1可以看出。一個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由以下幾部分組成：
(1)虛擬環(huán)境。它由虛擬環(huán)境發(fā)生器所產(chǎn)生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結(jié)果是使用者有全身心進入這一環(huán)境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動作、聲音等進行轉(zhuǎn)換，使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實際環(huán)境中的感覺一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息，讓虛擬環(huán)境有所察覺。
(4)人。虛擬現(xiàn)實實質(zhì)上是一內(nèi)含反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，只有人的存在才能使這一反饋環(huán)路有效成立。碩士論文所以人是VR系統(tǒng)中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環(huán)境，使其作出相應(yīng)的變化。
(5)虛擬環(huán)境發(fā)生器。它能產(chǎn)生使用者所需要的虛擬環(huán)境，且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產(chǎn)生的虛擬環(huán)境作出相應(yīng)的修改。
1．3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本特征
(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產(chǎn)生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象的相互作用，就如同在現(xiàn)實世界中的一樣。當(dāng)使用者移動頭部時。虛擬環(huán)境中的圖像也實時地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。
(2)交互性。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的人機交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進行交互。計算機能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環(huán)境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。
1．4 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的類型
虛擬現(xiàn)實技術(shù)按其功能，可分為以下幾種類型：
(1)沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設(shè)備復(fù)雜而且昂貴，難以在教育行業(yè)普及推廣。
(2)桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景．用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)等簡單的設(shè)備與虛擬場景進行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前，通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會受到周圍環(huán)境的影響，難以做到完全投入．但是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
分布式虛擬系統(tǒng)是多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。
(4)增強現(xiàn)實性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來模擬現(xiàn)實世界、仿真現(xiàn)實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受，也就是增強現(xiàn)實中無法感知的感受。
1．5 虛擬現(xiàn)實造型語言VRML
VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現(xiàn)實建
模語言，是一項和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域相關(guān)的，在Intemet上營造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場景。
VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點的數(shù)據(jù)來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數(shù)據(jù)量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語言來描述三維場景．就像我們的編程語言。比如，一個立方體的描述文本是：Box(size 3.0 3.0 3.0)。VRML就是一種描述語言標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時，需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說，文本描述是嵌在WEB頁面中，在瀏覽器請求相應(yīng)頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數(shù)據(jù)傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態(tài)地生成虛擬場景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會在屏幕上繪制一個立體的球形。概括地說，就是用文本信息描述三維場景．在Intemet網(wǎng)上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景．解釋生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即是VRML規(guī)范。
VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節(jié)點、腳本和路由。在這四個要素中．醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的，它用來告訴瀏覽器該文件符合的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點是VRML中的基本建造模塊．它構(gòu)成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節(jié)點定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節(jié)點的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作．然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節(jié)點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應(yīng)用程序，一個典型的腳本是由Java或JavaScript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個節(jié)點之間創(chuàng)建了一個路由．第一個節(jié)點可以順著路由傳遞消息給第二個節(jié)點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節(jié)點和域值、定義的節(jié)點名、使用的節(jié)點名等。
設(shè)計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本，它類似于程序設(shè)計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設(shè)計者的空間想象能力要求也較高，設(shè)計的效率不高?，F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點都做成可視的組件，用戶設(shè)計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設(shè)計的效果在設(shè)計時就可以看到。設(shè)計完畢后，系統(tǒng)自動將這些可視的虛擬場景生成標(biāo)準(zhǔn)的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發(fā)展前景的新興技術(shù)。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強大的應(yīng)用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領(lǐng)域的WEB站點中，它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)上，以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。例如：創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實，匯編或查閱時書籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點擊對應(yīng)的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓(xùn)練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現(xiàn)實空間中操作的難度和危險．
更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應(yīng)用成為可能。由于這種模擬系統(tǒng)具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統(tǒng)介入而造成較差的訓(xùn)練效果?，F(xiàn)在虛擬校園、虛擬考場也已經(jīng)陸續(xù)地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，這些新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來教育領(lǐng)域中占有一席之地。
2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機專業(yè)教育中的應(yīng)用
2．1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用
眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現(xiàn)難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎(chǔ)課程中介紹計算機中各個組件的結(jié)構(gòu)和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學(xué)習(xí)者了解組件結(jié)構(gòu)和組裝的過程。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機地結(jié)合，設(shè)計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者從各個角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境，更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
制作VRML課件的基本思路是：
(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。
(2)引入VRML的相關(guān)節(jié)點，建立虛擬運動空間。實現(xiàn)課件多媒體功能。
(3)優(yōu)化VRML場景，即在構(gòu)建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術(shù)適當(dāng)優(yōu)化程序。
(4)VRML文件的輸出，將已創(chuàng)建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。
例如，設(shè)計VRML課件來實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計算機組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。
首先，在介紹計算機組件選擇知識同時。可以在網(wǎng)上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型．增強感性認識，并使學(xué)習(xí)者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計和VRML Script的動畫鏈接．虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件，再通過把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁的方法，使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學(xué)習(xí)者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節(jié)點控制和VRML Script的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果，然后按照六個安裝步驟：第一，機箱、主板的安裝；第二，風(fēng)扇、內(nèi)存的安裝；第三，光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；
第六。顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)的安裝，組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。
在學(xué)習(xí)的過程中，只要點擊相應(yīng)的按鈕，就可以按相應(yīng)的步驟進行安裝。拖動鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后，點擊光驅(qū)的開、關(guān)鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅(qū)的按鈕，
軟盤會自動取出．使學(xué)習(xí)者能動態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學(xué)習(xí)的過程。
通過VRML Script語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如．當(dāng)你點擊軟驅(qū)上的按鈕，會發(fā)出聲音并彈出一張軟盤；當(dāng)你點擊光驅(qū)按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實現(xiàn)注釋信息，當(dāng)學(xué)習(xí)者的鼠標(biāo)碰到硬件設(shè)備時。在對象的旁邊會出現(xiàn)一個注釋信息，說明該對象名稱。
又如，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，對于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想．由于其抽象程度高。使得學(xué)生很難理解。我們也可以通過虛擬技術(shù)將其制作成課件進行教學(xué)。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來。例如，遞歸算法是學(xué)生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調(diào)用堆棧來實現(xiàn)，而通過虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來，這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現(xiàn)。方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。
總之，通過制作課件來輔助課堂的教學(xué)，能為學(xué)習(xí)者提供生動、逼真的感性學(xué)習(xí)材料，使抽象的學(xué)習(xí)直觀化、形象化，幫助學(xué)習(xí)者解決學(xué)習(xí)中的重點和難點，提高學(xué)習(xí)者的積極性。
2．2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機實驗中的應(yīng)用
由虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)，包括相應(yīng)的實驗室環(huán)境、有關(guān)的實驗儀器設(shè)備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現(xiàn)實實驗室的真實再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實驗室。例如，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來就可以親身體驗，猶如進行現(xiàn)場的操作。在數(shù)字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達到電路設(shè)計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務(wù)課程實驗中，可以虛擬商務(wù)環(huán)境，讓學(xué)生進入這個虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗現(xiàn)場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會對原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統(tǒng)的安裝試驗就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創(chuàng)建的虛擬機有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進行操作，熟悉操作和新技術(shù)，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件。可以幫助你在一個操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個操作系統(tǒng)，而不會對當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進行虛擬．通過虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。利用虛擬技術(shù)。學(xué)生還可以進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計、電路設(shè)計等方面的學(xué)習(xí)探索，設(shè)計出新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子器件．從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進行仿真實訓(xùn)，避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且，虛擬實驗具有先進性和共享性，易擴充．易于改變教學(xué)項目，減少設(shè)備投入經(jīng)費，使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實驗進行教學(xué)的過程中，并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗，缺少“實物感”，正如在網(wǎng)上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網(wǎng)絡(luò)實驗中，用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學(xué)生很難見到這些設(shè)備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應(yīng)該虛實進行結(jié)合。有目的地安排一些實驗在真實環(huán)境中操作，這樣，他們會對實驗的設(shè)備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。
3 結(jié)束語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的，只有親身去經(jīng)歷、親身去體驗去感受，比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能形象、生動、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營造一個發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無法解決的問題。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于WEB的虛擬現(xiàn)實遠程教育具有廣泛的應(yīng)用前景，必將成為21世紀(jì)教育的主流。
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關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；虛擬實驗；VRML；計算機專業(yè)
前言
隨著我國教育的不斷改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，絡(luò)教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。尤其是計算機更新速度非常快的特點使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一門新的技術(shù)，它在教育領(lǐng)域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實技術(shù)特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業(yè)教育中的應(yīng)用。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)
多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教育手段的現(xiàn)代化帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用已不再是停留在音像技術(shù)課堂中應(yīng)用的常規(guī)模式層次上．而是朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發(fā)展，特別是基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式，是一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式，具有廣闊的發(fā)展前景，代表了教育的未來和發(fā)展的方向。
1．1虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，簡稱VR)，又稱為靈境技術(shù)，畢業(yè)論文它匯集了數(shù)字圖象處理、計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機接口技術(shù)、傳感器技術(shù)，以及人體行為學(xué)等多項天技術(shù)．是計算機技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說，就是采川以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產(chǎn)生如同真實環(huán)境的感受和體驗。盡管該環(huán)境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環(huán)境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對現(xiàn)實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創(chuàng)建的維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。
1．2虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成
一個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由以下幾部分組成：
(1)虛擬環(huán)境。它由虛擬環(huán)境發(fā)生器所產(chǎn)生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結(jié)果是使用者有全身心進入這一環(huán)境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動作、聲音等進行轉(zhuǎn)換，使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實際環(huán)境中的感覺一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息，讓虛擬環(huán)境有所察覺。
(4)人。虛擬現(xiàn)實實質(zhì)上是一內(nèi)含反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，只有人的存在才能使這一反饋環(huán)路有效成立。碩士論文所以人是VR系統(tǒng)中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環(huán)境，使其作出相應(yīng)的變化。
(5)虛擬環(huán)境發(fā)生器。它能產(chǎn)生使用者所需要的虛擬環(huán)境，且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產(chǎn)生的虛擬環(huán)境作出相應(yīng)的修改。
1．3虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本特征
(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產(chǎn)生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象的相互作用，就如同在現(xiàn)實世界中的一樣。當(dāng)使用者移動頭部時。虛擬環(huán)境中的圖像也實時地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。
(2)交互性。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的人機交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進行交互。計算機能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環(huán)境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。
1．4虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的類型
虛擬現(xiàn)實技術(shù)按其功能，可分為以下幾種類型：
(1)沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設(shè)備復(fù)雜而且昂貴，難以在教育行業(yè)普及推廣。
(2)桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景．用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)等簡單的設(shè)備與虛擬場景進行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前，通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會受到周圍環(huán)境的影響，難以做到完全投入．但是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
分布式虛擬系統(tǒng)是多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。
(4)增強現(xiàn)實性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來模擬現(xiàn)實世界、仿真現(xiàn)實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受，也就是增強現(xiàn)實中無法感知的感受。
1．5虛擬現(xiàn)實造型語言VRML
VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現(xiàn)實建模語言，是一項和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域相關(guān)的，在Intemet上營造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場景。
VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點的數(shù)據(jù)來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數(shù)據(jù)量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語言來描述三維場景．就像我們的編程語言。比如，一個立方體的描述文本是：Box(size3.03.03.0)。VRML就是一種描述語言標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時，需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說，文本描述是嵌在WEB頁面中，在瀏覽器請求相應(yīng)頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數(shù)據(jù)傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態(tài)地生成虛擬場景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會在屏幕上繪制一個立體的球形。概括地說，就是用文本信息描述三維場景．在Intemet網(wǎng)上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景．解釋生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即是VRML規(guī)范。
VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節(jié)點、腳本和路由。在這四個要素中．醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的，它用來告訴瀏覽器該文件符合的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點是VRML中的基本建造模塊．它構(gòu)成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節(jié)點定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節(jié)點的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作．然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節(jié)點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應(yīng)用程序，一個典型的腳本是由Java或javascript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個節(jié)點之間創(chuàng)建了一個路由．第一個節(jié)點可以順著路由傳遞消息給第二個節(jié)點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節(jié)點和域值、定義的節(jié)點名、使用的節(jié)點名等。
設(shè)計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本，它類似于程序設(shè)計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設(shè)計者的空間想象能力要求也較高，設(shè)計的效率不高?，F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點都做成可視的組件，用戶設(shè)計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設(shè)計的效果在設(shè)計時就可以看到。設(shè)計完畢后，系統(tǒng)自動將這些可視的虛擬場景生成標(biāo)準(zhǔn)的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發(fā)展前景的新興技術(shù)。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強大的應(yīng)用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領(lǐng)域的WEB站點中，它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)上，以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。例如：創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實，匯編或查閱時書籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點擊對應(yīng)的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓(xùn)練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現(xiàn)實空間中操作的難度和危險。
更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應(yīng)用成為可能。由于這種模擬系統(tǒng)具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統(tǒng)介入而造成較差的訓(xùn)練效果?，F(xiàn)在虛擬校園、虛擬考場也已經(jīng)陸續(xù)地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，這些新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來教育領(lǐng)域中占有一席之地。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機專業(yè)教育中的應(yīng)用
2．1虛擬現(xiàn)實技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用
眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現(xiàn)難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎(chǔ)課程中介紹計算機中各個組件的結(jié)構(gòu)和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學(xué)習(xí)者了解組件結(jié)構(gòu)和組裝的過程。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機地結(jié)合，設(shè)計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者從各個角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境，更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
制作VRML課件的基本思路是：
(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。
(2)引入VRML的相關(guān)節(jié)點，建立虛擬運動空間。實現(xiàn)課件多媒體功能。
(3)優(yōu)化VRML場景，即在構(gòu)建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術(shù)適當(dāng)優(yōu)化程序。
(4)VRML文件的輸出，將已創(chuàng)建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。
例如，設(shè)計VRML課件來實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計算機組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。
首先，在介紹計算機組件選擇知識同時。可以在網(wǎng)上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型．增強感性認識，并使學(xué)習(xí)者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計和VRMLScript的動畫鏈接．虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件，再通過把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁的方法，使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學(xué)習(xí)者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節(jié)點控制和VRMLScript的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果，然后按照六個安裝步驟：第一，機箱、主板的安裝；第二，風(fēng)扇、內(nèi)存的安裝；第三，光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；
第六。顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)的安裝，組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。
在學(xué)習(xí)的過程中，只要點擊相應(yīng)的按鈕，就可以按相應(yīng)的步驟進行安裝。拖動鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后，點擊光驅(qū)的開、關(guān)鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅(qū)的按鈕，軟盤會自動取出．使學(xué)習(xí)者能動態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學(xué)習(xí)的過程。
通過VRMLScript語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如．當(dāng)你點擊軟驅(qū)上的按鈕，會發(fā)出聲音并彈出一張軟盤；當(dāng)你點擊光驅(qū)按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實現(xiàn)注釋信息，當(dāng)學(xué)習(xí)者的鼠標(biāo)碰到硬件設(shè)備時。在對象的旁邊會出現(xiàn)一個注釋信息，說明該對象名稱。
又如，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，對于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想．由于其抽象程度高。使得學(xué)生很難理解。我們也可以通過虛擬技術(shù)將其制作成課件進行教學(xué)。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來。例如，遞歸算法是學(xué)生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調(diào)用堆棧來實現(xiàn)，而通過虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來，這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現(xiàn)。方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。
總之，通過制作課件來輔助課堂的教學(xué)，能為學(xué)習(xí)者提供生動、逼真的感性學(xué)習(xí)材料，使抽象的學(xué)習(xí)直觀化、形象化，幫助學(xué)習(xí)者解決學(xué)習(xí)中的重點和難點，提高學(xué)習(xí)者的積極性。
2．2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機實驗中的應(yīng)用
由虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)，包括相應(yīng)的實驗室環(huán)境、有關(guān)的實驗儀器設(shè)備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現(xiàn)實實驗室的真實再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實驗室。例如，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來就可以親身體驗，猶如進行現(xiàn)場的操作。在數(shù)字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達到電路設(shè)計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務(wù)課程實驗中，可以虛擬商務(wù)環(huán)境，讓學(xué)生進入這個虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗現(xiàn)場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會對原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統(tǒng)的安裝試驗就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創(chuàng)建的虛擬機有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進行操作，熟悉操作和新技術(shù)，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件?？梢詭椭阍谝粋€操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個操作系統(tǒng)，而不會對當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進行虛擬．通過虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。利用虛擬技術(shù)。學(xué)生還可以進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計、電路設(shè)計等方面的學(xué)習(xí)探索，設(shè)計出新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子器件．從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。:
通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進行仿真實訓(xùn)，避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且，虛擬實驗具有先進性和共享性，易擴充．易于改變教學(xué)項目，減少設(shè)備投入經(jīng)費，使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實驗進行教學(xué)的過程中，并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗，缺少“實物感”，正如在網(wǎng)上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網(wǎng)絡(luò)實驗中，用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學(xué)生很難見到這些設(shè)備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應(yīng)該虛實進行結(jié)合。有目的地安排一些實驗在真實環(huán)境中操作，這樣，他們會對實驗的設(shè)備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。
三、結(jié)束語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的，只有親身去經(jīng)歷、親身去體驗去感受，比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能形象、生動、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營造一個發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無法解決的問題。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于WEB的虛擬現(xiàn)實遠程教育具有廣泛的應(yīng)用前景，必將成為21世紀(jì)教育的主流。
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關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);虛擬實驗;VRML;計算機專業(yè)
隨著我國教育的不斷改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,論文 網(wǎng)絡(luò)教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。尤其是計算機更新速度非?？斓奶攸c使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一門新的技術(shù),它在教育領(lǐng)域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實技術(shù)特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業(yè)教育中的應(yīng)用。
1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)
多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教育手段的現(xiàn)代化帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用已不再是停留在音像技術(shù)課堂中應(yīng)用的常規(guī)模式層次上.而是朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發(fā)展,特別是基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式,是一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式,具有廣闊的發(fā)展前景,代表了教育的未來和發(fā)展的方向。
1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱VR),又稱為靈境技術(shù),畢業(yè)論文 它匯集了數(shù)字圖象處理、計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機接口技術(shù)、傳感器技術(shù),以及人體行為學(xué)等多項天技術(shù).是計算機技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說,就是采川以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境,用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用,相互影響,從而產(chǎn)生如同真實環(huán)境的感受和體驗。盡管該環(huán)境并不真實存在,但它作為一個逼真的三維環(huán)境.仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對現(xiàn)實物體的存存意識或幻覺,從而使得用戶在計算機所創(chuàng)建的維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。
1.2 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成
由圖1可以看出。一個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由以下幾部分組成:
(1)虛擬環(huán)境。它由虛擬環(huán)境發(fā)生器所產(chǎn)生,且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互,這種交互的結(jié)果是使用者有全身心進入這一環(huán)境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動作、聲音等進行轉(zhuǎn)換,使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實際環(huán)境中的感覺一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息,讓虛擬環(huán)境有所察覺。
(4)人。虛擬現(xiàn)實實質(zhì)上是一內(nèi)含反饋的閉環(huán)系統(tǒng),只有人的存在才能使這一反饋環(huán)路有效成立。碩士論文所以人是VR系統(tǒng)中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在.又通過作用器件去影響虛擬環(huán)境,使其作出相應(yīng)的變化。
(5)虛擬環(huán)境發(fā)生器。它能產(chǎn)生使用者所需要的虛擬環(huán)境,且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產(chǎn)生的虛擬環(huán)境作出相應(yīng)的修改。
1.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本特征
(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點,由計算機產(chǎn)生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備,便可將自己置身于虛擬環(huán)境中,成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象的相互作用,就如同在現(xiàn)實世界中的一樣。當(dāng)使用者移動頭部時。虛擬環(huán)境中的圖像也實時地跟隨變化,拿起物體可使物體隨著手的移動而運動,而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中,一切感覺都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺。
(2)交互性。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的人機交互是一種近乎自然的交互.使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進行交互,而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進行交互。計算機能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動,來調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能.就能對虛擬環(huán)境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置,因此,使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知,從而達到身臨其境的感受。
1.4 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的類型
虛擬現(xiàn)實技術(shù)按其功能,可分為以下幾種類型:
(1)沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間,能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設(shè)備復(fù)雜而且昂貴,難以在教育行業(yè)普及推廣。
(2)桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景.用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)等簡單的設(shè)備與虛擬場景進行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前,通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互,往往會受到周圍環(huán)境的影響,難以做到完全投入.但是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
分布式虛擬系統(tǒng)是多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)共享一個虛擬空間,共同參與虛擬活動。
(4)增強現(xiàn)實性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來模擬現(xiàn)實世界、仿真現(xiàn)實世界,而且要利用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受,也就是增強現(xiàn)實中無法感知的感受。
1.5 虛擬現(xiàn)實造型語言VRML
VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現(xiàn)實建
模語言,是一項和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域相關(guān)的,在Intemet上營造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場景。
VRML的基本工作原理可概括為:文本描述、遠程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述,是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點的數(shù)據(jù)來描述三維物體的,因為這樣會有很大的數(shù)據(jù)量.在Intemet上傳輸會遇到很多困難.VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語言來描述三維場景.就像我們的編程語言。比如,一個立方體的描述文本是:Box(size 3.0 3.0 3.0)。VRML就是一種描述語言標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠程傳輸是指用
戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時,需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說,文本描述是嵌在WEB頁面中,在瀏覽器請求相應(yīng)頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數(shù)據(jù)傳送到本地后,瀏覽器對它進行解釋計算,動態(tài)地生成虛擬場景。比如,描述球形的文本,瀏覽器會在屏幕上繪制一個立體的球形。概括地說,就是用文本信息描述三維場景.在Intemet網(wǎng)上傳輸,在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景.解釋生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即是VRML規(guī)范。
VRML文件主要包括四個主要成分:VRML文件頭、原型、造型節(jié)點、腳本和路由。在這四個要素中.醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的,它用來告訴瀏覽器該文件符合的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點類型。一旦成功地定義了原型,它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點是VRML中的基本建造模塊.它構(gòu)成了VRML文件的主體部分,正是由于造型節(jié)點定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節(jié)點的外殼,它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作.然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節(jié)點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應(yīng)用程序,一個典型的腳本是由Java或JavaScript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息.一旦在兩個節(jié)點之間創(chuàng)建了一個路由.第一個節(jié)點可以順著路由傳遞消息給第二個節(jié)點,這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目:注釋、節(jié)點和域值、定義的節(jié)點名、使用的節(jié)點名等。
設(shè)計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本,它類似于程序設(shè)計,這種方法簡單方便.但不是很直觀.對設(shè)計者的空間想象能力要求也較高,設(shè)計的效率不高?，F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計工具,如CosmoWorld和WebWorld等.這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點都做成可視的組件,用戶設(shè)計時,只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了.而且設(shè)計的效果在設(shè)計時就可以看到。設(shè)計完畢后,系統(tǒng)自動將這些可視的虛擬場景生成標(biāo)準(zhǔn)的VRML描述文本,這樣,這些文本傳送到用戶的瀏覽器后.便會在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響.得到眾多的軟硬件廠商的支持,成為了Intemet上最有發(fā)展前景的新興技術(shù)。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強大的應(yīng)用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領(lǐng)域的WEB站點中,它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)上,以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。例如:創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書館,它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實,匯編或查閱時書籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點擊對應(yīng)的虛擬圖書。另外,使用VRML做模擬訓(xùn)練是一種可行性極高的措施,它不僅可以減少某些情況下現(xiàn)實空間中操作的難度和危險.
更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價得到大幅度降低,這樣就使得在教育方面的應(yīng)用成為可能。由于這種模擬系統(tǒng)具有高度的真實性,所以并不會因為沒有真實系統(tǒng)介入而造成較差的訓(xùn)練效果。現(xiàn)在虛擬校園、虛擬考場也已經(jīng)陸續(xù)地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中,這些新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來教育領(lǐng)域中占有一席之地。
2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機專業(yè)教育中的應(yīng)用
2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用
眾所周知,計算機課程實踐性很強,在書本上體現(xiàn)難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如,在計算機基礎(chǔ)課程中介紹計算機中各個組件的結(jié)構(gòu)和講解計算機組裝的過程時,書本的文字難以讓學(xué)習(xí)者了解組件結(jié)構(gòu)和組裝的過程。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機地結(jié)合,設(shè)計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容,滿足學(xué)習(xí)者從各個角度觀察和學(xué)習(xí),仿佛身臨其境,更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
制作VRML課件的基本思路是:
(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫.并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。
(2)引入VRML的相關(guān)節(jié)點,建立虛擬運動空間。實現(xiàn)課件多媒體功能。
(3)優(yōu)化VRML場景,即在構(gòu)建場景的過程中,利用VRML提供的高級造型技術(shù)適當(dāng)優(yōu)化程序。
(4)VRML文件的輸出,將已創(chuàng)建的空間場景輸出為.wrl形式的文件。
例如,設(shè)計VRML課件來實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計算機組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。
首先,在介紹計算機組件選擇知識同時。可以在網(wǎng)上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型.增強感性認識,并使學(xué)習(xí)者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計和VRML Script的動畫鏈接.虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件,再通過把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁的方法,使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字.又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學(xué)習(xí)者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同.感受到虛擬世界的美妙。然后,通過文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著,通過VRML的動畫節(jié)點控制和VRML Script的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果,然后按照六個安裝步驟:第一,機箱、主板的安裝;第二,風(fēng)扇、內(nèi)存的安裝;第三,光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤的安裝;第四,聲卡、顯卡的安裝;第五,電源的安裝;
第六。顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)的安裝,組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。
在學(xué)習(xí)的過程中,只要點擊相應(yīng)的按鈕,就可以按相應(yīng)的步驟進行安裝。拖動鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后,點擊光驅(qū)的開、關(guān)鍵,光盤托會自動拖出和送入,點擊軟驅(qū)的按鈕,
軟盤會自動取出.使學(xué)習(xí)者能動態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學(xué)習(xí)的過程。
通過VRML Script語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如.當(dāng)你點擊軟驅(qū)上的按鈕,會發(fā)出聲音并彈出一張軟盤;當(dāng)你點擊光驅(qū)按鈕時,盤盒會自動地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實現(xiàn)注釋信息,當(dāng)學(xué)習(xí)者的鼠標(biāo)碰到硬件設(shè)備時。在對象的旁邊會出現(xiàn)一個注釋信息,說明該對象名稱。
又如,在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中,對于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想.由于其抽象程度高。使得學(xué)生很難理解。我們也可以通過虛擬技術(shù)將其制作成課件進行教學(xué)。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來。例如,遞歸算法是學(xué)生比較難理解的,因為其算法是靠隱形調(diào)用堆棧來實現(xiàn),而通過虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來,這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時,可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現(xiàn)。方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。
總之,通過制作課件來輔助課堂的教學(xué),能為學(xué)習(xí)者提供生動、逼真的感性學(xué)習(xí)材料,使抽象的學(xué)習(xí)直觀化、形象化,幫助學(xué)習(xí)者解決學(xué)習(xí)中的重點和難點,提高學(xué)習(xí)者的積極性。
2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機實驗中的應(yīng)用
由虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng),包括相應(yīng)的實驗室環(huán)境、有關(guān)的實驗儀器設(shè)備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現(xiàn)實實驗室的真實再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實驗室。 例如,在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中,不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來就可以親身體驗,猶如進行現(xiàn)場的操作。在數(shù)字電路的課程實驗中,可以通過虛擬的電路器件來達到電路設(shè)計的目的,而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務(wù)課程實驗中,可以虛擬商務(wù)環(huán)境,讓學(xué)生進入這個虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗現(xiàn)場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會對原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統(tǒng)的安裝試驗就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創(chuàng)建的虛擬機有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū),在這個虛擬機上,可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進行操作,熟悉操作和新技術(shù),達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件?？梢詭椭阍谝粋€操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個操作系統(tǒng),而不會對當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進行虛擬.通過虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。利用虛擬技術(shù)。學(xué)生還可以進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計、電路設(shè)計等方面的學(xué)習(xí)探索,設(shè)計出新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子器件.從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
通過虛擬的實驗室進行實驗,既可以縮短實驗的時間,又可以獲得直觀、真實的效果,還能對那些不可見的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進行仿真實訓(xùn),避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且,虛擬實驗具有先進性和共享性,易擴充.易于改變教學(xué)項目,減少設(shè)備投入經(jīng)費,使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新.使實驗實踐及時跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實驗進行教學(xué)的過程中,并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗,缺少“實物感”,正如在網(wǎng)上看書與拿真實的書看時,會覺得真實的書更實在。在網(wǎng)絡(luò)實驗中,用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機等種類、型號都很多,在虛擬實驗中.學(xué)生很難見到這些設(shè)備,如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此,在具體實施中,應(yīng)該虛實進行結(jié)合。有目的地安排一些實驗在真實環(huán)境中操作,這樣,他們會對實驗的設(shè)備有親身的體會,更能加深實驗的印象,提高實驗的效果。
3 結(jié)束語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的,只有親身去經(jīng)歷、親身去體驗去感受,比空洞抽象的說教更具說服力,主動地去交互與被動地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能形象、生動、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,有效地營造一個發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識和技能的效率和積極性,達到優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的,從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無法解決的問題。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,基于WEB的虛擬現(xiàn)實遠程教育具有廣泛的應(yīng)用前景,必將成為21世紀(jì)教育的主流。
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一、緊跟市場變化及取證，不斷更新教學(xué)內(nèi)容
電腦在各行各業(yè)應(yīng)用十分廣泛，學(xué)生希望學(xué)到與市場緊密結(jié)合并且能夠取證的內(nèi)容，這樣才能學(xué)以致用，才不會浪費時間與精力。這就要求我們的計算機基礎(chǔ)教學(xué)必須緊跟市場和取證的變化，不斷更新教學(xué)內(nèi)容。過時的Office或Windows對學(xué)生來說幾乎沒法用，所以新內(nèi)容或升級的版本應(yīng)該是我們選擇的對象。如CAD建筑設(shè)計、PhotoShop圖像處理、CorelDRAW平面設(shè)計、3D STUDIO MAX二維圖像設(shè)計、網(wǎng)頁制作、多媒體制作等。
二、制定課程改革方案
改革后的主要教學(xué)方法主要有兩種。
1.分層教學(xué)，因材施教。教師根據(jù)學(xué)生差異進行合理的分組，制定各層次的教學(xué)目標(biāo)。這樣學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)潛能和認知結(jié)構(gòu)，對所學(xué)內(nèi)容自主選擇，完全不受傳統(tǒng)教學(xué)的“一刀切”約束。在計算機教室里，多媒體控制臺可以進行窗口廣播輔導(dǎo)、個別演示、分組演播等個性化教學(xué)，加上教師自己制作的視頻輔助教學(xué)課件，有效地實施分層教學(xué)的調(diào)控和指導(dǎo)，隨時檢查學(xué)生掌握動作的情況，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的疑難問題，對學(xué)生進行個別化輔導(dǎo)，有效地保證同步教學(xué)中分層施教的教學(xué)進程。
2.案例驅(qū)動，工學(xué)一體。教學(xué)方法是實現(xiàn)教學(xué)目的、完成教學(xué)任務(wù)的手段。檢驗教學(xué)方法是否優(yōu)化的重要條件，是看教學(xué)方法和教學(xué)效果是否達到高度統(tǒng)一?！队嬎銠C基礎(chǔ)》這門課程強調(diào)的是操作技能的培養(yǎng)，所以將授課環(huán)境安排在機房更科學(xué)、合理。學(xué)生可以邊學(xué)邊練，在做中學(xué)，在學(xué)中做，實現(xiàn)工學(xué)一體。傳統(tǒng)的教學(xué)模式，理論教學(xué)一般都占有相當(dāng)大的比重，教學(xué)過程強調(diào)學(xué)科知識的系統(tǒng)性和科學(xué)性，注重新舊知識之間的聯(lián)系，忽視學(xué)生的能力和創(chuàng)造性的培養(yǎng)。所以傳統(tǒng)的教學(xué)法對于課時少、內(nèi)容多、知識新的計算機課程來說是不適應(yīng)的。為彌補傳統(tǒng)教學(xué)法的不足，在教學(xué)中結(jié)合調(diào)研及當(dāng)前社會，設(shè)置學(xué)生喜聞樂見，又包含若干個知識點的教學(xué)案例，通過對具體實例的分析和講解，讓學(xué)生參與到教學(xué)中，進而提高學(xué)習(xí)計算機的興趣。
三、進行考試改革
當(dāng)前，中職計算機專業(yè)學(xué)生的考試仍以知識的積累為主要目標(biāo)；考試方法重在教室和實訓(xùn)室考試；考試形式常用“理論”和“實作”兩種考試模式相結(jié)合；考核內(nèi)容主要依附于教材。在現(xiàn)在“人才飽和”就業(yè)困難的情況下，卻出現(xiàn)了“技工荒”，月薪三千難尋一個“數(shù)控技師”；打字速度相當(dāng)快，辦公自動化考證獲得“優(yōu)秀”等級，卻不能勝任一個機關(guān)打字員的工作，因為不會使用打印機、復(fù)印機、傳真機，不知道公文規(guī)定格式。
以上問題說明現(xiàn)行計算機專業(yè)課的考核機制存在一些不足：學(xué)校忽視了職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生實際操作能力差；把學(xué)生學(xué)習(xí)局限在校園內(nèi)，不利于學(xué)生職業(yè)技能的提高；沒有尊重學(xué)生的個體差異，不能讓學(xué)生的個性得到很好的張揚；教學(xué)脫離了職場工作環(huán)境，沒能很好地與行業(yè)接軌，不利于學(xué)生就業(yè)。這使我們中職教育工作者不得不思考專業(yè)課程考的改革。
1.改革課程考核方法
（1）崗位能力測試
根據(jù)教育部中等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)、考試大綱要求，結(jié)合行業(yè)需要，由計算機專業(yè)中心教研組制定、編寫出對計算機專業(yè)課程考核的知識、崗位能力目標(biāo)，實行模塊考核制度。教師在教學(xué)、考核時均以崗位能力目標(biāo)為依據(jù)，考核學(xué)生對知識、技能的掌握程度。
（2）分層測試
在對學(xué)生已有知識、能力進行全面了解后，教師在教學(xué)中針對學(xué)生基礎(chǔ)，提出新的要求，制定階段目標(biāo)，為學(xué)生指明努力的方向；當(dāng)堂考核驗收，指出學(xué)生存在的問題與缺陷，根據(jù)學(xué)生實際制定出努力的新目標(biāo)，逐步推進，讓學(xué)生通過努力完成階段性目標(biāo)。學(xué)生看到了自己的進步，享受成功的喜悅，體會到自身的價值，進一步激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性。
（3）小組合作
師生共同設(shè)計好課題，開放考題，規(guī)定完成的期限，完成后要寫總結(jié)匯報材料，比一比哪組完成任務(wù)又快又好。引入競爭機制，激發(fā)好勝心，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、探索研究。比如，給出任務(wù)：用VFP設(shè)計一個班級管理系統(tǒng)。各小組接到任務(wù)后，根據(jù)成員自身特長分工協(xié)作：收集、整理班級資料；設(shè)計主窗口界面，用圖形圖像處理軟件對窗口背景圖片進行加工處理；錄入模塊設(shè)計；查詢模塊設(shè)計和打印模塊設(shè)計，等等。
2.改革考核形式
（1）一課一測，夯實基礎(chǔ)。
不管是專業(yè)理論課還是實作課，學(xué)生都以每節(jié)課的崗位能力目標(biāo)為依據(jù)進行自我測試，以書面作業(yè)、上機實作等形式，將知識、技能分散到平時的每一節(jié)課，逐一加以落實，一課一測，夯實學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)。
（2）以實戰(zhàn)代替考試。
每個模塊任務(wù)的總結(jié)性測試，可讓學(xué)生用程序設(shè)計、作品展示、攝影攝像等實戰(zhàn)來代替考試，以綜合打分代替考試成績，以匯報表演代替成績單。
（3）競賽促學(xué)。
舉行一年一度的學(xué)生技能競賽，展示學(xué)生素質(zhì)，推動學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)。通過舉辦計算機基礎(chǔ)知識、計算機組裝、圖形設(shè)計、網(wǎng)頁制作、程序設(shè)計、多媒體制作等技能比賽，展示學(xué)生素質(zhì)，用行動代替語言推銷自己。
（4）傳幫帶方式考核。
充分利用計算機專業(yè)學(xué)生的資源優(yōu)勢，在各個班內(nèi)培養(yǎng)一批專業(yè)骨干學(xué)生，參與機房的維護維修、校園網(wǎng)的管理等工作。大膽采用傳幫帶的方式，讓他們在學(xué)習(xí)中工作，在工作中學(xué)習(xí)，經(jīng)過一段時間的幫扶，再分別從教師、學(xué)生層面對他們進行考核，合格并有責(zé)任心者留用，作為老師的助手，讓有計算機專長的學(xué)生充分發(fā)揮其優(yōu)勢。
（5）技能證書考核。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機不再作為一門獨立的專業(yè)為廣大家長和學(xué)生所接受，而是滲透到了各專業(yè)領(lǐng)域，并作為一門工具被廣泛使用。而對于我們中職院校的學(xué)生，這樣一個特殊的群體而言，要如何迎接專業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)，使學(xué)生既要具備專業(yè)理論知識，又要具有專業(yè)技能，以應(yīng)對崗位的發(fā)展變化，已經(jīng)成為當(dāng)前中職院校該專業(yè)面臨的主要問題。下面淺談一下個人的一體化教學(xué)模式的體會。
1 計算機專業(yè)實施一體化教學(xué)的必要性
1.1 施教對象
中職學(xué)校的施教對象主要是初中的畢業(yè)生，但隨著普高的連年擴招，生源也越來越差，這些學(xué)生中有的甚至初中還沒有畢業(yè)。因此他們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差，沒有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)態(tài)度也較差，以至于有的課程很難跟上進度，這些都是不言而喻，顯而易見的。
1.2 課程安排
學(xué)校課程的安排跟不上社會的發(fā)展，企業(yè)的需要，更不符合學(xué)生的實際。學(xué)校的硬件設(shè)備和軟件設(shè)施都落后于社會，老師走不出學(xué)校，知識不能及時更新，而學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍較差并且參差不齊，按現(xiàn)有的教學(xué)要求以及評價方式，許多學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不能達成。
1.3 教學(xué)模式
傳統(tǒng)的計算機教學(xué)模式，雖然開設(shè)專業(yè)技能課，但仍然沿襲傳統(tǒng)學(xué)科課程的教學(xué)模式，雖有實訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué)，但仍偏重于學(xué)科理論體系的傳授，理論和實踐有所脫節(jié)。
2 如何實施計算機本文由收集整理專業(yè)一體化教學(xué)
2.1 通過對教學(xué)對象認識觀念的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生更好地接受教育
我們的教學(xué)對象，與普通高中的學(xué)生在思維方式、學(xué)習(xí)方法、接受能力等方面是不同的。需要用多元智能的觀點來看，因此可在課程的開發(fā)、教學(xué)場地的安排、教學(xué)組織形式上有別于普通教育的教學(xué)。把他們培養(yǎng)成技術(shù)型、技能型、技藝型的人才。
2.2 通過改變教學(xué)內(nèi)容來提高學(xué)生專業(yè)技能
中職學(xué)校傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師“板書+講解”，學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識大多是從理論上接受，常用的工具軟件、網(wǎng)頁設(shè)計、二維的圖像處理、計算機組裝與維修等都是只知道一些理論，一到實際操作的時候就發(fā)蒙，理論與實踐嚴重脫節(jié)，不能適應(yīng)用人單位的需求，加上近年來，一些其它應(yīng)用專業(yè)加強了計算機課程的培養(yǎng)，我們的學(xué)生已經(jīng)失去了原有的就業(yè)優(yōu)勢。所以，采用理論與實踐一體化教學(xué)是一種長期有效的教學(xué)模式。
我校近年來對計算機專業(yè)進行了調(diào)整，將原來的辦公軟件、硬件維護專業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閯勇O(shè)計專業(yè)，并與企業(yè)簽訂了訂單協(xié)議，根據(jù)企業(yè)要求對教學(xué)計劃進行了調(diào)整，對文化課進行縮減，主要是對學(xué)生進行人格熏陶，增加了技能培訓(xùn)課，強調(diào)對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。實行所有計算機專業(yè)課都在機房、實驗室進行，對部分專業(yè)課要求參加權(quán)威部門的職業(yè)資格認證考試，通過考試提高學(xué)生的職業(yè)技能。
2.3 通過改變教學(xué)方式來提高學(xué)生技能
2.3.1 案例教學(xué)法
案例教學(xué)法是一種運用實例進行教學(xué)的方法，例如：局域網(wǎng)的組建，我們可以把教材的各章節(jié)串在一起，把組網(wǎng)過程中用到的設(shè)備及技術(shù)方法先交代給學(xué)生，然后在教師的指導(dǎo)下，教師和學(xué)生共同參與案例的分析、討論和尋找實現(xiàn)途徑等來完成最后的工作。這樣在實驗室讓學(xué)生充分發(fā)揮主動、積極學(xué)習(xí)的興趣和能力。從而達到預(yù)期的教學(xué)效果。
2.3.2 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法
“任務(wù)驅(qū)動”是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法。所謂“任務(wù)驅(qū)動”，就是在學(xué)習(xí)過程中，教師給學(xué)生下達教學(xué)任務(wù)，學(xué)生通過對學(xué)習(xí)資源的主動運用，進行自主探索和互動協(xié)作的學(xué)習(xí)，通過完成一個個任務(wù)來建構(gòu)新的知識體系，教師的幫助下，緊緊圍繞一個共同的任務(wù)活動中心，在強烈的問題動機的驅(qū)動下，通過對學(xué)習(xí)資源的積極主動應(yīng)用，在完成既定任務(wù)的同時，完成教學(xué)內(nèi)容。它要求“任務(wù)”的目標(biāo)性和教學(xué)情境的創(chuàng)建，使學(xué)生帶著真實的任務(wù)在探索中學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)效果評價是重要階段，在生-生互評、教師總結(jié)點評中，幫助學(xué)生作歸納與總結(jié)。
2.3.3 個案教學(xué)法
所謂“個案教學(xué)”，是根據(jù)中職學(xué)校學(xué)生的個體差異較大，他們在認知、接受和理解能力、邏輯思維和動手操作等方面存在的差異特點，在教學(xué)活動中，對不同層次的學(xué)生，采取不同的目標(biāo)要求。使每個學(xué)生都有學(xué)習(xí)目標(biāo)，并且也有能力完成，很大程度上促進了學(xué)生的學(xué)習(xí)和進步。
2.4 努力創(chuàng)建一體化計算機教室
傳統(tǒng)的計算機專業(yè)教學(xué)，由于受學(xué)校硬件設(shè)施等諸多因素的影響，老師只能在教室或多媒體教室進行教學(xué)，這樣不僅浪費時間，事倍功半，教學(xué)效果不好。而且使這種理論與實踐嚴重脫節(jié)。因此，要打破理論課與實踐課地點分離的傳統(tǒng)授課模式，建設(shè)一體化計算機教室。目前我校主要采用的方式是在計算機房的計算機網(wǎng)絡(luò)中加裝多媒體網(wǎng)絡(luò)教室控制軟件，通過軟件的方式用教師機控制學(xué)生機，把教師機的屏幕演示內(nèi)容投射到各學(xué)生機的屏幕上，這個功能也可以實現(xiàn)老師邊講解，學(xué)生邊操作的目標(biāo)。這樣教師就可以隨時將理論教學(xué)與實踐操作訓(xùn)練穿行，這種教學(xué)活動可以更好地將知識與技能緊密聯(lián)系，增強學(xué)生的直觀體驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到提高教學(xué)質(zhì)量和效果的目的。
2.5 對學(xué)生評價制度的改革
