時間：2022-06-27 06:41:08
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【中圖分類號】G712【文獻標識碼】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基礎知識出發緊緊圍繞組裝計算機實現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。學生通過課程的學習應達到鞏固和強化學生對計算機的組裝與維護的基本技能。培養和訓練學生綜合利用所學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。培養學生適應設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的問題的基本能力等要求。
我國高職教育工學結合理論研究現狀，往往存在工學結合理論研究的系統化不夠，以及在“工”與“學”兩個方面結合程度的研究上缺乏普遍適應性，理論與現實的合理對接問題沒有得到很好的解決。目前高職的教學模式往往提倡由以教師為中心的傳統教學模式轉向以學生為中心的現代教學模式。能夠便于教師“教”與學生“學”的，以學生為主體、教師為主導的，實現交互的網絡教學環境平臺逐漸成為主流需要。
目前多數高職院校的計算機組裝與維護課程都有自己的網上教學平臺，其教學界面大致為“課程介紹”、“教學大綱”、“教學教案”、“教學課件”、“教學視頻”、“教學軟件”等，雖然教學網站的建設及其在教育中的應用順應了教育信息化時代對人才培養的需求，對深化教育教學改革起到了積極的推動作用。但多數高職院校所開設的課程內容往往理論與實踐相分離。要么采用傳統的理論教學、上機操作分開式的教學模式，要么采用單純的計算機組裝實訓模式進行教學。無論哪種都忽略了工學結合的教學模式和學生創新意識的培養。經過多年對畢業生企業調研，采用傳統及實訓進行授課對學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，在設備維護工作中只能處理簡單故障問題，對基礎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境及狀態中。
基于工學結合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲學習考核軟件將理論、實踐、培訓、考核形成一體化教學考核系統，以滿足高職計算機組裝與維護課程教學考核要求。將傳統的理論教學、上機操作的教學模式以及單純的計算機組裝實訓相結合，滿足理論實踐、升學考試及培訓等要求。
1 系統設計的內容及目標
基于工學結合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲學習考核軟件系統設計的目標是從教與學的需求出發，設計了根據課程的知識點將理論學習、虛擬實踐模塊、課程網絡平臺、作業及考核平臺等教學全過程的課程教學系統。該系統具有如下特色：整個軟件采用“WWWH”教學模式，即WHAT—“教什么”（教師），“學什么”（學生）；WHERE—“在哪教”（教師），“在哪學”（學生）；WHO—“誰來教”（教師），“跟誰學”（學生）；HOW—“怎么教”（教師），“怎么學”（學生）。整個軟件由Java設計作為系統平臺，將課程理論按知識點通過Flash形式進行理論學習，在每個課程小節都有動畫練習，使學生掌握基礎理論完成“WHAT”模式；“WHERE”模塊采用Java編程軟件通過游戲對形式對部件的采購、安裝與維護進行實踐練習完成虛擬實踐模塊；“WHO”模塊采用PHP語言形成網上教學平臺，其教學界面大致為“課程介紹”、“教學大綱”、“教學教案”、“教學課件”、“教學視頻”、“教學軟件”等；“HOW”模塊采用PHP、SQL等語言形成交流交互方面，集成了BBS非實時交互系統和“網梯”交互系統以及SQL的數據庫素材處理系統，建立有針對性的答疑輔導庫，使學生能及時了解該知識點的重難點問題。使其在學習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，為專升本及企業培訓打下堅實基礎。
2 系統開發平臺和工具
基于工學結合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲學習考核軟件系統注重教學目標及教學內容分析，強調利用各種信息資源來支持“學”、強調以學生為中心、注重自主學習設計、強調“協作學習”，因此，系統選用Java語言作為系統編程平臺及“WHERE”模塊游戲設計，SQL Server 2012作為數據庫服務器，PHP技術作為“WHO”及“HOW”模塊網頁開發工具。Flash技術作為“WHAT”模塊開發程序。
3 系統總體設計
基于工學結合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲學習考核軟件系統主要分為四大框架，由“WHAT”、“WHERE”、“WHO”、“HOW”四個模塊組成。“WHAT”模塊主要完成課程基礎知識對學習；“WHERE”主要通過游戲的形式完成實踐課程的學習及訓練；“WHO”主要對課程的介紹、大綱、教學課件等輔助材料；“HOW”模塊由測試、答疑、作業、題庫組成課程學習測試模塊。
4 系統詳細設計
（1）“WHAT”模塊子系統其實是一個小型的教學管理平臺，完成教學和學習效果評價的功能。
該模塊主要劃分為下面兩個子模塊：
①基礎課程子模塊：由主板、CPU、內存、軟驅、硬盤、光驅、可移動存儲器、顯示器、顯卡、微機電源、聲卡、鼠標、鍵盤、掃描儀、打印機及接口知識課程組成。對教學資源庫進行學習，主講教師可以添加、修改、刪除課程資源。
②課節練習子模塊：由每個知識點形成課節練習，以Flas的形式進行練習訓練，主要題型為單選題、多選題和判斷題。通過收取學生做得答案，然后與相應的題目的答案進行比對，最后進行統分。
（2）“WHERE”模塊子系統用Java語言編程的二維游戲實現，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用能力；微機硬件的組裝能力；系統BIOS的設置能力；硬盤分區和格式化能力；Windows系統的安裝與使用能力；計算機常見軟硬件故障處理能力；數據恢復及備份能力。
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備部件、工具的采購，買錯設備工具或部件扣分；②安裝部件子模塊功能：則實現按照學生采購的設備部件進行設備安裝，設備安裝錯誤扣分；③設備維護子模塊：功能則實現對設定對常規問題進行維護。
（3“）WHO”模塊子系統采用PHP語言形成網上教學平臺，分為課程標準與要求、教師信息、教學指導、學習參考等四個子模塊。①課程標準與要求子模塊：提供課程培養目標、標準與內涵、教學要求三部分。②教師信息子模塊：提供教師信息。③教學指導子模塊：提供授課計劃、教案、電子課件、教學視頻四部分。④學習參考子模塊：提供教材、講義、教學軟件三個部分。
（4）“HOW”模塊子系統分包含五個模塊：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：提供學生練習機測試的題庫，隨題庫一起提供給學生；③測試及分析子模塊。提供學生網絡測試、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、統計學生測試成績并打印。⑤學習指導平臺子模塊：提供、學習動態、互動平臺三部分。
5 總結
基于工學結合的高職計算機組裝與維護課程的個性化游戲學習考核軟件系統為學生精心設計了一款教學平臺，提供大量輔導材料有助于學生開拓視野，開發想象力，有利于提高學生的設計水平。實現理論、實踐、培訓、考核形成一體化教學考核系統，以滿足高職計算機組裝與維護課程教學考核要求。
參考文獻
[1] 龔明德.最新電腦配置與故障檢修.北京：清華大學出版社，1998
【關鍵詞】嘗試教學法 中學計算機實訓教學 主體嘗試作用
計算機專業中計算機維護實訓教學是重要環節之一。因此，如何采用多樣化的教學模式，激發學生的學習興趣，提高學生的實踐操作能力，培養受歡迎、適應當今社會需要的學生，成為計算機維護實訓教學的關鍵。近幾年來，本人針對中等職業學校學生當前的學習狀況，在實訓課教學中做出了兩點嘗試。
中等職業學校學生現狀分析：眾所周知，進入職校的學生大多數學習、紀律相對較差，多數又是獨生子女，長期養成了許多壞毛病，以自我為中心，缺乏耐心，自控能力差，怕吃苦，厭學現象嚴重，有的甚至抱著混日子、圖輕松、自暴自棄的態度。這此都給教學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點：好動手、喜歡走出教室學習、就業意識強。而實訓課的教學也正好順應了這三個優點，這也為上好實訓課打下了基礎。
然而，僅憑中等職業學校學生的這三個優點就能上好實訓課是不可能的，還必須采取多樣化的教學手段，強化他們的競爭意識，激發他們對學習實訓課的興趣。做好實訓課的記錄，嚴格考評制度，這是我上好實訓課的初步嘗試。
嘗試一：采取多樣化的教學模式
眾所周知，任何事情如果只是一味地重復，那么會讓人感到乏味。教學也是如此，如果長期使用同一種教學方法，不管是教師還是學生也會感到乏味，這也必然會影響到教學的效果和質量。因此，采用多樣化的教學模式就是采用循序漸進、分組討論和獨立嘗試相結合的教學方法。
循序漸進的教學方法：老師講解---演示---學生操作---教師指導---歸納總結---學生鞏固。這是教師普遍喜歡的傳統教學方法。然而，訓練中我發現：如果長期使用這種教學方法，學生會在實訓過程中表現出缺乏興趣、心不在焉，有些學生甚至會把實訓課當作是玩耍課。學生在實訓過程中基本上只是跟隨教師的步驟依葫蘆畫瓢，而缺乏創造性的思維和舉動。優點：訓練中，學生能夠避免盲目無序，容易接受，實訓的紀律較好。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方法。因為內容比較簡單，同學們又剛剛接觸計算機維護實訓，學生對此充滿了新鮮感，加上學生好動手的特點，所以，實訓效果不錯。弊端：教師的教占主導地位，學生盲目跟從，主動性差，缺乏積極參與實訓的主觀能動性。
分組研究的教學方法：教師先提出問題---學生分組研究---小組進行操作---教師檢查、評價、總結---學生鞏固訓練。優點：這種教學方法讓學生占主導地位，能夠充分調動學生的積極性，發揮小組集體智慧的作用，共同學習，共同提高。缺點：個別同學濫竽充數、不懂裝懂。這就要求實訓老師在分組時應該特別注意，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都能匯報研究成果。發現問題要及時予以引導，盡可能地給予表揚和鼓勵，以增加他們的自信心，激發他們的學習興趣，提高操作水平。評分方法是小組成員統分。在進行的《計算機面板跳線》實訓課時，采用此方法，學習興趣十分高漲，八組當中竟然有三組與教師事先做的一樣。當我公布評分結果時，做好的同學們高興得歡呼雀躍。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，充分調動了學生的主觀能動性，激發了學生的學習興趣，同時讓他們學會了團結協作、發揮了集體的智慧作用。
獨立嘗試教學方法：教師提出實訓問題---學生獨立嘗試---教師檢查、評價、總結---學生鞏固練習。這種教學方法不僅能夠充分調動學生的學習的積極性和主動性，而且能增加學生獨立嘗試的成就感。這種學習方法是首先讓學生嘗試操作，然后老師給予理論指導，促使學生獨立完成技能操作。它的特點是能夠給學生提供一個獨立實踐的機會，讓學生提高學習興趣，增加印象，掌握技能，這能充分樹立學生的自信心，充分發揮他們的創造和想象力，有利于提高學生獨立思考、大膽嘗試的能力。例如：當學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方法。在進行《計算機面跳線》實訓時，我采用了此法，并收到了較好的效果。
嘗試二：做好實訓記錄，嚴格考評制度
做好實訓記錄：指的是紀錄學生平時的實訓情況。同時它又我以作為學生平時表現的評定與平時成績，記錄學生從開始到結束技能訓練的成長的過程。實訓過程中，每一個實訓課題都做出詳細的實訓記錄，在記錄中針對每一位同學在實訓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舉手示意，教師當眾根據操作的情況，填寫實訓記錄，給出批示與成績。考評時對待學生一視同仁，嚴格進行。這樣讓每個學生對自己的技能操作評定成績心服口服。嚴格考評制度：就是從實訓一開始就定下嚴格的考試規定，每個實訓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成績和期中或期末考試成績各占50%。這樣不僅能夠引起學生的足夠重視，挑起競爭意識，而且增加了學生的緊迫感和任務感。這樣就會使他們能夠掌握一技之長，適應企業崗位的需要。
針對不同類型的課題，我的制訂了不同的實訓記錄表。分兩種形式：計算機組裝與知識鞏固實訓記錄；計算機故障排除維護實訓記錄。等實訓結束后，通過查看實訓記錄，我們就能夠清楚地看出學生掌握實訓技能的發展過程，同時也對培養學生的實踐操作能力起到了促進作用。
在計算機維實訓課中使用以上兩種嘗試教學法，能夠使職業中專學生在實踐操作過程中收到了良好效果，并且能較快的適應工作第一線。
關鍵詞：VMware 虛擬機 教學應用
0 引言
近年來，我擔任《計算機組裝與維護》課程的主講老師。由于教學實訓室不夠，有些實驗未能在專業實訓室完成，所以實驗總會遇到一些困難。教學也就達不到理想的教學效果。所以，我尋找能幫我解決這些問題的方法。
1 教學實訓設備現狀
我院專業教學機房中，多為公共機房，一個機房多個老師使用，所以，機房設備設施系統配置不能隨意更改，以免其他老師上課不能正常使用。也有專業實訓室，如思科網絡實訓室、綜合布線實訓室、圖形圖像實訓室及軟件開發實訓室等，實訓室為相應課程的教學而建設。而計算機組裝與維護沒有專門的實訓室，所以，我要想辦法解決這門課實驗教學的問題。經過跟同事們的交流和探討，我了解到VMware Workstation虛擬機這款軟件，它能在不改變現有機房條件下，幫助我們解決一些實驗教學困難的問題。
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或應用程序環境，在教育研討期間共享已經配置的環境等等。VM位于Intel架構的計算機硬件和操作系統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技術取用傳統虛擬機技術的原理，并且將它們與高級的虛擬網絡和系統以及系統資源管理技術結合在一起。為了區別，在安裝VM軟件的物理計算機稱作主機，它的操作系統稱作主機操作系統。在一臺虛擬機內部運行的操作系統稱作一個客戶操作系統。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、組網防毒的較好方法。用于組裝課程再合適不過。此外，對于企業的IT開發人員和系統管理員而言，VM在虛擬網路，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在教學中的應用
VM允許主機操作系統和應用程序在一臺虛擬機內部運行。虛擬機是獨立運行主機操作系統的離散環境，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和運行各種應用程序。下面我介紹它在教學上的三個應用：
3.1 安裝操作系統。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。由于沒有新硬件實訓室，且學生人數又多。現狀不能滿足每個學生都有物理計算機進行實驗操作。按照以往的教學經驗，老師可以分組的形式來讓學生進行實驗，但是結果表明教學效果不是很好。針對這樣的情況，VM的應用就能幫助我們。只需要在普通機房的計算機安裝VM（現有的版本可以選擇8.0漢化版本）。老師通過教授學生使用VM，就可以根據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“標準”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的實驗。虛擬機的啟動項設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設定的“啟動到BIOS設置”命令才能進入BIOS。BIOS界面與AMI相似，操作方法一樣。當完成了啟動項的設置，安裝操作系統就可以順利進行。所以，有了VM的幫助，操作系統安裝的實驗就解決了。
3.2 對等網的搭建。在計算機組裝與維護課程中，對等網的組建是一個比較重要的實驗，由于網絡實驗室的設備較多，路由器、交換機、無線AP、UPS等設備的設置較為復雜，所以，學生在還沒有學習相關網絡知識之前暫不使用該實訓室，以免造成實訓室設備損壞。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、驅動程序和各種相關軟件的安裝，就可以進行對等網的組建。IP地址設置，網絡共享設置，打印機連接都與實體機設置一樣，實驗變得簡單易懂。不過，對等網實驗中的水晶頭制作環節，可以使用實物來練習，不需要再進行連接。值得注意的是，虛擬機是在主機的基礎上新建的，在新建虛擬機時，主機的性能支持才可以。據我測試，內存為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維護專業的一項重要技能，在一開始的教學中，組裝課就會教授學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的虛擬機技術來進行實驗。使用VM新建一臺虛擬機，安裝好操作系統等程序，然后準備好的病毒標本，或者使用虛擬機訪問網絡下載病毒標本，在虛擬機系統里運行病毒程序，這樣就可以了解到病毒的特點和破壞性。當然，虛擬機系統可能會受到破壞，但我們可以根據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
4.1 使用虛擬機安裝操作系統有兩種方法，第一種是使用虛擬機的虛擬光驅，但虛擬光驅使用的是ISO鏡像文件，所以用戶要事先準備好ISO文件；第二種就是可以使用物理光驅，準備好系統光盤，操作與主機安裝系統方法一樣。由于虛擬機硬件模擬是以主機硬件為主的，所以在多數情況下，主機硬件資源是共享的，包括光驅。
4.2 虛擬機與虛擬機之間切換，通常切換后虛擬機會掛起，當你切換回來時，會繼續你上次的操作。通過一個網絡共享虛擬機，掛起和恢復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或者它正在運行的應用程序。例如你是一個需要在Windows XP外加Windows 2003和Linux中進行測試的開發人員，你可以使用VM做這件事。你可以創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，主機系統一般不會受到破壞，但學生在實驗時會出現錯誤，導致主機系統受到破壞。主要原因還是實驗時，學生習慣使用主機資源，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，同屬網絡中，一旦網絡中的某臺計算機，包括虛擬機感染病毒，則網絡中的所有計算機都會有感染的風險。所以，在做病毒檢測實驗時，記得斷開網絡，可以關閉“本地連接”，關閉“文件夾共享”等功能，確保主機系統不受破壞。
5 結語
通過實例證明，虛擬機在課堂教學上的運用取得不錯的效果。它的應用給了我們很多幫助，我將繼續使用、繼續學習更多的虛擬機技術，使它能更廣泛的應用到我們的課堂教學上來，讓它更好的發揮它的水平，這樣我們的教學也能事半功倍。
參考文獻：
[1]李欣煒.淺談VM虛擬機在教學中的妙用[J].中國科技信息，2011（20）.
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關鍵詞：虛擬現實技術；虛擬實驗；VRML；計算機專業
隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展， 網絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非?？斓奶攸c使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術，它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業教育中的應用。
1 虛擬現實技術
多媒體技術與網絡技術的發展為現代教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展，現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上．而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展，特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式，是一種最新出現的教學模式，具有廣闊的發展前景，代表了教育的未來和發展的方向。
1．1 虛擬現實技術概念
虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)，又稱為靈境技術，畢業論文 它匯集了數字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術，以及人體行為學等多項天技術．是計算機技術的綜合應用。具體地說，就是采川以計算機技術為核心的現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境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創建的維虛擬環境中處于一種全身心投入的狀態。
1．2 虛擬現實系統的構成
由圖1可以看出。一個虛擬現實系統由以下幾部分組成：
(1)虛擬環境。它由虛擬環境發生器所產生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結果是使用者有全身心進入這一環境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環境中的物體的形、動作、聲音等進行轉換，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，讓虛擬環境有所察覺。
(4)人。虛擬現實實質上是一內含反饋的閉環系統，只有人的存在才能使這一反饋環路有效成立。碩士論文所以人是VR系統中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環境，使其作出相應的變化。
(5)虛擬環境發生器。它能產生使用者所需要的虛擬環境，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。并對已產生的虛擬環境作出相應的修改。
1．3 虛擬現實技術基本特征
(1)沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備，便可將自己置身于虛擬環境中，成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時。虛擬環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。虛擬現實系統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、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置，因此，使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。
1．4 虛擬現實系統的類型
虛擬現實技術按其功能，可分為以下幾種類型：
(1)沉浸式虛擬現實系統
沉浸式虛擬現實系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、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備復雜而且昂貴，難以在教育行業普及推廣。
(2)桌面式虛擬現實系統
桌面式虛擬現實系統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、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統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，往往會受到周圍環境的影響，難以做到完全投入．但是結構簡單、成本較低，易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現實系統
分布式虛擬系統是多個用戶通過網絡共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。
(4)增強現實性虛擬現實系統
增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法感知的感受。
1．5 虛擬現實造型語言VRML
VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現實建
模語言，是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域相關的，在Intemet上營造虛擬環境的技術。它用來在網絡上創建可導航的、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并不是用三維坐標點的數據來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數據量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標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準，規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據傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態地生成虛擬場景。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．解釋生成的標準規范即是VRML規范。
VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節點、腳本和路由。在這四個要素中．醫學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范標準以及使用的字符集等信息。原型定義了創建帶有指定名稱、接口和整體的新節點類型。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。造型節點是VRML中的基本建造模塊．它構成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節點定義而產生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節點的外殼，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點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應用程序，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．一旦在兩個節點之間創建了一個路由．第一個節點可以順著路由傳遞消息給第二個節點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節點和域值、定義的節點名、使用的節點名等。
設計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，它類似于程序設計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設計者的空間想象能力要求也較高，設計的效率不高?，F在有很多的可視化的VRML設計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標準節點都做成可視的組件，用戶設計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后，系統自動將這些可視的虛擬場景生成標準的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這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現了三維場景。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上最有發展前景的新興技術。VRML在各方面都展現出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中，它可廣泛用于學習情景創設上，以增加學習內容的形象性和趣味性。例如：創建網上三維圖書館，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輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓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實空間中操作的難度和危險．
更為重要的是它可以使訓練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應用成為可能。由于這種模擬系統具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統介入而造成較差的訓練效果。現在虛擬校園、虛擬考場也已經陸續地出現在網絡中，這些新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。
2 虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用
2．1 虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用
眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合，設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內容。
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的相關節點，建立虛擬運動空間。實現課件多媒體功能。
(3)優化VRML場景，即在構建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術適當優化程序。
(4)VRML文件的輸出，將已創建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。
例如，設計VRML課件來實現網上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。
首先，在介紹計算機組件選擇知識同時?？梢栽诰W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，并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和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文件嵌入到網頁的方法，使學習者既能在網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。這樣使學習者能真切地、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，通過文字和圖片向學習者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節點控制和VRML Script的結合。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，風扇、內存的安裝；第三，光驅、軟驅、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。
在學習的過程中，只要點擊相應的按鈕，就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標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。在安裝完光驅和軟驅后，點擊光驅的開、關鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅的按鈕，
軟盤會自動取出．使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。
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．當你點擊軟驅上的按鈕，會發出聲音并彈出一張軟盤；當你點擊光驅按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現注釋信息，當學習者的鼠標碰到硬件設備時。在對象的旁邊會出現一個注釋信息，說明該對象名稱。
又如，在《數據結構》課程中，對于常用的數據結構的算法思想．由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。例如，遞歸算法是學生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現，而通過虛擬技術可以將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來，這樣學生就很容易理解。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別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現。方便教師的教學和學生的理解。
總之，通過制作課件來輔助課堂的教學，能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料，使抽象的學習直觀化、形象化，幫助學習者解決學習中的重點和難點，提高學習者的積極性。
2．2 虛擬現實技術在計算機實驗中的應用
由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統，包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。例如，在城域網和廣域網的網絡建設過程中，不必真正把網絡構建起來就可以親身體驗，猶如進行現場的操作。在數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計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中，可以虛擬商務環境，讓學生進入這個虛擬環境。身臨其境地體驗現場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統的安裝是比較基礎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不可避免地會對原有的操作系統產生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統的安裝試驗就十分的方便了。工作總結使用虛擬機的軟件VMware可以創建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創建的虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中進行操作，熟悉操作和新技術，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件?？梢詭椭阍谝粋€操作系統的環境下安裝另一個操作系統，而不會對當前的操作系統產生影響。
虛擬現實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬．通過虛擬系統便可以直接地觀察到這一假設所產生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索，設計出新型的網絡設備和電子器件．從而激發學生的創造性思維，培養學生的創造能力。
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構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，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．易于改變教學項目，減少設備投入經費，使教學內容在虛擬的環境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術的發展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中，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”，正如在網上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網絡實驗中，用到的網絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學生很難見到這些設備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應該虛實進行結合。有目的地安排一些實驗在真實環境中操作，這樣，他們會對實驗的設備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。
3 結束語
虛擬現實技術在計算機教育領域發展的潛力是巨大的，只有親身去經歷、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的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容，有效地營造一個發展的教學環境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優化教學過程、提高教學質量的目的，從而解決傳統教學方式無法解決的問題。隨著計算機網絡技術的飛速發展，基于WEB的虛擬現實遠程教育具有廣泛的應用前景，必將成為21世紀教育的主流。
參考文獻
[1]劉鳳田，劉玉蘭．虛擬現實技術及其在教育領域的應用研究[J]．河北農業大學學報，2005，(1)．
[2]余勝泉，車皓陽，姚顧波．教育中的虛擬現實[J]．現代教育技術研究所．2O00．
[3]李玲，湯小紅．虛擬現實建模語言及其在工程制圖教學中的應用[J]．微計算機應用，2004，(3)．
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[9]楊宗凱，吳砥，劉清堂．網絡教育標準與技術[M]．北京：清華大學出版社。2003．
[10]陽化冰，劉忠麗．虛擬現實構造語言VRML[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2O00．
[11]金杰．遠程教育中虛擬實驗與虛擬儀器及技術的運用與前景[J]．電腦與技術，2005．
關鍵詞：虛擬現實技術；虛擬實驗；VRML；計算機專業
前言
隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展，絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非?？斓奶攸c使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術，它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業教育中的應用。
一、虛擬現實技術
多媒體技術與網絡技術的發展為現代教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展，現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上．而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展，特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式，是一種最新出現的教學模式，具有廣闊的發展前景，代表了教育的未來和發展的方向。
1．1虛擬現實技術概念
虛擬現實(VirtualReality，簡稱VR)，又稱為靈境技術，畢業論文它匯集了數字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術，以及人體行為學等多項天技術．是計算機技術的綜合應用。具體地說，就是采川以計算機技術為核心的現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境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創建的維虛擬環境中處于一種全身心投入的狀態。
1．2虛擬現實系統的構成
一個虛擬現實系統由以下幾部分組成：
(1)虛擬環境。它由虛擬環境發生器所產生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結果是使用者有全身心進入這一環境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環境中的物體的形、動作、聲音等進行轉換，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，讓虛擬環境有所察覺。
(4)人。虛擬現實實質上是一內含反饋的閉環系統，只有人的存在才能使這一反饋環路有效成立。碩士論文所以人是VR系統中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環境，使其作出相應的變化。
(5)虛擬環境發生器。它能產生使用者所需要的虛擬環境，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。并對已產生的虛擬環境作出相應的修改。
1．3虛擬現實技術基本特征
(1)沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備，便可將自己置身于虛擬環境中，成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時。虛擬環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。虛擬現實系統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、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置，因此，使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。
1．4虛擬現實系統的類型
虛擬現實技術按其功能，可分為以下幾種類型：
(1)沉浸式虛擬現實系統
沉浸式虛擬現實系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、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備復雜而且昂貴，難以在教育行業普及推廣。
(2)桌面式虛擬現實系統
桌面式虛擬現實系統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、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統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，往往會受到周圍環境的影響，難以做到完全投入．但是結構簡單、成本較低，易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現實系統
分布式虛擬系統是多個用戶通過網絡共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。
(4)增強現實性虛擬現實系統
增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法感知的感受。
1．5虛擬現實造型語言VRML
VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現實建模語言，是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域相關的，在Intemet上營造虛擬環境的技術。它用來在網絡上創建可導航的、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并不是用三維坐標點的數據來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數據量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標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準，規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據傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態地生成虛擬場景。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．解釋生成的標準規范即是VRML規范。
VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節點、腳本和路由。在這四個要素中．醫學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范標準以及使用的字符集等信息。原型定義了創建帶有指定名稱、接口和整體的新節點類型。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。造型節點是VRML中的基本建造模塊．它構成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節點定義而產生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節點的外殼，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點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應用程序，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．一旦在兩個節點之間創建了一個路由．第一個節點可以順著路由傳遞消息給第二個節點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節點和域值、定義的節點名、使用的節點名等。
設計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，它類似于程序設計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設計者的空間想象能力要求也較高，設計的效率不高。現在有很多的可視化的VRML設計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標準節點都做成可視的組件，用戶設計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后，系統自動將這些可視的虛擬場景生成標準的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這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現了三維場景。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上最有發展前景的新興技術。VRML在各方面都展現出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中，它可廣泛用于學習情景創設上，以增加學習內容的形象性和趣味性。例如：創建網上三維圖書館，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輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓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實空間中操作的難度和危險。
更為重要的是它可以使訓練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應用成為可能。由于這種模擬系統具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統介入而造成較差的訓練效果?，F在虛擬校園、虛擬考場也已經陸續地出現在網絡中，這些新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。
二、虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用
2．1虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用
眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合，設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內容。
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的相關節點，建立虛擬運動空間。實現課件多媒體功能。
(3)優化VRML場景，即在構建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術適當優化程序。
(4)VRML文件的輸出，將已創建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。
例如，設計VRML課件來實現網上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。
首先，在介紹計算機組件選擇知識同時。可以在網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，并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和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文件嵌入到網頁的方法，使學習者既能在網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。這樣使學習者能真切地、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，通過文字和圖片向學習者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節點控制和VRMLScript的結合。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，風扇、內存的安裝；第三，光驅、軟驅、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。
在學習的過程中，只要點擊相應的按鈕，就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標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。在安裝完光驅和軟驅后，點擊光驅的開、關鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅的按鈕，軟盤會自動取出．使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。
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．當你點擊軟驅上的按鈕，會發出聲音并彈出一張軟盤；當你點擊光驅按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現注釋信息，當學習者的鼠標碰到硬件設備時。在對象的旁邊會出現一個注釋信息，說明該對象名稱。
又如，在《數據結構》課程中，對于常用的數據結構的算法思想．由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。例如，遞歸算法是學生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現，而通過虛擬技術可以將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來，這樣學生就很容易理解。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別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現。方便教師的教學和學生的理解。
總之，通過制作課件來輔助課堂的教學，能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料，使抽象的學習直觀化、形象化，幫助學習者解決學習中的重點和難點，提高學習者的積極性。
2．2虛擬現實技術在計算機實驗中的應用
由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統，包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。例如，在城域網和廣域網的網絡建設過程中，不必真正把網絡構建起來就可以親身體驗，猶如進行現場的操作。在數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計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中，可以虛擬商務環境，讓學生進入這個虛擬環境。身臨其境地體驗現場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統的安裝是比較基礎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不可避免地會對原有的操作系統產生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統的安裝試驗就十分的方便了。工作總結使用虛擬機的軟件VMware可以創建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創建的虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中進行操作，熟悉操作和新技術，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件?？梢詭椭阍谝粋€操作系統的環境下安裝另一個操作系統，而不會對當前的操作系統產生影響。
虛擬現實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬．通過虛擬系統便可以直接地觀察到這一假設所產生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索，設計出新型的網絡設備和電子器件．從而激發學生的創造性思維，培養學生的創造能力。:
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構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，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．易于改變教學項目，減少設備投入經費，使教學內容在虛擬的環境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術的發展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中，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”，正如在網上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網絡實驗中，用到的網絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學生很難見到這些設備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應該虛實進行結合。有目的地安排一些實驗在真實環境中操作，這樣，他們會對實驗的設備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。
三、結束語
虛擬現實技術在計算機教育領域發展的潛力是巨大的，只有親身去經歷、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的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容，有效地營造一個發展的教學環境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優化教學過程、提高教學質量的目的，從而解決傳統教學方式無法解決的問題。隨著計算機網絡技術的飛速發展，基于WEB的虛擬現實遠程教育具有廣泛的應用前景，必將成為21世紀教育的主流。
參考文獻：
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[9]楊宗凱，吳砥，劉清堂．網絡教育標準與技術[M]．北京：清華大學出版社。2003．
[10]陽化冰，劉忠麗．虛擬現實構造語言VRML[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2O00．
[11]金杰．遠程教育中虛擬實驗與虛擬儀器及技術的運用與前景[J]．電腦與技術，2005．
關鍵詞:虛擬現實技術;虛擬實驗;VRML;計算機專業
隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展,論文 網絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非?？斓奶攸c使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術,它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業教育中的應用。
1 虛擬現實技術
多媒體技術與網絡技術的發展為現代教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展,現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上.而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展,特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式,是一種最新出現的教學模式,具有廣闊的發展前景,代表了教育的未來和發展的方向。
1.1 虛擬現實技術概念
虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR),又稱為靈境技術,畢業論文 它匯集了數字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術,以及人體行為學等多項天技術.是計算機技術的綜合應用。具體地說,就是采川以計算機技術為核心的現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境,用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用,相互影響,從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在,但它作為一個逼真的三維環境.仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存存意識或幻覺,從而使得用戶在計算機所創建的維虛擬環境中處于一種全身心投入的狀態。
1.2 虛擬現實系統的構成
由圖1可以看出。一個虛擬現實系統由以下幾部分組成:
(1)虛擬環境。它由虛擬環境發生器所產生,且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互,這種交互的結果是使用者有全身心進入這一環境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環境中的物體的形、動作、聲音等進行轉換,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,讓虛擬環境有所察覺。
(4)人。虛擬現實實質上是一內含反饋的閉環系統,只有人的存在才能使這一反饋環路有效成立。碩士論文所以人是VR系統中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環境的存在.又通過作用器件去影響虛擬環境,使其作出相應的變化。
(5)虛擬環境發生器。它能產生使用者所需要的虛擬環境,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。并對已產生的虛擬環境作出相應的修改。
1.3 虛擬現實技術基本特征
(1)沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點,由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備,便可將自己置身于虛擬環境中,成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用,就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時。虛擬環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。虛擬現實系統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、鼠標進行交互,而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動,來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能.就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置,因此,使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知,從而達到身臨其境的感受。
1.4 虛擬現實系統的類型
虛擬現實技術按其功能,可分為以下幾種類型:
(1)沉浸式虛擬現實系統
沉浸式虛擬現實系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、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備復雜而且昂貴,難以在教育行業普及推廣。
(2)桌面式虛擬現實系統
桌面式虛擬現實系統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、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統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,往往會受到周圍環境的影響,難以做到完全投入.但是結構簡單、成本較低,易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現實系統
分布式虛擬系統是多個用戶通過網絡共享一個虛擬空間,共同參與虛擬活動。
(4)增強現實性虛擬現實系統
增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界,而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受,也就是增強現實中無法感知的感受。
1.5 虛擬現實造型語言VRML
VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現實建
模語言,是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域相關的,在Intemet上營造虛擬環境的技術。它用來在網絡上創建可導航的、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并不是用三維坐標點的數據來描述三維物體的,因為這樣會有很大的數據量.在Intemet上傳輸會遇到很多困難.VRML是用類似HTML的標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準,規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據傳送到本地后,瀏覽器對它進行解釋計算,動態地生成虛擬場景。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.解釋生成的標準規范即是VRML規范。
VRML文件主要包括四個主要成分:VRML文件頭、原型、造型節點、腳本和路由。在這四個要素中.醫學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范標準以及使用的字符集等信息。原型定義了創建帶有指定名稱、接口和整體的新節點類型。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。造型節點是VRML中的基本建造模塊.它構成了VRML文件的主體部分,正是由于造型節點定義而產生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節點的外殼,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點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應用程序,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.一旦在兩個節點之間創建了一個路由.第一個節點可以順著路由傳遞消息給第二個節點,這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目:注釋、節點和域值、定義的節點名、使用的節點名等。
設計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,它類似于程序設計,這種方法簡單方便.但不是很直觀.對設計者的空間想象能力要求也較高,設計的效率不高?，F在有很多的可視化的VRML設計工具,如CosmoWorld和WebWorld等.這些工具將VRML的標準節點都做成可視的組件,用戶設計時,只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了.而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后,系統自動將這些可視的虛擬場景生成標準的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這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現了三維場景。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上最有發展前景的新興技術。VRML在各方面都展現出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中,它可廣泛用于學習情景創設上,以增加學習內容的形象性和趣味性。例如:創建網上三維圖書館,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輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外,使用VRML做模擬訓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實空間中操作的難度和危險.
更為重要的是它可以使訓練造價得到大幅度降低,這樣就使得在教育方面的應用成為可能。由于這種模擬系統具有高度的真實性,所以并不會因為沒有真實系統介入而造成較差的訓練效果?，F在虛擬校園、虛擬考場也已經陸續地出現在網絡中,這些新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。
2 虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用
2.1 虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用
眾所周知,計算機課程實踐性很強,在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如,在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時,書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合,設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容,滿足學習者從各個角度觀察和學習,仿佛身臨其境,更好地理解學習的內容。
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的相關節點,建立虛擬運動空間。實現課件多媒體功能。
(3)優化VRML場景,即在構建場景的過程中,利用VRML提供的高級造型技術適當優化程序。
(4)VRML文件的輸出,將已創建的空間場景輸出為.wrl形式的文件。
例如,設計VRML課件來實現網上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。
首先,在介紹計算機組件選擇知識同時?？梢栽诰W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,并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和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文件嵌入到網頁的方法,使學習者既能在網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。這樣使學習者能真切地、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,通過文字和圖片向學習者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著,通過VRML的動畫節點控制和VRML Script的結合。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,風扇、內存的安裝;第三,光驅、軟驅、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。
在學習的過程中,只要點擊相應的按鈕,就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標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。在安裝完光驅和軟驅后,點擊光驅的開、關鍵,光盤托會自動拖出和送入,點擊軟驅的按鈕,
軟盤會自動取出.使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。
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.當你點擊軟驅上的按鈕,會發出聲音并彈出一張軟盤;當你點擊光驅按鈕時,盤盒會自動地彈縮并發出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現注釋信息,當學習者的鼠標碰到硬件設備時。在對象的旁邊會出現一個注釋信息,說明該對象名稱。
又如,在《數據結構》課程中,對于常用的數據結構的算法思想.由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。例如,遞歸算法是學生比較難理解的,因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現,而通過虛擬技術可以將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來,這樣學生就很容易理解。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別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現。方便教師的教學和學生的理解。
總之,通過制作課件來輔助課堂的教學,能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料,使抽象的學習直觀化、形象化,幫助學習者解決學習中的重點和難點,提高學習者的積極性。
2.2 虛擬現實技術在計算機實驗中的應用
由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統,包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。 例如,在城域網和廣域網的網絡建設過程中,不必真正把網絡構建起來就可以親身體驗,猶如進行現場的操作。在數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計的目的,而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中,可以虛擬商務環境,讓學生進入這個虛擬環境。身臨其境地體驗現場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統的安裝是比較基礎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不可避免地會對原有的操作系統產生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統的安裝試驗就十分的方便了。工作總結使用虛擬機的軟件VMware可以創建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創建的虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅,在這個虛擬機上,可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中進行操作,熟悉操作和新技術,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的環境下安裝另一個操作系統,而不會對當前的操作系統產生影響。
虛擬現實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬.通過虛擬系統便可以直接地觀察到這一假設所產生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索,設計出新型的網絡設備和電子器件.從而激發學生的創造性思維,培養學生的創造能力。
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構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓,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.易于改變教學項目,減少設備投入經費,使教學內容在虛擬的環境中不斷更新.使實驗實踐及時跟上技術的發展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中,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”,正如在網上看書與拿真實的書看時,會覺得真實的書更實在。在網絡實驗中,用到的網絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多,在虛擬實驗中.學生很難見到這些設備,如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此,在具體實施中,應該虛實進行結合。有目的地安排一些實驗在真實環境中操作,這樣,他們會對實驗的設備有親身的體會,更能加深實驗的印象,提高實驗的效果。
3 結束語
虛擬現實技術在計算機教育領域發展的潛力是巨大的,只有親身去經歷、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的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容,有效地營造一個發展的教學環境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性,達到優化教學過程、提高教學質量的目的,從而解決傳統教學方式無法解決的問題。隨著計算機網絡技術的飛速發展,基于WEB的虛擬現實遠程教育具有廣泛的應用前景,必將成為21世紀教育的主流。
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[11]金杰.遠程教育中虛擬實驗與虛擬儀器及技術的運用與前景[J].電腦與技術,2005.
一、緊跟市場變化及取證，不斷更新教學內容
電腦在各行各業應用十分廣泛，學生希望學到與市場緊密結合并且能夠取證的內容，這樣才能學以致用，才不會浪費時間與精力。這就要求我們的計算機基礎教學必須緊跟市場和取證的變化，不斷更新教學內容。過時的Office或Windows對學生來說幾乎沒法用，所以新內容或升級的版本應該是我們選擇的對象。如CAD建筑設計、PhotoShop圖像處理、CorelDRAW平面設計、3D STUDIO MAX二維圖像設計、網頁制作、多媒體制作等。
二、制定課程改革方案
改革后的主要教學方法主要有兩種。
1.分層教學，因材施教。教師根據學生差異進行合理的分組，制定各層次的教學目標。這樣學生可根據自己的學習目標、學習潛能和認知結構，對所學內容自主選擇，完全不受傳統教學的“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、個別演示、分組演播等個性化教學，加上教師自己制作的視頻輔助教學課件，有效地實施分層教學的調控和指導，隨時檢查學生掌握動作的情況，解決學生在學習過程中的疑難問題，對學生進行個別化輔導，有效地保證同步教學中分層施教的教學進程。
2.案例驅動，工學一體。教學方法是實現教學目的、完成教學任務的手段。檢驗教學方法是否優化的重要條件，是看教學方法和教學效果是否達到高度統一?！队嬎銠C基礎》這門課程強調的是操作技能的培養，所以將授課環境安排在機房更科學、合理。學生可以邊學邊練，在做中學，在學中做，實現工學一體。傳統的教學模式，理論教學一般都占有相當大的比重，教學過程強調學科知識的系統性和科學性，注重新舊知識之間的聯系，忽視學生的能力和創造性的培養。所以傳統的教學法對于課時少、內容多、知識新的計算機課程來說是不適應的。為彌補傳統教學法的不足，在教學中結合調研及當前社會，設置學生喜聞樂見，又包含若干個知識點的教學案例，通過對具體實例的分析和講解，讓學生參與到教學中，進而提高學習計算機的興趣。
三、進行考試改革
當前，中職計算機專業學生的考試仍以知識的積累為主要目標；考試方法重在教室和實訓室考試；考試形式常用“理論”和“實作”兩種考試模式相結合；考核內容主要依附于教材。在現在“人才飽和”就業困難的情況下，卻出現了“技工荒”，月薪三千難尋一個“數控技師”；打字速度相當快，辦公自動化考證獲得“優秀”等級，卻不能勝任一個機關打字員的工作，因為不會使用打印機、復印機、傳真機，不知道公文規定格式。
以上問題說明現行計算機專業課的考核機制存在一些不足：學校忽視了職業教育的培養目標，學生實際操作能力差；把學生學習局限在校園內，不利于學生職業技能的提高；沒有尊重學生的個體差異，不能讓學生的個性得到很好的張揚；教學脫離了職場工作環境，沒能很好地與行業接軌，不利于學生就業。這使我們中職教育工作者不得不思考專業課程考的改革。
1.改革課程考核方法
（1）崗位能力測試
根據教育部中等職業教育人才培養目標、考試大綱要求，結合行業需要，由計算機專業中心教研組制定、編寫出對計算機專業課程考核的知識、崗位能力目標，實行模塊考核制度。教師在教學、考核時均以崗位能力目標為依據，考核學生對知識、技能的掌握程度。
（2）分層測試
在對學生已有知識、能力進行全面了解后，教師在教學中針對學生基礎，提出新的要求，制定階段目標，為學生指明努力的方向；當堂考核驗收，指出學生存在的問題與缺陷，根據學生實際制定出努力的新目標，逐步推進，讓學生通過努力完成階段性目標。學生看到了自己的進步，享受成功的喜悅，體會到自身的價值，進一步激發學習的積極性。
（3）小組合作
師生共同設計好課題，開放考題，規定完成的期限，完成后要寫總結匯報材料，比一比哪組完成任務又快又好。引入競爭機制，激發好勝心，讓學生主動學習、探索研究。比如，給出任務：用VFP設計一個班級管理系統。各小組接到任務后，根據成員自身特長分工協作：收集、整理班級資料；設計主窗口界面，用圖形圖像處理軟件對窗口背景圖片進行加工處理；錄入模塊設計；查詢模塊設計和打印模塊設計，等等。
2.改革考核形式
（1）一課一測，夯實基礎。
不管是專業理論課還是實作課，學生都以每節課的崗位能力目標為依據進行自我測試，以書面作業、上機實作等形式，將知識、技能分散到平時的每一節課，逐一加以落實，一課一測，夯實學生的專業基礎。
（2）以實戰代替考試。
每個模塊任務的總結性測試，可讓學生用程序設計、作品展示、攝影攝像等實戰來代替考試，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。
舉行一年一度的學生技能競賽，展示學生素質，推動學生對專業的學習。通過舉辦計算機基礎知識、計算機組裝、圖形設計、網頁制作、程序設計、多媒體制作等技能比賽，展示學生素質，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學生的資源優勢，在各個班內培養一批專業骨干學生，參與機房的維護維修、校園網的管理等工作。大膽采用傳幫帶的方式，讓他們在學習中工作，在工作中學習，經過一段時間的幫扶，再分別從教師、學生層面對他們進行考核，合格并有責任心者留用，作為老師的助手，讓有計算機專長的學生充分發揮其優勢。
（5）技能證書考核。
隨著科學技術的迅猛發展，計算機不再作為一門獨立的專業為廣大家長和學生所接受，而是滲透到了各專業領域，并作為一門工具被廣泛使用。而對于我們中職院校的學生，這樣一個特殊的群體而言，要如何迎接專業發展的挑戰，使學生既要具備專業理論知識，又要具有專業技能，以應對崗位的發展變化，已經成為當前中職院校該專業面臨的主要問題。下面淺談一下個人的一體化教學模式的體會。
1 計算機專業實施一體化教學的必要性
1.1 施教對象
中職學校的施教對象主要是初中的畢業生，但隨著普高的連年擴招，生源也越來越差，這些學生中有的甚至初中還沒有畢業。因此他們的學習基礎差，沒有良好的學習習慣，學習態度也較差，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
學校課程的安排跟不上社會的發展，企業的需要，更不符合學生的實際。學校的硬件設備和軟件設施都落后于社會，老師走不出學校，知識不能及時更新，而學生的學習基礎普遍較差并且參差不齊，按現有的教學要求以及評價方式，許多學生的學習效果不能達成。
1.3 教學模式
傳統的計算機教學模式，雖然開設專業技能課，但仍然沿襲傳統學科課程的教學模式，雖有實訓環節的教學，但仍偏重于學科理論體系的傳授，理論和實踐有所脫節。
2 如何實施計算機本文由收集整理專業一體化教學
2.1 通過對教學對象認識觀念的轉變，使學生更好地接受教育
我們的教學對象，與普通高中的學生在思維方式、學習方法、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、教學場地的安排、教學組織形式上有別于普通教育的教學。把他們培養成技術型、技能型、技藝型的人才。
2.2 通過改變教學內容來提高學生專業技能
中職學校傳統的教學模式是教師“板書+講解”，學生所學的專業知識大多是從理論上接受，常用的工具軟件、網頁設計、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蒙，理論與實踐嚴重脫節，不能適應用人單位的需求，加上近年來，一些其它應用專業加強了計算機課程的培養，我們的學生已經失去了原有的就業優勢。所以，采用理論與實踐一體化教學是一種長期有效的教學模式。
我校近年來對計算機專業進行了調整，將原來的辦公軟件、硬件維護專業轉變為動漫設計專業，并與企業簽訂了訂單協議，根據企業要求對教學計劃進行了調整，對文化課進行縮減，主要是對學生進行人格熏陶，增加了技能培訓課，強調對學生動手能力的培養。實行所有計算機專業課都在機房、實驗室進行，對部分專業課要求參加權威部門的職業資格認證考試，通過考試提高學生的職業技能。
2.3 通過改變教學方式來提高學生技能
2.3.1 案例教學法
案例教學法是一種運用實例進行教學的方法，例如：局域網的組建，我們可以把教材的各章節串在一起，把組網過程中用到的設備及技術方法先交代給學生，然后在教師的指導下，教師和學生共同參與案例的分析、討論和尋找實現途徑等來完成最后的工作。這樣在實驗室讓學生充分發揮主動、積極學習的興趣和能力。從而達到預期的教學效果。
2.3.2 任務驅動教學法
“任務驅動”是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法。所謂“任務驅動”，就是在學習過程中，教師給學生下達教學任務，學生通過對學習資源的主動運用，進行自主探索和互動協作的學習，通過完成一個個任務來建構新的知識體系，教師的幫助下，緊緊圍繞一個共同的任務活動中心，在強烈的問題動機的驅動下，通過對學習資源的積極主動應用，在完成既定任務的同時，完成教學內容。它要求“任務”的目標性和教學情境的創建，使學生帶著真實的任務在探索中學習。學習效果評價是重要階段，在生-生互評、教師總結點評中，幫助學生作歸納與總結。
2.3.3 個案教學法
所謂“個案教學”，是根據中職學校學生的個體差異較大，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，在教學活動中，對不同層次的學生，采取不同的目標要求。使每個學生都有學習目標，并且也有能力完成，很大程度上促進了學生的學習和進步。
2.4 努力創建一體化計算機教室
傳統的計算機專業教學，由于受學校硬件設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，這樣不僅浪費時間，事倍功半，教學效果不好。而且使這種理論與實踐嚴重脫節。因此，要打破理論課與實踐課地點分離的傳統授課模式，建設一體化計算機教室。目前我校主要采用的方式是在計算機房的計算機網絡中加裝多媒體網絡教室控制軟件，通過軟件的方式用教師機控制學生機，把教師機的屏幕演示內容投射到各學生機的屏幕上，這個功能也可以實現老師邊講解，學生邊操作的目標。這樣教師就可以隨時將理論教學與實踐操作訓練穿行，這種教學活動可以更好地將知識與技能緊密聯系，增強學生的直觀體驗，激發學生的學習興趣，達到提高教學質量和效果的目的。
2.5 對學生評價制度的改革
