時(shí)間:2022-06-27 06:41:08
緒論:在尋找寫(xiě)作靈感嗎?愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇計(jì)算機(jī)組維實(shí)訓(xùn)總結(jié),愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù);教學(xué)考核一體化平臺(tái);Java
【中圖分類號(hào)】G712【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158(2013)02-0262-02
《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門(mén)必修課,同時(shí)也是一門(mén)知識(shí)性,技能性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。課程從計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)緊緊圍繞組裝計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中各階段需要解決的具體問(wèn)題,展示了如何從硬軟兩方面對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行組裝的實(shí)用技術(shù)。學(xué)生通過(guò)課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到鞏固和強(qiáng)化學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的組裝與維護(hù)的基本技能。培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生綜合利用所學(xué)的計(jì)算機(jī)組裝的基本知識(shí)和基本技能,進(jìn)行計(jì)算機(jī)的組裝與維護(hù)。培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)設(shè)備硬件支持崗位需要,具有獨(dú)立組裝計(jì)算機(jī)和解決計(jì)算機(jī)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題的基本能力等要求。
我國(guó)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(gè)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(shí)的合理對(duì)接問(wèn)題沒(méi)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(shí)現(xiàn)交互的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境平臺(tái)逐漸成為主流需要。
目前多數(shù)高職院校的計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程都有自己的網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái),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(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的需求,對(duì)深化教育教學(xué)改革起到了積極的推動(dòng)作用。但多數(shù)高職院校所開(kāi)設(shè)的課程內(nèi)容往往理論與實(shí)踐相分離。要么采用傳統(tǒng)的理論教學(xué)、上機(jī)操作分開(kāi)式的教學(xué)模式,要么采用單純的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)訓(xùn)模式進(jìn)行教學(xué)。無(wú)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(shí)的培養(yǎng)。經(jīng)過(guò)多年對(duì)畢業(yè)生企業(yè)調(diào)研,采用傳統(tǒng)及實(shí)訓(xùn)進(jìn)行授課對(duì)學(xué)生往往存在兩種極端,一種是實(shí)踐動(dòng)手能力很強(qiáng)但理論不足,在設(shè)備維護(hù)工作中只能處理簡(jiǎn)單故障問(wèn)題,對(duì)基礎(chǔ)理論涉及到故障無(wú)法及時(shí)分辨并維護(hù);另一種是理論知識(shí)很好,但動(dòng)手能力不強(qiáng),無(wú)法迅速進(jìn)入工作環(huán)境及狀態(tài)中。
基于工學(xué)結(jié)合的高職計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程的個(gè)性化游戲?qū)W習(xí)考核軟件將理論、實(shí)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(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程教學(xué)考核要求。將傳統(tǒng)的理論教學(xué)、上機(jī)操作的教學(xué)模式以及單純的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)訓(xùn)相結(jié)合,滿足理論實(shí)踐、升學(xué)考試及培訓(xùn)等要求。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及目標(biāo)
基于工學(xué)結(jié)合的高職計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程的個(gè)性化游戲?qū)W習(xí)考核軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是從教與學(xué)的需求出發(fā),設(shè)計(jì)了根據(jù)課程的知識(shí)點(diǎn)將理論學(xué)習(xí)、虛擬實(shí)踐模塊、課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、作業(yè)及考核平臺(tái)等教學(xué)全過(guò)程的課程教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有如下特色:整個(gè)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(shuí)來(lái)教”(教師),“跟誰(shuí)學(xué)”(學(xué)生);HOW—“怎么教”(教師),“怎么學(xué)”(學(xué)生)。整個(gè)軟件由Java設(shè)計(jì)作為系統(tǒng)平臺(tái),將課程理論按知識(shí)點(diǎn)通過(guò)Flash形式進(jìn)行理論學(xué)習(xí),在每個(gè)課程小節(jié)都有動(dòng)畫(huà)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(guò)游戲?qū)π问綄?duì)部件的采購(gòu)、安裝與維護(hù)進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)完成虛擬實(shí)踐模塊;“WHO”模塊采用PHP語(yǔ)言形成網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái),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(yǔ)言形成交流交互方面,集成了BBS非實(shí)時(shí)交互系統(tǒng)和“網(wǎng)梯”交互系統(tǒng)以及SQL的數(shù)據(jù)庫(kù)素材處理系統(tǒng),建立有針對(duì)性的答疑輔導(dǎo)庫(kù),使學(xué)生能及時(shí)了解該知識(shí)點(diǎn)的重難點(diǎn)問(wèn)題。使其在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)素材的收集單一以及處理問(wèn)題能力差的情況進(jìn)行了很好的解決,為專升本及企業(yè)培訓(xùn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具
基于工學(xué)結(jié)合的高職計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程的個(gè)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(qiáng)調(diào)利用各種信息資源來(lái)支持“學(xué)”、強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、注重自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)、強(qiáng)調(diào)“協(xié)作學(xué)習(xí)”,因此,系統(tǒng)選用Java語(yǔ)言作為系統(tǒng)編程平臺(tái)及“WHERE”模塊游戲設(shè)計(jì),SQL Server 2012作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,PHP技術(shù)作為“WHO”及“HOW”模塊網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)工具。Flash技術(shù)作為“WHAT”模塊開(kāi)發(fā)程序。
3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
基于工學(xué)結(jié)合的高職計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程的個(gè)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(gè)模塊組成?!癢HAT”模塊主要完成課程基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)學(xué)習(xí);“WHERE”主要通過(guò)游戲的形式完成實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)及訓(xùn)練;“WHO”主要對(duì)課程的介紹、大綱、教學(xué)課件等輔助材料;“HOW”模塊由測(cè)試、答疑、作業(yè)、題庫(kù)組成課程學(xué)習(xí)測(cè)試模塊。
4 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)
(1)“WHAT”模塊子系統(tǒng)其實(shí)是一個(gè)小型的教學(xué)管理平臺(tái),完成教學(xué)和學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)的功能。
該模塊主要?jiǎng)澐譃橄旅鎯蓚€(gè)子模塊:
①基礎(chǔ)課程子模塊:由主板、CPU、內(nèi)存、軟驅(qū)、硬盤(pán)、光驅(qū)、可移動(dòng)存儲(chǔ)器、顯示器、顯卡、微機(jī)電源、聲卡、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、掃描儀、打印機(jī)及接口知識(shí)課程組成。對(duì)教學(xué)資源庫(kù)進(jìn)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(gè)知識(shí)點(diǎn)形成課節(jié)練習(xí),以Flas的形式進(jìn)行練習(xí)訓(xùn)練,主要題型為單選題、多選題和判斷題。通過(guò)收取學(xué)生做得答案,然后與相應(yīng)的題目的答案進(jìn)行比對(duì),最后進(jìn)行統(tǒng)分。
(2)“WHERE”模塊子系統(tǒng)用Java語(yǔ)言編程的二維游戲?qū)崿F(xiàn),分為部件的采購(gòu)、安裝與維護(hù)三個(gè)子模塊,完成微機(jī)組裝與維護(hù)知識(shí)應(yīng)用能力;微機(jī)硬件的組裝能力;系統(tǒng)BIOS的設(shè)置能力;硬盤(pán)分區(qū)和格式化能力;Windows系統(tǒng)的安裝與使用能力;計(jì)算機(jī)常見(jiàn)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?jiǎng)澐譃橄旅嫒齻€(gè)子模塊:①部件采購(gòu)子模塊功能:由學(xué)生進(jìn)入沈陽(yáng)三好街電腦城,通過(guò)選擇不同的商城及商家進(jìn)行簡(jiǎn)單的詢價(jià)及設(shè)備部件、工具的采購(gòu),買錯(cuò)設(shè)備工具或部件扣分;②安裝部件子模塊功能:則實(shí)現(xiàn)按照學(xué)生采購(gòu)的設(shè)備部件進(jìn)行設(shè)備安裝,設(shè)備安裝錯(cuò)誤扣分;③設(shè)備維護(hù)子模塊:功能則實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)定對(duì)常規(guī)問(wèn)題進(jìn)行維護(hù)。
(3“)WHO”模塊子系統(tǒng)采用PHP語(yǔ)言形成網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái),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(gè)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(jì)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(gè)部分。
(4)“HOW”模塊子系統(tǒng)分包含五個(gè)模塊:①題庫(kù)生成子模塊:提供教師定義測(cè)試題型、題量、題分;②測(cè)試子模塊:提供學(xué)生練習(xí)機(jī)測(cè)試的題庫(kù),隨題庫(kù)一起提供給學(xué)生;③測(cè)試及分析子模塊。提供學(xué)生網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、檢查測(cè)試正確答案、上報(bào)成績(jī)使用;④計(jì)分子模塊:供教師匯集、統(tǒng)計(jì)學(xué)生測(cè)試成績(jī)并打印。⑤學(xué)習(xí)指導(dǎo)平臺(tái)子模塊:提供、學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)、互動(dòng)平臺(tái)三部分。
5 總結(jié)
基于工學(xué)結(jié)合的高職計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程的個(gè)性化游戲?qū)W習(xí)考核軟件系統(tǒng)為學(xué)生精心設(shè)計(jì)了一款教學(xué)平臺(tái),提供大量輔導(dǎo)材料有助于學(xué)生開(kāi)拓視野,開(kāi)發(fā)想象力,有利于提高學(xué)生的設(shè)計(jì)水平。實(shí)現(xiàn)理論、實(shí)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(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程教學(xué)考核要求。
參考文獻(xiàn)
[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(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué) 主體嘗試作用
計(jì)算機(jī)專業(yè)中計(jì)算機(jī)維護(hù)實(shí)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(shí)踐操作能力,培養(yǎng)受歡迎、適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)需要的學(xué)生,成為計(jì)算機(jī)維護(hù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵。近幾年來(lái),本人針對(duì)中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀況,在實(shí)訓(xùn)課教學(xué)中做出了兩點(diǎn)嘗試。
中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生現(xiàn)狀分析:眾所周知,進(jìn)入職校的學(xué)生大多數(shù)學(xué)習(xí)、紀(jì)律相對(duì)較差,多數(shù)又是獨(dú)生子女,長(zhǎng)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(yán)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(lái)了很大的難度。但是中職生較普校生有三個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn):好動(dòng)手、喜歡走出教室學(xué)習(xí)、就業(yè)意識(shí)強(qiáng)。而實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)也正好順應(yīng)了這三個(gè)優(yōu)點(diǎn),這也為上好實(shí)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(gè)優(yōu)點(diǎn)就能上好實(shí)訓(xùn)課是不可能的,還必須采取多樣化的教學(xué)手段,強(qiáng)化他們的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),激發(fā)他們對(duì)學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)課的興趣。做好實(shí)訓(xùn)課的記錄,嚴(yán)格考評(píng)制度,這是我上好實(shí)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(huì)讓人感到乏味。教學(xué)也是如此,如果長(zhǎng)期使用同一種教學(xué)方法,不管是教師還是學(xué)生也會(huì)感到乏味,這也必然會(huì)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(jìn)、分組討論和獨(dú)立嘗試相結(jié)合的教學(xué)方法。
循序漸進(jìn)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(zhǎng)期使用這種教學(xué)方法,學(xué)生會(huì)在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中表現(xiàn)出缺乏興趣、心不在焉,有些學(xué)生甚至?xí)褜?shí)訓(xùn)課當(dāng)作是玩耍課。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中基本上只是跟隨教師的步驟依葫蘆畫(huà)瓢,而缺乏創(chuàng)造性的思維和舉動(dòng)。優(yōu)點(diǎn):訓(xùn)練中,學(xué)生能夠避免盲目無(wú)序,容易接受,實(shí)訓(xùn)的紀(jì)律較好。例如:在進(jìn)行計(jì)算機(jī)面板接線時(shí),本人采取了循序漸進(jìn)的教學(xué)方法。因?yàn)閮?nèi)容比較簡(jiǎn)單,同學(xué)們又剛剛接觸計(jì)算機(jī)維護(hù)實(shí)訓(xùn),學(xué)生對(duì)此充滿了新鮮感,加上學(xué)生好動(dòng)手的特點(diǎn),所以,實(shí)訓(xùn)效果不錯(cuò)。弊端:教師的教占主導(dǎo)地位,學(xué)生盲目跟從,主動(dòng)性差,缺乏積極參與實(shí)訓(xùn)的主觀能動(dòng)性。
分組研究的教學(xué)方法:教師先提出問(wèn)題---學(xué)生分組研究---小組進(jìn)行操作---教師檢查、評(píng)價(jià)、總結(jié)---學(xué)生鞏固訓(xùn)練。優(yōu)點(diǎn):這種教學(xué)方法讓學(xué)生占主導(dǎo)地位,能夠充分調(diào)動(dòng)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(diǎn):個(gè)別同學(xué)濫竽充數(shù)、不懂裝懂。這就要求實(shí)訓(xùn)老師在分組時(shí)應(yīng)該特別注意,必須要求每個(gè)小組成員都掌握研究成果,老師檢查時(shí)每位同學(xué)都能匯報(bào)研究成果。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)予以引導(dǎo),盡可能地給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì),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(píng)分方法是小組成員統(tǒng)分。在進(jìn)行的《計(jì)算機(jī)面板跳線》實(shí)訓(xùn)課時(shí),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(píng)分結(jié)果時(shí),做好的同學(xué)們高興得歡呼雀躍。這種方法與循序漸進(jìn)的方法比起來(lái)雖然用時(shí)較多,但是效果好,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)讓他們學(xué)會(huì)了團(tuán)結(jié)協(xié)作、發(fā)揮了集體的智慧作用。
獨(dú)立嘗試教學(xué)方法:教師提出實(shí)訓(xùn)問(wèn)題---學(xué)生獨(dú)立嘗試---教師檢查、評(píng)價(jià)、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(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,而且能增加學(xué)生獨(dú)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(dú)立完成技能操作。它的特點(diǎn)是能夠給學(xué)生提供一個(gè)獨(dú)立實(shí)踐的機(jī)會(huì),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(shù)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(dú)立思考、大膽嘗試的能力。例如:當(dāng)學(xué)生有了一定的動(dòng)手操作能力時(shí),就可以采取這種獨(dú)立嘗試的教學(xué)方法。在進(jìn)行《計(jì)算機(jī)面跳線》實(shí)訓(xùn)時(shí),我采用了此法,并收到了較好的效果。
嘗試二:做好實(shí)訓(xùn)記錄,嚴(yán)格考評(píng)制度
做好實(shí)訓(xùn)記錄:指的是紀(jì)錄學(xué)生平時(shí)的實(shí)訓(xùn)情況。同時(shí)它又我以作為學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)的評(píng)定與平時(shí)成績(jī),記錄學(xué)生從開(kāi)始到結(jié)束技能訓(xùn)練的成長(zhǎng)的過(guò)程。實(shí)訓(xùn)過(guò)程中,每一個(gè)實(shí)訓(xùn)課題都做出詳細(xì)的實(shí)訓(xùn)記錄,在記錄中針對(duì)每一位同學(xué)在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中存在的問(wèn)題教師會(huì)給予批示與成績(jī)。每個(gè)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(xiě)實(shí)訓(xùn)記錄,給出批示與成績(jī)。考評(píng)時(shí)對(duì)待學(xué)生一視同仁,嚴(yán)格進(jìn)行。這樣讓每個(gè)學(xué)生對(duì)自己的技能操作評(píng)定成績(jī)心服口服。嚴(yán)格考評(píng)制度:就是從實(shí)訓(xùn)一開(kāi)始就定下嚴(yán)格的考試規(guī)定,每個(gè)實(shí)訓(xùn)課題都必須認(rèn)真對(duì)待,考出好成績(jī)。如果有不及格的,該課題鞏固階段允許補(bǔ)考一次,并且成績(jī)只記合格。期中和期末考試的成績(jī)讓每次課題實(shí)訓(xùn)成績(jī)和期中或期末考試成績(jī)各占50%。這樣不僅能夠引起學(xué)生的足夠重視,挑起競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),而且增加了學(xué)生的緊迫感和任務(wù)感。這樣就會(huì)使他們能夠掌握一技之長(zhǎng),適應(yīng)企業(yè)崗位的需要。
針對(duì)不同類型的課題,我的制訂了不同的實(shí)訓(xùn)記錄表。分兩種形式:計(jì)算機(jī)組裝與知識(shí)鞏固實(shí)訓(xùn)記錄;計(jì)算機(jī)故障排除維護(hù)實(shí)訓(xùn)記錄。等實(shí)訓(xùn)結(jié)束后,通過(guò)查看實(shí)訓(xùn)記錄,我們就能夠清楚地看出學(xué)生掌握實(shí)訓(xùn)技能的發(fā)展過(guò)程,同時(shí)也對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力起到了促進(jìn)作用。
在計(jì)算機(jī)維實(shí)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(shí)踐操作過(guò)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(jī) 教學(xué)應(yīng)用
0 引言
近年來(lái),我擔(dān)任《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程的主講老師。由于教學(xué)實(shí)訓(xùn)室不夠,有些實(shí)驗(yàn)未能在專業(yè)實(shí)訓(xùn)室完成,所以實(shí)驗(yàn)總會(huì)遇到一些困難。教學(xué)也就達(dá)不到理想的教學(xué)效果。所以,我尋找能幫我解決這些問(wèn)題的方法。
1 教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備現(xiàn)狀
我院專業(yè)教學(xué)機(jī)房中,多為公共機(jī)房,一個(gè)機(jī)房多個(gè)老師使用,所以,機(jī)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(shí)訓(xùn)室,如思科網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室、綜合布線實(shí)訓(xùn)室、圖形圖像實(shí)訓(xùn)室及軟件開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)室等,實(shí)訓(xùn)室為相應(yīng)課程的教學(xué)而建設(shè)。而計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)沒(méi)有專門(mén)的實(shí)訓(xùn)室,所以,我要想辦法解決這門(mén)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)跟同事們的交流和探討,我了解到VMware Workstation虛擬機(jī)這款軟件,它能在不改變現(xiàn)有機(jī)房條件下,幫助我們解決一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)困難的問(wèn)題。
2 了解VM
VMware Workstation是一款功能強(qiáng)大的桌面虛擬機(jī)軟件,簡(jiǎn)稱VM。利用VM用戶可以在Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)上同時(shí)模擬出多臺(tái)計(jì)算機(jī),其虛擬的計(jì)算機(jī)功能與物理計(jì)算機(jī)無(wú)太大差異。VM用于許多不同的目的。它可以用于測(cè)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(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)之間的一個(gè)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(jī)技術(shù)的原理,并且將它們與高級(jí)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(jì)算機(jī)稱作主機(jī),它的操作系統(tǒng)稱作主機(jī)操作系統(tǒng)。在一臺(tái)虛擬機(jī)內(nèi)部運(yùn)行的操作系統(tǒng)稱作一個(gè)客戶操作系統(tǒng)。VM在我們的測(cè)試中,能基本完成我們課程實(shí)驗(yàn)要求,是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試、組網(wǎng)防毒的較好方法。用于組裝課程再合適不過(guò)。此外,對(duì)于企業(yè)的IT開(kāi)發(fā)人員和系統(tǒng)管理員而言,VM在虛擬網(wǎng)路,實(shí)時(shí)快照,拖曳共享文件夾,支持PXE等方面的特點(diǎn)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(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序在一臺(tái)虛擬機(jī)內(nèi)部運(yùn)行。虛擬機(jī)是獨(dú)立運(yùn)行主機(jī)操作系統(tǒng)的離散環(huán)境,與主機(jī)完成分離,但存在虛擬連接。在運(yùn)行VM時(shí),可以新建(即模擬)一臺(tái)虛擬機(jī),可以在虛擬機(jī)里安裝自己理想的操作系統(tǒng)和運(yùn)行各種應(yīng)用程序。下面我介紹它在教學(xué)上的三個(gè)應(yīng)用:
3.1 安裝操作系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程中,有一個(gè)實(shí)驗(yàn),就是安裝操作系統(tǒng)。由于沒(méi)有新硬件實(shí)訓(xùn)室,且學(xué)生人數(shù)又多?,F(xiàn)狀不能滿足每個(gè)學(xué)生都有物理計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。按照以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),老師可以分組的形式來(lái)讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但是結(jié)果表明教學(xué)效果不是很好。針對(duì)這樣的情況,VM的應(yīng)用就能幫助我們。只需要在普通機(jī)房的計(jì)算機(jī)安裝VM(現(xiàn)有的版本可以選擇8.0漢化版本)。老師通過(guò)教授學(xué)生使用VM,就可以根據(jù)軟件功能新建一臺(tái)虛擬機(jī),在菜單欄選擇“新建”命令,彈出新建虛擬機(jī)對(duì)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(jī)的新建。完成新建后,就可以進(jìn)行安裝操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。虛擬機(jī)的啟動(dòng)項(xiàng)設(shè)置等操作都與物理計(jì)算機(jī)無(wú)異,只是在進(jìn)入BIOS的方法有所變化,需要使用軟件電源選項(xiàng)內(nèi)設(shè)定的“啟動(dòng)到BIOS設(shè)置”命令才能進(jìn)入BIOS。BIOS界面與AMI相似,操作方法一樣。當(dāng)完成了啟動(dòng)項(xiàng)的設(shè)置,安裝操作系統(tǒng)就可以順利進(jìn)行。所以,有了VM的幫助,操作系統(tǒng)安裝的實(shí)驗(yàn)就解決了。
3.2 對(duì)等網(wǎng)的搭建。在計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程中,對(duì)等網(wǎng)的組建是一個(gè)比較重要的實(shí)驗(yàn),由于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備較多,路由器、交換機(jī)、無(wú)線AP、UPS等設(shè)備的設(shè)置較為復(fù)雜,所以,學(xué)生在還沒(méi)有學(xué)習(xí)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)之前暫不使用該實(shí)訓(xùn)室,以免造成實(shí)訓(xùn)室設(shè)備損壞。我們又得借助VM,在VM里模擬兩臺(tái)虛擬機(jī),虛擬機(jī)完成操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序和各種相關(guān)軟件的安裝,就可以進(jìn)行對(duì)等網(wǎng)的組建。IP地址設(shè)置,網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)置,打印機(jī)連接都與實(shí)體機(jī)設(shè)置一樣,實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單易懂。不過(guò),對(duì)等網(wǎng)實(shí)驗(yàn)中的水晶頭制作環(huán)節(jié),可以使用實(shí)物來(lái)練習(xí),不需要再進(jìn)行連接。值得注意的是,虛擬機(jī)是在主機(jī)的基礎(chǔ)上新建的,在新建虛擬機(jī)時(shí),主機(jī)的性能支持才可以。據(jù)我測(cè)試,內(nèi)存為2G,CPU主頻為3.0GHz的主機(jī),安裝VM后,能模擬出5臺(tái)虛擬機(jī),但是虛擬機(jī)運(yùn)行比較緩慢,不利于工作,所以該配置模擬兩臺(tái)或三臺(tái)效果最佳。
3.3 病毒測(cè)試實(shí)驗(yàn)。病毒防治是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)維護(hù)專業(yè)的一項(xiàng)重要技能,在一開(kāi)始的教學(xué)中,組裝課就會(huì)教授學(xué)生認(rèn)識(shí)一些比較典型的計(jì)算機(jī)病毒,了解病毒的特點(diǎn)和破壞性,讓學(xué)生對(duì)病毒有初步的理解。但該實(shí)驗(yàn)不能在機(jī)房的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作,哪怕計(jì)算機(jī)做了備份和還原。所以我們還是使用VM,利用VM的虛擬機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用VM新建一臺(tái)虛擬機(jī),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(jī)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)下載病毒標(biāo)本,在虛擬機(jī)系統(tǒng)里運(yùn)行病毒程序,這樣就可以了解到病毒的特點(diǎn)和破壞性。當(dāng)然,虛擬機(jī)系統(tǒng)可能會(huì)受到破壞,但我們可以根據(jù)需求重建或刪除虛擬機(jī)。這樣我們既可以觀察到病毒的特性,又使主機(jī)系統(tǒng)不受到破壞。這樣就很好的完成病毒特性測(cè)試的實(shí)驗(yàn)。
4 技巧總結(jié)
4.1 使用虛擬機(jī)安裝操作系統(tǒng)有兩種方法,第一種是使用虛擬機(jī)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(pán),操作與主機(jī)安裝系統(tǒng)方法一樣。由于虛擬機(jī)硬件模擬是以主機(jī)硬件為主的,所以在多數(shù)情況下,主機(jī)硬件資源是共享的,包括光驅(qū)。
4.2 虛擬機(jī)與虛擬機(jī)之間切換,通常切換后虛擬機(jī)會(huì)掛起,當(dāng)你切換回來(lái)時(shí),會(huì)繼續(xù)你上次的操作。通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)共享虛擬機(jī),掛起和恢復(fù)虛擬機(jī)以及退出虛擬機(jī),這一切不會(huì)影響你的主機(jī)操作和任何操作系統(tǒng)或者它正在運(yùn)行的應(yīng)用程序。例如你是一個(gè)需要在Windows XP外加Windows 2003和Linux中進(jìn)行測(cè)試的開(kāi)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(jì)算機(jī),并且從單臺(tái)機(jī)器中同時(shí)運(yùn)行它們,不需要重新啟動(dòng)。
4.3 在虛擬機(jī)里做病毒檢測(cè)時(shí),主機(jī)系統(tǒng)一般不會(huì)受到破壞,但學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,導(dǎo)致主機(jī)系統(tǒng)受到破壞。主要原因還是實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生習(xí)慣使用主機(jī)資源,利用主機(jī)下載各種文件,然后上傳至共享文件夾,供虛擬機(jī)下載。主機(jī)和虛擬機(jī)處于互連狀態(tài),同屬網(wǎng)絡(luò)中,一旦網(wǎng)絡(luò)中的某臺(tái)計(jì)算機(jī),包括虛擬機(jī)感染病毒,則網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)都會(huì)有感染的風(fēng)險(xiǎn)。所以,在做病毒檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí),記得斷開(kāi)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(jī)系統(tǒng)不受破壞。
5 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)實(shí)例證明,虛擬機(jī)在課堂教學(xué)上的運(yùn)用取得不錯(cuò)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(jī)技術(shù),使它能更廣泛的應(yīng)用到我們的課堂教學(xué)上來(lái),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(xiàn):
[1]李欣煒.淺談VM虛擬機(jī)在教學(xué)中的妙用[J].中國(guó)科技信息,2011(20).
[2]費(fèi)琳琳,單洪偉.虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)組裝維護(hù)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息,2008(17).
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);虛擬實(shí)驗(yàn);VRML;計(jì)算機(jī)專業(yè)
隨著我國(guó)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(jì)算機(jī)更新速度非常快的特點(diǎn)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(shí)技術(shù)作為一門(mén)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(shí)技術(shù)特征和VRML語(yǔ)言的角度探討其在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用。
1 虛擬現(xiàn)實(shí)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(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)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(yuǎn)程教育普及化的趨勢(shì)發(fā)展,特別是基于計(jì)算機(jī)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(lái)和發(fā)展的方向。
1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù),以及人體行為學(xué)等多項(xiàng)天技術(shù).是計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說(shuō),就是采川以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)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(duì)象進(jìn)行交互作用,相互影響,從而產(chǎn)生如同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。盡管該環(huán)境并不真實(shí)存在,但它作為一個(gè)逼真的三維環(huán)境.仿佛就在我們周圍。由于用戶對(duì)計(jì)算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對(duì)現(xiàn)實(shí)物體的存存意識(shí)或幻覺(jué),從而使得用戶在計(jì)算機(jī)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(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成
由圖1可以看出。一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)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(guò)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(jìn)入這一環(huán)境的感覺(jué)。
(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動(dòng)作、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使人能獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多方面的感覺(jué)。這些感覺(jué)與他以往在實(shí)際環(huán)境中的感覺(jué)一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動(dòng)作(如行走、手勢(shì)等)變成作用的信息,讓虛擬環(huán)境有所察覺(jué)。
(4)人。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)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(guò)傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在.又通過(guò)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(guò)作用器件傳來(lái)的作用信息。了解使用者的位置和動(dòng)作。并對(duì)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(shí)技術(shù)基本特征
(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的生理心理特點(diǎn),由計(jì)算機(jī)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(duì)象的相互作用,就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣。當(dāng)使用者移動(dòng)頭部時(shí)。虛擬環(huán)境中的圖像也實(shí)時(shí)地跟隨變化,拿起物體可使物體隨著手的移動(dòng)而運(yùn)動(dòng),而且還可以聽(tīng)到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中,一切感覺(jué)都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺(jué)。
(2)交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)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(pán)、鼠標(biāo)進(jìn)行交互,而且能夠通過(guò)特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。計(jì)算機(jī)能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語(yǔ)言及身體的運(yùn)動(dòng),來(lái)調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過(guò)自身的語(yǔ)言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能.就能對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽(tīng)、觸、動(dòng)覺(jué)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(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等多種感知,從而達(dá)到身臨其境的感受。
1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的類型
虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)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(jìn)行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其它感覺(jué)封閉在虛擬的感覺(jué)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(shí)系統(tǒng)
桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場(chǎng)景.用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等簡(jiǎn)單的設(shè)備與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前,通過(guò)屏幕觀察虛擬世界并與之交互,往往會(huì)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(jiǎn)單、成本較低,易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
分布式虛擬系統(tǒng)是多個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)虛擬空間,共同參與虛擬活動(dòng)。
(4)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界,而且要利用它來(lái)增強(qiáng)參與者對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受,也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無(wú)法感知的感受。
1.5 虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言VRML
VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現(xiàn)實(shí)建
模語(yǔ)言,是一項(xiàng)和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域相關(guān)的,在Intemet上營(yíng)造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場(chǎng)景。
VRML的基本工作原理可概括為:文本描述、遠(yuǎn)程傳輸和本地計(jì)算生成。所謂文本描述,是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)描述三維物體的,因?yàn)檫@樣會(huì)有很大的數(shù)據(jù)量.在Intemet上傳輸會(huì)遇到很多困難.VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語(yǔ)言來(lái)描述三維場(chǎng)景.就像我們的編程語(yǔ)言。比如,一個(gè)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(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了用來(lái)描述三維場(chǎng)景的文本描述語(yǔ)言。遠(yuǎn)程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場(chǎng)景時(shí),需要通過(guò)Intemet將描述場(chǎng)景的文本傳送到本地。一般來(lái)說(shuō),文本描述是嵌在WEB頁(yè)面中,在瀏覽器請(qǐng)求相應(yīng)頁(yè)面時(shí)與頁(yè)面描述文本一起傳送本地。本地計(jì)算生成是指描述虛擬場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳送到本地后,瀏覽器對(duì)它進(jìn)行解釋計(jì)算,動(dòng)態(tài)地生成虛擬場(chǎng)景。比如,描述球形的文本,瀏覽器會(huì)在屏幕上繪制一個(gè)立體的球形。概括地說(shuō),就是用文本信息描述三維場(chǎng)景.在Intemet網(wǎng)上傳輸,在本地機(jī)上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場(chǎng)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(gè)主要成分:VRML文件頭、原型、造型節(jié)點(diǎn)、腳本和路由。在這四個(gè)要素中.醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的,它用來(lái)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的外殼,它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒(méi)有任何動(dòng)作.然而你可以通過(guò)程序腳本來(lái)賦予你腳本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作。程序腳本實(shí)際上是一種簡(jiǎn)化了的應(yīng)用程序,一個(gè)典型的腳本是由Java或JavaScript編程語(yǔ)言寫(xiě)成的程序。路由是一種文本描述的消息.一旦在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了一個(gè)路由.第一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以順著路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn),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(diǎn)和域值、定義的節(jié)點(diǎn)名、使用的節(jié)點(diǎn)名等。
設(shè)計(jì)VRML虛擬場(chǎng)景時(shí)。最簡(jiǎn)單的方法是直接使用文本編輯器來(lái)編輯描述文本,它類似于程序設(shè)計(jì),這種方法簡(jiǎn)單方便.但不是很直觀.對(duì)設(shè)計(jì)者的空間想象能力要求也較高,設(shè)計(jì)的效率不高?,F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計(jì)工具,如CosmoWorld和WebWorld等.這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)都做成可視的組件,用戶設(shè)計(jì)時(shí),只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場(chǎng)景就可以了.而且設(shè)計(jì)的效果在設(shè)計(jì)時(shí)就可以看到。設(shè)計(jì)完畢后,系統(tǒng)自動(dòng)將這些可視的虛擬場(chǎng)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(huì)在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個(gè)虛擬場(chǎng)景。
VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場(chǎng)景。它的問(wèn)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(qiáng)大的應(yīng)用可能性。蘊(yùn)藏了無(wú)限生機(jī)。在教育領(lǐng)域的WEB站點(diǎn)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(shū)館,它的好處就在于書(shū)籍歸類整理更接近真實(shí)并將高于真實(shí),匯編或查閱時(shí)書(shū)籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的虛擬圖書(shū)。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(shí)空間中操作的難度和危險(xiǎn).
更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價(jià)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(shí)性,所以并不會(huì)因?yàn)闆](méi)有真實(shí)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(chǎng)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(lái)教育領(lǐng)域中占有一席之地。
2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用
2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用
眾所周知,計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐性很強(qiáng),在書(shū)本上體現(xiàn)難免會(huì)給人們的理解帶來(lái)困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問(wèn)題。例如,在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中介紹計(jì)算機(jī)中各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和講解計(jì)算機(jī)組裝的過(guò)程時(shí),書(shū)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(guò)程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合,設(shè)計(jì)出生動(dòng)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(gè)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(dòng)畫(huà).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(diǎn),建立虛擬運(yùn)動(dòng)空間。實(shí)現(xiàn)課件多媒體功能。
(3)優(yōu)化VRML場(chǎng)景,即在構(gòu)建場(chǎng)景的過(guò)程中,利用VRML提供的高級(jí)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(chǎng)景輸出為.wrl形式的文件。
例如,設(shè)計(jì)VRML課件來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計(jì)算機(jī)組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。
首先,在介紹計(jì)算機(jī)組件選擇知識(shí)同時(shí)??梢栽诰W(wǎng)上從各個(gè)角度來(lái)觀察VRML制作的計(jì)算機(jī)組件的造型.增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),并使學(xué)習(xí)者對(duì)怎樣組裝計(jì)算機(jī)有個(gè)初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計(jì)和VRML Script的動(dòng)畫(huà)鏈接.虛擬出組裝計(jì)算機(jī)過(guò)程中所需的主要硬件,再通過(guò)把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁(yè)的方法,使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁(yè)中看到二維不同型號(hào)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(lái)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(guò)文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計(jì)算機(jī)組件組裝到一起。接著,通過(guò)VRML的動(dòng)畫(huà)節(jié)點(diǎn)控制和VRML Script的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點(diǎn)切換的效果,然后按照六個(gè)安裝步驟:第一,機(jī)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(pán)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(pán)、鼠標(biāo)的安裝,組合完成整個(gè)在虛擬三維世界中組裝計(jì)算機(jī)的過(guò)程。
在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕,就可以按相應(yīng)的步驟進(jìn)行安裝。拖動(dòng)鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動(dòng)計(jì)算機(jī)組件到指定的位置進(jìn)行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后,點(diǎn)擊光驅(qū)的開(kāi)、關(guān)鍵,光盤(pán)托會(huì)自動(dòng)拖出和送入,點(diǎn)擊軟驅(qū)的按鈕,
軟盤(pán)會(huì)自動(dòng)取出.使學(xué)習(xí)者能動(dòng)態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺(jué)來(lái)完成學(xué)習(xí)的過(guò)程。
通過(guò)VRML Script語(yǔ)言的鏈接。制作出生動(dòng)有趣的動(dòng)畫(huà)效果和逼真的聲音效果。例如.當(dāng)你點(diǎn)擊軟驅(qū)上的按鈕,會(huì)發(fā)出聲音并彈出一張軟盤(pán);當(dāng)你點(diǎn)擊光驅(qū)按鈕時(shí),盤(pán)盒會(huì)自動(dòng)地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實(shí)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(shí)。在對(duì)象的旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)注釋信息,說(shuō)明該對(duì)象名稱。
又如,在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中,對(duì)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(guò)虛擬技術(shù)將其制作成課件進(jìn)行教學(xué)。將抽象的算法過(guò)程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來(lái)。例如,遞歸算法是學(xué)生比較難理解的,因?yàn)槠渌惴ㄊ强侩[形調(diào)用堆棧來(lái)實(shí)現(xiàn),而通過(guò)虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動(dòng)態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來(lái),這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹(shù)和圖的遍歷時(shí),可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹(shù)與樹(shù)的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問(wèn)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(guò)制作課件來(lái)輔助課堂的教學(xué),能為學(xué)習(xí)者提供生動(dòng)、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(diǎn)和難點(diǎn),提高學(xué)習(xí)者的積極性。
2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的適用于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象。以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室。例如,在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中,不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來(lái)就可以親身體驗(yàn),猶如進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的操作。在數(shù)字電路的課程實(shí)驗(yàn)中,可以通過(guò)虛擬的電路器件來(lái)達(dá)到電路設(shè)計(jì)的目的,而沒(méi)有購(gòu)買器件問(wèn)題所帶來(lái)的麻煩。在電子商務(wù)課程實(shí)驗(yàn)中,可以虛擬商務(wù)環(huán)境,讓學(xué)生進(jìn)入這個(gè)虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)交易的氣氛和參與交易的過(guò)程。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于在計(jì)算機(jī)上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會(huì)對(duì)原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
使用虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝試驗(yàn)就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機(jī)的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實(shí)計(jì)算機(jī)一模一樣的虛擬機(jī)。創(chuàng)建的虛擬機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、光驅(qū),在這個(gè)虛擬機(jī)上,可以安裝Windows、Linux等真實(shí)的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過(guò)在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行操作,熟悉操作和新技術(shù),達(dá)到事半功倍的效果。VMware只是一個(gè)軟件??梢詭椭阍谝粋€(gè)操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個(gè)操作系統(tǒng),而不會(huì)對(duì)當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬.通過(guò)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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面的學(xué)習(xí)探索,設(shè)計(jì)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(guò)虛擬的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn),既可以縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,又可以獲得直觀、真實(shí)的效果,還能對(duì)那些不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn),避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)的各種危險(xiǎn)。并且,虛擬實(shí)驗(yàn)具有先進(jìn)性和共享性,易擴(kuò)充.易于改變教學(xué)項(xiàng)目,減少設(shè)備投入經(jīng)費(fèi),使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新.使實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中,并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是虛擬的實(shí)驗(yàn),缺少“實(shí)物感”,正如在網(wǎng)上看書(shū)與拿真實(shí)的書(shū)看時(shí),會(huì)覺(jué)得真實(shí)的書(shū)更實(shí)在。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中,用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機(jī)等種類、型號(hào)都很多,在虛擬實(shí)驗(yàn)中.學(xué)生很難見(jiàn)到這些設(shè)備,如果在真正的實(shí)踐中可能會(huì)無(wú)從下手。因此,在具體實(shí)施中,應(yīng)該虛實(shí)進(jìn)行結(jié)合。有目的地安排一些實(shí)驗(yàn)在真實(shí)環(huán)境中操作,這樣,他們會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備有親身的體會(huì),更能加深實(shí)驗(yàn)的印象,提高實(shí)驗(yàn)的效果。
3 結(jié)束語(yǔ)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)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(yàn)去感受,比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力,主動(dòng)地去交互與被動(dòng)地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,有效地營(yíng)造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識(shí)和技能的效率和積極性,達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過(guò)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(wú)法解決的問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,基于WEB的虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)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。
參考文獻(xiàn)
[1]劉鳳田,劉玉蘭.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,(1).
[2]余勝泉,車皓陽(yáng),姚顧波.教育中的虛擬現(xiàn)實(shí)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)研究所.2O00.
[3]李玲,湯小紅.虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言及其在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2004,(3).
[4]郭鳳英.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J].北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,(3).
[5]何來(lái)坤,徐淵.虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRML及其應(yīng)用[J].杭州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(2).
[6]祝智庭.現(xiàn)代教育技術(shù)[M].北京:教育科學(xué)出版社,2004.
[7]陳曉春.虛擬現(xiàn)實(shí)在現(xiàn)代教育技術(shù)中的應(yīng)用[J].銅陵學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(3).
[8]宣翠仙.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育中的應(yīng)用[J].浙江樹(shù)人學(xué)報(bào),2004,(2).
[9]楊宗凱,吳砥,劉清堂.網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社。2003.
[10]陽(yáng)化冰,劉忠麗.虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)造語(yǔ)言VRML[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2O00.
[11]金杰.遠(yuǎn)程教育中虛擬實(shí)驗(yàn)與虛擬儀器及技術(shù)的運(yùn)用與前景[J].電腦與技術(shù),2005.
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);虛擬實(shí)驗(yàn);VRML;計(jì)算機(jī)專業(yè)
前言
隨著我國(guó)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(jì)算機(jī)更新速度非??斓奶攸c(diǎn)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(shí)技術(shù)作為一門(mén)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(shí)技術(shù)特征和VRML語(yǔ)言的角度探討其在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用。
一、虛擬現(xiàn)實(shí)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(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)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(yuǎn)程教育普及化的趨勢(shì)發(fā)展,特別是基于計(jì)算機(jī)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(lái)和發(fā)展的方向。
1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality,簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù),以及人體行為學(xué)等多項(xiàng)天技術(shù).是計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說(shuō),就是采川以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)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(duì)象進(jìn)行交互作用,相互影響,從而產(chǎn)生如同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。盡管該環(huán)境并不真實(shí)存在,但它作為一個(gè)逼真的三維環(huán)境.仿佛就在我們周圍。由于用戶對(duì)計(jì)算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對(duì)現(xiàn)實(shí)物體的存存意識(shí)或幻覺(jué),從而使得用戶在計(jì)算機(jī)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(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成
一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)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(guò)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(jìn)入這一環(huán)境的感覺(jué)。
(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動(dòng)作、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使人能獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多方面的感覺(jué)。這些感覺(jué)與他以往在實(shí)際環(huán)境中的感覺(jué)一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動(dòng)作(如行走、手勢(shì)等)變成作用的信息,讓虛擬環(huán)境有所察覺(jué)。
(4)人。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)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(guò)傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在.又通過(guò)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(guò)作用器件傳來(lái)的作用信息。了解使用者的位置和動(dòng)作。并對(duì)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(shí)技術(shù)基本特征
(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的生理心理特點(diǎn),由計(jì)算機(jī)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(duì)象的相互作用,就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣。當(dāng)使用者移動(dòng)頭部時(shí)。虛擬環(huán)境中的圖像也實(shí)時(shí)地跟隨變化,拿起物體可使物體隨著手的移動(dòng)而運(yùn)動(dòng),而且還可以聽(tīng)到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中,一切感覺(jué)都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺(jué)。
(2)交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)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(pán)、鼠標(biāo)進(jìn)行交互,而且能夠通過(guò)特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。計(jì)算機(jī)能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語(yǔ)言及身體的運(yùn)動(dòng),來(lái)調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過(guò)自身的語(yǔ)言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能.就能對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽(tīng)、觸、動(dòng)覺(jué)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(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等多種感知,從而達(dá)到身臨其境的感受。
1.4虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的類型
虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)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(jìn)行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其它感覺(jué)封閉在虛擬的感覺(jué)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(shí)系統(tǒng)
桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場(chǎng)景.用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等簡(jiǎn)單的設(shè)備與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前,通過(guò)屏幕觀察虛擬世界并與之交互,往往會(huì)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(jiǎn)單、成本較低,易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
分布式虛擬系統(tǒng)是多個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)虛擬空間,共同參與虛擬活動(dòng)。
(4)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界,而且要利用它來(lái)增強(qiáng)參與者對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受,也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無(wú)法感知的感受。
1.5虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言VRML
VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言,是一項(xiàng)和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域相關(guān)的,在Intemet上營(yíng)造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場(chǎng)景。
VRML的基本工作原理可概括為:文本描述、遠(yuǎn)程傳輸和本地計(jì)算生成。所謂文本描述,是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)描述三維物體的,因?yàn)檫@樣會(huì)有很大的數(shù)據(jù)量.在Intemet上傳輸會(huì)遇到很多困難.VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語(yǔ)言來(lái)描述三維場(chǎng)景.就像我們的編程語(yǔ)言。比如,一個(gè)立方體的描述文本是:Box(size3.03.03.0)。VRML就是一種描述語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了用來(lái)描述三維場(chǎng)景的文本描述語(yǔ)言。遠(yuǎn)程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場(chǎng)景時(shí),需要通過(guò)Intemet將描述場(chǎng)景的文本傳送到本地。一般來(lái)說(shuō),文本描述是嵌在WEB頁(yè)面中,在瀏覽器請(qǐng)求相應(yīng)頁(yè)面時(shí)與頁(yè)面描述文本一起傳送本地。本地計(jì)算生成是指描述虛擬場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳送到本地后,瀏覽器對(duì)它進(jìn)行解釋計(jì)算,動(dòng)態(tài)地生成虛擬場(chǎng)景。比如,描述球形的文本,瀏覽器會(huì)在屏幕上繪制一個(gè)立體的球形。概括地說(shuō),就是用文本信息描述三維場(chǎng)景.在Intemet網(wǎng)上傳輸,在本地機(jī)上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場(chǎng)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(gè)主要成分:VRML文件頭、原型、造型節(jié)點(diǎn)、腳本和路由。在這四個(gè)要素中.醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的,它用來(lái)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的外殼,它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒(méi)有任何動(dòng)作.然而你可以通過(guò)程序腳本來(lái)賦予你腳本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作。程序腳本實(shí)際上是一種簡(jiǎn)化了的應(yīng)用程序,一個(gè)典型的腳本是由Java或javascript編程語(yǔ)言寫(xiě)成的程序。路由是一種文本描述的消息.一旦在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了一個(gè)路由.第一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以順著路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn),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(diǎn)和域值、定義的節(jié)點(diǎn)名、使用的節(jié)點(diǎn)名等。
設(shè)計(jì)VRML虛擬場(chǎng)景時(shí)。最簡(jiǎn)單的方法是直接使用文本編輯器來(lái)編輯描述文本,它類似于程序設(shè)計(jì),這種方法簡(jiǎn)單方便.但不是很直觀.對(duì)設(shè)計(jì)者的空間想象能力要求也較高,設(shè)計(jì)的效率不高?,F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計(jì)工具,如CosmoWorld和WebWorld等.這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)都做成可視的組件,用戶設(shè)計(jì)時(shí),只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場(chǎng)景就可以了.而且設(shè)計(jì)的效果在設(shè)計(jì)時(shí)就可以看到。設(shè)計(jì)完畢后,系統(tǒng)自動(dòng)將這些可視的虛擬場(chǎng)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(huì)在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個(gè)虛擬場(chǎng)景。
VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場(chǎng)景。它的問(wèn)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(qiáng)大的應(yīng)用可能性。蘊(yùn)藏了無(wú)限生機(jī)。在教育領(lǐng)域的WEB站點(diǎn)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(shū)館,它的好處就在于書(shū)籍歸類整理更接近真實(shí)并將高于真實(shí),匯編或查閱時(shí)書(shū)籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的虛擬圖書(shū)。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(shí)空間中操作的難度和危險(xiǎn)。
更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價(jià)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(shí)性,所以并不會(huì)因?yàn)闆](méi)有真實(shí)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(chǎng)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(lái)教育領(lǐng)域中占有一席之地。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用
2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用
眾所周知,計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐性很強(qiáng),在書(shū)本上體現(xiàn)難免會(huì)給人們的理解帶來(lái)困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問(wèn)題。例如,在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中介紹計(jì)算機(jī)中各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和講解計(jì)算機(jī)組裝的過(guò)程時(shí),書(shū)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(guò)程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合,設(shè)計(jì)出生動(dòng)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(gè)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(dòng)畫(huà).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(diǎn),建立虛擬運(yùn)動(dòng)空間。實(shí)現(xiàn)課件多媒體功能。
(3)優(yōu)化VRML場(chǎng)景,即在構(gòu)建場(chǎng)景的過(guò)程中,利用VRML提供的高級(jí)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(chǎng)景輸出為.wrl形式的文件。
例如,設(shè)計(jì)VRML課件來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計(jì)算機(jī)組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。
首先,在介紹計(jì)算機(jī)組件選擇知識(shí)同時(shí)??梢栽诰W(wǎng)上從各個(gè)角度來(lái)觀察VRML制作的計(jì)算機(jī)組件的造型.增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),并使學(xué)習(xí)者對(duì)怎樣組裝計(jì)算機(jī)有個(gè)初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計(jì)和VRMLScript的動(dòng)畫(huà)鏈接.虛擬出組裝計(jì)算機(jī)過(guò)程中所需的主要硬件,再通過(guò)把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁(yè)的方法,使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁(yè)中看到二維不同型號(hào)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(lái)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(guò)文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計(jì)算機(jī)組件組裝到一起。接著,通過(guò)VRML的動(dòng)畫(huà)節(jié)點(diǎn)控制和VRMLScript的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點(diǎn)切換的效果,然后按照六個(gè)安裝步驟:第一,機(jī)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(pán)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(pán)、鼠標(biāo)的安裝,組合完成整個(gè)在虛擬三維世界中組裝計(jì)算機(jī)的過(guò)程。
在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕,就可以按相應(yīng)的步驟進(jìn)行安裝。拖動(dòng)鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動(dòng)計(jì)算機(jī)組件到指定的位置進(jìn)行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后,點(diǎn)擊光驅(qū)的開(kāi)、關(guān)鍵,光盤(pán)托會(huì)自動(dòng)拖出和送入,點(diǎn)擊軟驅(qū)的按鈕,軟盤(pán)會(huì)自動(dòng)取出.使學(xué)習(xí)者能動(dòng)態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺(jué)來(lái)完成學(xué)習(xí)的過(guò)程。
通過(guò)VRMLScript語(yǔ)言的鏈接。制作出生動(dòng)有趣的動(dòng)畫(huà)效果和逼真的聲音效果。例如.當(dāng)你點(diǎn)擊軟驅(qū)上的按鈕,會(huì)發(fā)出聲音并彈出一張軟盤(pán);當(dāng)你點(diǎn)擊光驅(qū)按鈕時(shí),盤(pán)盒會(huì)自動(dòng)地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實(shí)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(shí)。在對(duì)象的旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)注釋信息,說(shuō)明該對(duì)象名稱。
又如,在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中,對(duì)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(guò)虛擬技術(shù)將其制作成課件進(jìn)行教學(xué)。將抽象的算法過(guò)程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來(lái)。例如,遞歸算法是學(xué)生比較難理解的,因?yàn)槠渌惴ㄊ强侩[形調(diào)用堆棧來(lái)實(shí)現(xiàn),而通過(guò)虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動(dòng)態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來(lái),這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹(shù)和圖的遍歷時(shí),可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹(shù)與樹(shù)的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問(wèn)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(guò)制作課件來(lái)輔助課堂的教學(xué),能為學(xué)習(xí)者提供生動(dòng)、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(diǎn)和難點(diǎn),提高學(xué)習(xí)者的積極性。
2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的適用于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象。以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室。例如,在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中,不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來(lái)就可以親身體驗(yàn),猶如進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的操作。在數(shù)字電路的課程實(shí)驗(yàn)中,可以通過(guò)虛擬的電路器件來(lái)達(dá)到電路設(shè)計(jì)的目的,而沒(méi)有購(gòu)買器件問(wèn)題所帶來(lái)的麻煩。在電子商務(wù)課程實(shí)驗(yàn)中,可以虛擬商務(wù)環(huán)境,讓學(xué)生進(jìn)入這個(gè)虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)交易的氣氛和參與交易的過(guò)程。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于在計(jì)算機(jī)上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會(huì)對(duì)原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
使用虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝試驗(yàn)就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機(jī)的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實(shí)計(jì)算機(jī)一模一樣的虛擬機(jī)。創(chuàng)建的虛擬機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、光驅(qū),在這個(gè)虛擬機(jī)上,可以安裝Windows、Linux等真實(shí)的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過(guò)在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行操作,熟悉操作和新技術(shù),達(dá)到事半功倍的效果。VMware只是一個(gè)軟件??梢詭椭阍谝粋€(gè)操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個(gè)操作系統(tǒng),而不會(huì)對(duì)當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬.通過(guò)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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面的學(xué)習(xí)探索,設(shè)計(jì)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(guò)虛擬的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn),既可以縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,又可以獲得直觀、真實(shí)的效果,還能對(duì)那些不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn),避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)的各種危險(xiǎn)。并且,虛擬實(shí)驗(yàn)具有先進(jìn)性和共享性,易擴(kuò)充.易于改變教學(xué)項(xiàng)目,減少設(shè)備投入經(jīng)費(fèi),使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新.使實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中,并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是虛擬的實(shí)驗(yàn),缺少“實(shí)物感”,正如在網(wǎng)上看書(shū)與拿真實(shí)的書(shū)看時(shí),會(huì)覺(jué)得真實(shí)的書(shū)更實(shí)在。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中,用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機(jī)等種類、型號(hào)都很多,在虛擬實(shí)驗(yàn)中.學(xué)生很難見(jiàn)到這些設(shè)備,如果在真正的實(shí)踐中可能會(huì)無(wú)從下手。因此,在具體實(shí)施中,應(yīng)該虛實(shí)進(jìn)行結(jié)合。有目的地安排一些實(shí)驗(yàn)在真實(shí)環(huán)境中操作,這樣,他們會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備有親身的體會(huì),更能加深實(shí)驗(yàn)的印象,提高實(shí)驗(yàn)的效果。
三、結(jié)束語(yǔ)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)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(yàn)去感受,比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力,主動(dòng)地去交互與被動(dòng)地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,有效地營(yíng)造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識(shí)和技能的效率和積極性,達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過(guò)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(wú)法解決的問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,基于WEB的虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)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。
參考文獻(xiàn):
[1]劉鳳田,劉玉蘭.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,(1).
[2]余勝泉,車皓陽(yáng),姚顧波.教育中的虛擬現(xiàn)實(shí)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)研究所.2O00.
[3]李玲,湯小紅.虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言及其在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2004,(3).
[4]郭鳳英.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J].北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,(3).
[5]何來(lái)坤,徐淵.虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRML及其應(yīng)用[J].杭州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(2).
[6]祝智庭.現(xiàn)代教育技術(shù)[M].北京:教育科學(xué)出版社,2004.
[7]陳曉春.虛擬現(xiàn)實(shí)在現(xiàn)代教育技術(shù)中的應(yīng)用[J].銅陵學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(3).
[8]宣翠仙.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育中的應(yīng)用[J].浙江樹(shù)人學(xué)報(bào),2004,(2).
[9]楊宗凱,吳砥,劉清堂.網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社。2003.
[10]陽(yáng)化冰,劉忠麗.虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)造語(yǔ)言VRML[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2O00.
[11]金杰.遠(yuǎn)程教育中虛擬實(shí)驗(yàn)與虛擬儀器及技術(shù)的運(yùn)用與前景[J].電腦與技術(shù),2005.
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);虛擬實(shí)驗(yàn);VRML;計(jì)算機(jī)專業(yè)
隨著我國(guó)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(jì)算機(jī)更新速度非??斓奶攸c(diǎn)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(shí)技術(shù)作為一門(mén)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(shí)技術(shù)特征和VRML語(yǔ)言的角度探討其在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用。
1 虛擬現(xiàn)實(shí)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(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)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(yuǎn)程教育普及化的趨勢(shì)發(fā)展,特別是基于計(jì)算機(jī)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(lái)和發(fā)展的方向。
1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù),以及人體行為學(xué)等多項(xiàng)天技術(shù).是計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說(shuō),就是采川以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)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(duì)象進(jìn)行交互作用,相互影響,從而產(chǎn)生如同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。盡管該環(huán)境并不真實(shí)存在,但它作為一個(gè)逼真的三維環(huán)境.仿佛就在我們周圍。由于用戶對(duì)計(jì)算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對(duì)現(xiàn)實(shí)物體的存存意識(shí)或幻覺(jué),從而使得用戶在計(jì)算機(jī)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(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成
由圖1可以看出。一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)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(guò)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(jìn)入這一環(huán)境的感覺(jué)。
(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動(dòng)作、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使人能獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多方面的感覺(jué)。這些感覺(jué)與他以往在實(shí)際環(huán)境中的感覺(jué)一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動(dòng)作(如行走、手勢(shì)等)變成作用的信息,讓虛擬環(huán)境有所察覺(jué)。
(4)人。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)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(guò)傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在.又通過(guò)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(guò)作用器件傳來(lái)的作用信息。了解使用者的位置和動(dòng)作。并對(duì)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(shí)技術(shù)基本特征
(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的生理心理特點(diǎn),由計(jì)算機(jī)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(duì)象的相互作用,就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣。當(dāng)使用者移動(dòng)頭部時(shí)。虛擬環(huán)境中的圖像也實(shí)時(shí)地跟隨變化,拿起物體可使物體隨著手的移動(dòng)而運(yùn)動(dòng),而且還可以聽(tīng)到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中,一切感覺(jué)都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺(jué)。
(2)交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)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(pán)、鼠標(biāo)進(jìn)行交互,而且能夠通過(guò)特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。計(jì)算機(jī)能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語(yǔ)言及身體的運(yùn)動(dòng),來(lái)調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過(guò)自身的語(yǔ)言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能.就能對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽(tīng)、觸、動(dòng)覺(jué)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(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等多種感知,從而達(dá)到身臨其境的感受。
1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的類型
虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)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(jìn)行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其它感覺(jué)封閉在虛擬的感覺(jué)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(shí)系統(tǒng)
桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場(chǎng)景.用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等簡(jiǎn)單的設(shè)備與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前,通過(guò)屏幕觀察虛擬世界并與之交互,往往會(huì)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(jiǎn)單、成本較低,易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
分布式虛擬系統(tǒng)是多個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)虛擬空間,共同參與虛擬活動(dòng)。
(4)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界,而且要利用它來(lái)增強(qiáng)參與者對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受,也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無(wú)法感知的感受。
1.5 虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言VRML
VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現(xiàn)實(shí)建
模語(yǔ)言,是一項(xiàng)和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域相關(guān)的,在Intemet上營(yíng)造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場(chǎng)景。
VRML的基本工作原理可概括為:文本描述、遠(yuǎn)程傳輸和本地計(jì)算生成。所謂文本描述,是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)描述三維物體的,因?yàn)檫@樣會(huì)有很大的數(shù)據(jù)量.在Intemet上傳輸會(huì)遇到很多困難.VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語(yǔ)言來(lái)描述三維場(chǎng)景.就像我們的編程語(yǔ)言。比如,一個(gè)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(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了用來(lái)描述三維場(chǎng)景的文本描述語(yǔ)言。遠(yuǎn)程傳輸是指用
戶瀏覽VRML描述的虛擬場(chǎng)景時(shí),需要通過(guò)Intemet將描述場(chǎng)景的文本傳送到本地。一般來(lái)說(shuō),文本描述是嵌在WEB頁(yè)面中,在瀏覽器請(qǐng)求相應(yīng)頁(yè)面時(shí)與頁(yè)面描述文本一起傳送本地。本地計(jì)算生成是指描述虛擬場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳送到本地后,瀏覽器對(duì)它進(jìn)行解釋計(jì)算,動(dòng)態(tài)地生成虛擬場(chǎng)景。比如,描述球形的文本,瀏覽器會(huì)在屏幕上繪制一個(gè)立體的球形。概括地說(shuō),就是用文本信息描述三維場(chǎng)景.在Intemet網(wǎng)上傳輸,在本地機(jī)上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場(chǎng)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(gè)主要成分:VRML文件頭、原型、造型節(jié)點(diǎn)、腳本和路由。在這四個(gè)要素中.醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的,它用來(lái)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的外殼,它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒(méi)有任何動(dòng)作.然而你可以通過(guò)程序腳本來(lái)賦予你腳本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作。程序腳本實(shí)際上是一種簡(jiǎn)化了的應(yīng)用程序,一個(gè)典型的腳本是由Java或JavaScript編程語(yǔ)言寫(xiě)成的程序。路由是一種文本描述的消息.一旦在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了一個(gè)路由.第一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以順著路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn),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(diǎn)和域值、定義的節(jié)點(diǎn)名、使用的節(jié)點(diǎn)名等。
設(shè)計(jì)VRML虛擬場(chǎng)景時(shí)。最簡(jiǎn)單的方法是直接使用文本編輯器來(lái)編輯描述文本,它類似于程序設(shè)計(jì),這種方法簡(jiǎn)單方便.但不是很直觀.對(duì)設(shè)計(jì)者的空間想象能力要求也較高,設(shè)計(jì)的效率不高?,F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計(jì)工具,如CosmoWorld和WebWorld等.這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)都做成可視的組件,用戶設(shè)計(jì)時(shí),只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場(chǎng)景就可以了.而且設(shè)計(jì)的效果在設(shè)計(jì)時(shí)就可以看到。設(shè)計(jì)完畢后,系統(tǒng)自動(dòng)將這些可視的虛擬場(chǎng)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(huì)在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個(gè)虛擬場(chǎng)景。
VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場(chǎng)景。它的問(wèn)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(qiáng)大的應(yīng)用可能性。蘊(yùn)藏了無(wú)限生機(jī)。在教育領(lǐng)域的WEB站點(diǎn)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(shū)館,它的好處就在于書(shū)籍歸類整理更接近真實(shí)并將高于真實(shí),匯編或查閱時(shí)書(shū)籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的虛擬圖書(shū)。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(shí)空間中操作的難度和危險(xiǎn).
更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價(jià)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(shí)性,所以并不會(huì)因?yàn)闆](méi)有真實(shí)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(chǎng)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(lái)教育領(lǐng)域中占有一席之地。
2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用
2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用
眾所周知,計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐性很強(qiáng),在書(shū)本上體現(xiàn)難免會(huì)給人們的理解帶來(lái)困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問(wèn)題。例如,在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中介紹計(jì)算機(jī)中各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和講解計(jì)算機(jī)組裝的過(guò)程時(shí),書(shū)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(guò)程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合,設(shè)計(jì)出生動(dòng)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(gè)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(dòng)畫(huà).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(diǎn),建立虛擬運(yùn)動(dòng)空間。實(shí)現(xiàn)課件多媒體功能。
(3)優(yōu)化VRML場(chǎng)景,即在構(gòu)建場(chǎng)景的過(guò)程中,利用VRML提供的高級(jí)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(chǎng)景輸出為.wrl形式的文件。
例如,設(shè)計(jì)VRML課件來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計(jì)算機(jī)組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。
首先,在介紹計(jì)算機(jī)組件選擇知識(shí)同時(shí)。可以在網(wǎng)上從各個(gè)角度來(lái)觀察VRML制作的計(jì)算機(jī)組件的造型.增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),并使學(xué)習(xí)者對(duì)怎樣組裝計(jì)算機(jī)有個(gè)初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計(jì)和VRML Script的動(dòng)畫(huà)鏈接.虛擬出組裝計(jì)算機(jī)過(guò)程中所需的主要硬件,再通過(guò)把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁(yè)的方法,使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁(yè)中看到二維不同型號(hào)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(lái)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(guò)文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計(jì)算機(jī)組件組裝到一起。接著,通過(guò)VRML的動(dòng)畫(huà)節(jié)點(diǎn)控制和VRML Script的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點(diǎn)切換的效果,然后按照六個(gè)安裝步驟:第一,機(jī)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(pán)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(pán)、鼠標(biāo)的安裝,組合完成整個(gè)在虛擬三維世界中組裝計(jì)算機(jī)的過(guò)程。
在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕,就可以按相應(yīng)的步驟進(jìn)行安裝。拖動(dòng)鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動(dòng)計(jì)算機(jī)組件到指定的位置進(jìn)行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后,點(diǎn)擊光驅(qū)的開(kāi)、關(guān)鍵,光盤(pán)托會(huì)自動(dòng)拖出和送入,點(diǎn)擊軟驅(qū)的按鈕,
軟盤(pán)會(huì)自動(dòng)取出.使學(xué)習(xí)者能動(dòng)態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺(jué)來(lái)完成學(xué)習(xí)的過(guò)程。
通過(guò)VRML Script語(yǔ)言的鏈接。制作出生動(dòng)有趣的動(dòng)畫(huà)效果和逼真的聲音效果。例如.當(dāng)你點(diǎn)擊軟驅(qū)上的按鈕,會(huì)發(fā)出聲音并彈出一張軟盤(pán);當(dāng)你點(diǎn)擊光驅(qū)按鈕時(shí),盤(pán)盒會(huì)自動(dòng)地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實(shí)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(shí)。在對(duì)象的旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)注釋信息,說(shuō)明該對(duì)象名稱。
又如,在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中,對(duì)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(guò)虛擬技術(shù)將其制作成課件進(jìn)行教學(xué)。將抽象的算法過(guò)程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來(lái)。例如,遞歸算法是學(xué)生比較難理解的,因?yàn)槠渌惴ㄊ强侩[形調(diào)用堆棧來(lái)實(shí)現(xiàn),而通過(guò)虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動(dòng)態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來(lái),這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹(shù)和圖的遍歷時(shí),可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹(shù)與樹(shù)的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問(wèn)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(guò)制作課件來(lái)輔助課堂的教學(xué),能為學(xué)習(xí)者提供生動(dòng)、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(diǎn)和難點(diǎn),提高學(xué)習(xí)者的積極性。
2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的適用于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象。以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室。 例如,在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中,不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來(lái)就可以親身體驗(yàn),猶如進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的操作。在數(shù)字電路的課程實(shí)驗(yàn)中,可以通過(guò)虛擬的電路器件來(lái)達(dá)到電路設(shè)計(jì)的目的,而沒(méi)有購(gòu)買器件問(wèn)題所帶來(lái)的麻煩。在電子商務(wù)課程實(shí)驗(yàn)中,可以虛擬商務(wù)環(huán)境,讓學(xué)生進(jìn)入這個(gè)虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)交易的氣氛和參與交易的過(guò)程。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于在計(jì)算機(jī)上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會(huì)對(duì)原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
使用虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝試驗(yàn)就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機(jī)的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實(shí)計(jì)算機(jī)一模一樣的虛擬機(jī)。創(chuàng)建的虛擬機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、光驅(qū),在這個(gè)虛擬機(jī)上,可以安裝Windows、Linux等真實(shí)的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過(guò)在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行操作,熟悉操作和新技術(shù),達(dá)到事半功倍的效果。VMware只是一個(gè)軟件??梢詭椭阍谝粋€(gè)操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個(gè)操作系統(tǒng),而不會(huì)對(duì)當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬.通過(guò)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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面的學(xué)習(xí)探索,設(shè)計(jì)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(guò)虛擬的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn),既可以縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,又可以獲得直觀、真實(shí)的效果,還能對(duì)那些不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn),避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)的各種危險(xiǎn)。并且,虛擬實(shí)驗(yàn)具有先進(jìn)性和共享性,易擴(kuò)充.易于改變教學(xué)項(xiàng)目,減少設(shè)備投入經(jīng)費(fèi),使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新.使實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中,并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是虛擬的實(shí)驗(yàn),缺少“實(shí)物感”,正如在網(wǎng)上看書(shū)與拿真實(shí)的書(shū)看時(shí),會(huì)覺(jué)得真實(shí)的書(shū)更實(shí)在。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中,用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機(jī)等種類、型號(hào)都很多,在虛擬實(shí)驗(yàn)中.學(xué)生很難見(jiàn)到這些設(shè)備,如果在真正的實(shí)踐中可能會(huì)無(wú)從下手。因此,在具體實(shí)施中,應(yīng)該虛實(shí)進(jìn)行結(jié)合。有目的地安排一些實(shí)驗(yàn)在真實(shí)環(huán)境中操作,這樣,他們會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備有親身的體會(huì),更能加深實(shí)驗(yàn)的印象,提高實(shí)驗(yàn)的效果。
3 結(jié)束語(yǔ)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)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(yàn)去感受,比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力,主動(dòng)地去交互與被動(dòng)地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,有效地營(yíng)造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識(shí)和技能的效率和積極性,達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過(guò)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(wú)法解決的問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,基于WEB的虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)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。
參考文獻(xiàn):
[1]劉鳳田,劉玉蘭.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,(1).
[2]余勝泉,車皓陽(yáng),姚顧波.教育中的虛擬現(xiàn)實(shí)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)研究所.2O00.
[3]李玲,湯小紅.虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言及其在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2004,(3).
[4]郭鳳英.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J].北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,(3).
[5]何來(lái)坤,徐淵.虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRML及其應(yīng)用[J].杭州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(2).
[6]祝智庭.現(xiàn)代教育技術(shù)[M].北京:教育科學(xué)出版社,2004.
[7]陳曉春.虛擬現(xiàn)實(shí)在現(xiàn)代教育技術(shù)中的應(yīng)用[J].銅陵學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(3).
[8]宣翠仙.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育中的應(yīng)用[J].浙江樹(shù)人學(xué)報(bào),2004,(2).
[9]楊宗凱,吳砥,劉清堂.網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社。2003.
[10]陽(yáng)化冰,劉忠麗.虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)造語(yǔ)言VRML[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2O00.
[11]金杰.遠(yuǎn)程教育中虛擬實(shí)驗(yàn)與虛擬儀器及技術(shù)的運(yùn)用與前景[J].電腦與技術(shù),2005.
一、緊跟市場(chǎng)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(chǎng)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(huì)浪費(fèi)時(shí)間與精力。這就要求我們的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)必須緊跟市場(chǎng)和取證的變化,不斷更新教學(xué)內(nèi)容。過(guò)時(shí)的Office或Windows對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)法用,所以新內(nèi)容或升級(jí)的版本應(yīng)該是我們選擇的對(duì)象。如CAD建筑設(shè)計(jì)、PhotoShop圖像處理、CorelDRAW平面設(shè)計(jì)、3D STUDIO MAX二維圖像設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁(yè)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(jìn)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(rèn)知結(jié)構(gòu),對(duì)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(jì)算機(jī)教室里,多媒體控制臺(tái)可以進(jìn)行窗口廣播輔導(dǎo)、個(gè)別演示、分組演播等個(gè)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(shí)施分層教學(xué)的調(diào)控和指導(dǎo),隨時(shí)檢查學(xué)生掌握動(dòng)作的情況,解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑難問(wèn)題,對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)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(jìn)程。
2.案例驅(qū)動(dòng),工學(xué)一體。教學(xué)方法是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的、完成教學(xué)任務(wù)的手段。檢驗(yàn)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(dá)到高度統(tǒng)一?!队?jì)算機(jī)基礎(chǔ)》這門(mén)課程強(qiáng)調(diào)的是操作技能的培養(yǎng),所以將授課環(huán)境安排在機(jī)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(shí)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(guò)程強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性和科學(xué)性,注重新舊知識(shí)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(duì)于課時(shí)少、內(nèi)容多、知識(shí)新的計(jì)算機(jī)課程來(lái)說(shuō)是不適應(yīng)的。為彌補(bǔ)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(huì),設(shè)置學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn),又包含若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)案例,通過(guò)對(duì)具體實(shí)例的分析和講解,讓學(xué)生參與到教學(xué)中,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的興趣。
三、進(jìn)行考試改革
當(dāng)前,中職計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的考試仍以知識(shí)的積累為主要目標(biāo);考試方法重在教室和實(shí)訓(xùn)室考試;考試形式常用“理論”和“實(shí)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(gè)“數(shù)控技師”;打字速度相當(dāng)快,辦公自動(dòng)化考證獲得“優(yōu)秀”等級(jí),卻不能勝任一個(gè)機(jī)關(guān)打字員的工作,因?yàn)椴粫?huì)使用打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī),不知道公文規(guī)定格式。
以上問(wèn)題說(shuō)明現(xiàn)行計(jì)算機(jī)專業(yè)課的考核機(jī)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(shí)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(méi)有尊重學(xué)生的個(gè)體差異,不能讓學(xué)生的個(gè)性得到很好的張揚(yáng);教學(xué)脫離了職場(chǎng)工作環(huán)境,沒(méi)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(cè)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(jì)算機(jī)專業(yè)中心教研組制定、編寫(xiě)出對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程考核的知識(shí)、崗位能力目標(biāo),實(shí)行模塊考核制度。教師在教學(xué)、考核時(shí)均以崗位能力目標(biāo)為依據(jù),考核學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能的掌握程度。
(2)分層測(cè)試
在對(duì)學(xué)生已有知識(shí)、能力進(jìn)行全面了解后,教師在教學(xué)中針對(duì)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(yàn)收,指出學(xué)生存在的問(wèn)題與缺陷,根據(jù)學(xué)生實(shí)際制定出努力的新目標(biāo),逐步推進(jìn),讓學(xué)生通過(guò)努力完成階段性目標(biāo)。學(xué)生看到了自己的進(jìn)步,享受成功的喜悅,體會(huì)到自身的價(jià)值,進(jìn)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(jì)好課題,開(kāi)放考題,規(guī)定完成的期限,完成后要寫(xiě)總結(jié)匯報(bào)材料,比一比哪組完成任務(wù)又快又好。引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,激發(fā)好勝心,讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探索研究。比如,給出任務(wù):用VFP設(shè)計(jì)一個(gè)班級(jí)管理系統(tǒng)。各小組接到任務(wù)后,根據(jù)成員自身特長(zhǎng)分工協(xié)作:收集、整理班級(jí)資料;設(shè)計(jì)主窗口界面,用圖形圖像處理軟件對(duì)窗口背景圖片進(jìn)行加工處理;錄入模塊設(shè)計(jì);查詢模塊設(shè)計(jì)和打印模塊設(shè)計(jì),等等。
2.改革考核形式
(1)一課一測(cè),夯實(shí)基礎(chǔ)。
不管是專業(yè)理論課還是實(shí)作課,學(xué)生都以每節(jié)課的崗位能力目標(biāo)為依據(jù)進(jìn)行自我測(cè)試,以書(shū)面作業(yè)、上機(jī)實(shí)作等形式,將知識(shí)、技能分散到平時(shí)的每一節(jié)課,逐一加以落實(shí),一課一測(cè),夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)。
(2)以實(shí)戰(zhàn)代替考試。
每個(gè)模塊任務(wù)的總結(jié)性測(cè)試,可讓學(xué)生用程序設(shè)計(jì)、作品展示、攝影攝像等實(shí)戰(zhàn)來(lái)代替考試,以綜合打分代替考試成績(jī),以匯報(bào)表演代替成績(jī)單。
(3)競(jìng)賽促學(xué)。
舉行一年一度的學(xué)生技能競(jìng)賽,展示學(xué)生素質(zhì),推動(dòng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)。通過(guò)舉辦計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)組裝、圖形設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁(yè)制作、程序設(shè)計(jì)、多媒體制作等技能比賽,展示學(xué)生素質(zhì),用行動(dòng)代替語(yǔ)言推銷自己。
(4)傳幫帶方式考核。
充分利用計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的資源優(yōu)勢(shì),在各個(gè)班內(nèi)培養(yǎng)一批專業(yè)骨干學(xué)生,參與機(jī)房的維護(hù)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?cè)趯W(xué)習(xí)中工作,在工作中學(xué)習(xí),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的幫扶,再分別從教師、學(xué)生層面對(duì)他們進(jìn)行考核,合格并有責(zé)任心者留用,作為老師的助手,讓有計(jì)算機(jī)專長(zhǎng)的學(xué)生充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
(5)技能證書(shū)考核。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,計(jì)算機(jī)不再作為一門(mén)獨(dú)立的專業(yè)為廣大家長(zhǎng)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(mén)工具被廣泛使用。而對(duì)于我們中職院校的學(xué)生,這樣一個(gè)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(shí),又要具有專業(yè)技能,以應(yīng)對(duì)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(wèn)題。下面淺談一下個(gè)人的一體化教學(xué)模式的體會(huì)。
1 計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)施一體化教學(xué)的必要性
1.1 施教對(duì)象
中職學(xué)校的施教對(duì)象主要是初中的畢業(yè)生,但隨著普高的連年擴(kuò)招,生源也越來(lái)越差,這些學(xué)生中有的甚至初中還沒(méi)有畢業(yè)。因此他們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差,沒(méi)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(jìn)度,這些都是不言而喻,顯而易見(jiàn)的。
1.2 課程安排
學(xué)校課程的安排跟不上社會(huì)的發(fā)展,企業(yè)的需要,更不符合學(xué)生的實(shí)際。學(xué)校的硬件設(shè)備和軟件設(shè)施都落后于社會(huì),老師走不出學(xué)校,知識(shí)不能及時(shí)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(píng)價(jià)方式,許多學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不能達(dá)成。
1.3 教學(xué)模式
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)模式,雖然開(kāi)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(shí)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(shí)踐有所脫節(jié)。
2 如何實(shí)施計(jì)算機(jī)本文由收集整理專業(yè)一體化教學(xué)
2.1 通過(guò)對(duì)教學(xué)對(duì)象認(rèn)識(shí)觀念的轉(zhuǎn)變,使學(xué)生更好地接受教育
我們的教學(xué)對(duì)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(diǎn)來(lái)看,因此可在課程的開(kāi)發(fā)、教學(xué)場(chǎng)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(guò)改變教學(xué)內(nèi)容來(lái)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(shū)+講解”,學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識(shí)大多是從理論上接受,常用的工具軟件、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、二維的圖像處理、計(jì)算機(jī)組裝與維修等都是只知道一些理論,一到實(shí)際操作的時(shí)候就發(fā)蒙,理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié),不能適應(yīng)用人單位的需求,加上近年來(lái),一些其它應(yīng)用專業(yè)加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)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(shì)。所以,采用理論與實(shí)踐一體化教學(xué)是一種長(zhǎng)期有效的教學(xué)模式。
我校近年來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)進(jìn)行了調(diào)整,將原來(lái)的辦公軟件、硬件維護(hù)專業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)漫設(shè)計(jì)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(duì)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了調(diào)整,對(duì)文化課進(jìn)行縮減,主要是對(duì)學(xué)生進(jìn)行人格熏陶,增加了技能培訓(xùn)課,強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。實(shí)行所有計(jì)算機(jī)專業(yè)課都在機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,對(duì)部分專業(yè)課要求參加權(quán)威部門(mén)的職業(yè)資格認(rèn)證考試,通過(guò)考試提高學(xué)生的職業(yè)技能。
2.3 通過(guò)改變教學(xué)方式來(lái)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(yùn)用實(shí)例進(jìn)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(guò)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(shí)現(xiàn)途徑等來(lái)完成最后的工作。這樣在實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生充分發(fā)揮主動(dòng)、積極學(xué)習(xí)的興趣和能力。從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。
2.3.2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”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(dòng)”,就是在學(xué)習(xí)過(guò)程中,教師給學(xué)生下達(dá)教學(xué)任務(wù),學(xué)生通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)資源的主動(dòng)運(yùn)用,進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí),通過(guò)完成一個(gè)個(gè)任務(wù)來(lái)建構(gòu)新的知識(shí)體系,教師的幫助下,緊緊圍繞一個(gè)共同的任務(wù)活動(dòng)中心,在強(qiáng)烈的問(wèn)題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)資源的積極主動(dòng)應(yīng)用,在完成既定任務(wù)的同時(shí),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(shí)的任務(wù)在探索中學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)是重要階段,在生-生互評(píng)、教師總結(jié)點(diǎn)評(píng)中,幫助學(xué)生作歸納與總結(jié)。
2.3.3 個(gè)案教學(xué)法
所謂“個(gè)案教學(xué)”,是根據(jù)中職學(xué)校學(xué)生的個(gè)體差異較大,他們?cè)谡J(rèn)知、接受和理解能力、邏輯思維和動(dòng)手操作等方面存在的差異特點(diǎn),在教學(xué)活動(dòng)中,對(duì)不同層次的學(xué)生,采取不同的目標(biāo)要求。使每個(gè)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(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)和進(jìn)步。
2.4 努力創(chuàng)建一體化計(jì)算機(jī)教室
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)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(jìn)行教學(xué),這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間,事倍功半,教學(xué)效果不好。而且使這種理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)。因此,要打破理論課與實(shí)踐課地點(diǎn)分離的傳統(tǒng)授課模式,建設(shè)一體化計(jì)算機(jī)教室。目前我校主要采用的方式是在計(jì)算機(jī)房的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中加裝多媒體網(wǎng)絡(luò)教室控制軟件,通過(guò)軟件的方式用教師機(jī)控制學(xué)生機(jī),把教師機(jī)的屏幕演示內(nèi)容投射到各學(xué)生機(jī)的屏幕上,這個(gè)功能也可以實(shí)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(shí)將理論教學(xué)與實(shí)踐操作訓(xùn)練穿行,這種教學(xué)活動(dòng)可以更好地將知識(shí)與技能緊密聯(lián)系,增強(qiáng)學(xué)生的直觀體驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量和效果的目的。
2.5 對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)制度的改革