交互式虛擬配置裝機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)

■鄧冕

作者：鄧冕，本科，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)師，高州農(nóng)業(yè)學(xué)校教師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)專業(yè)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

以素質(zhì)為基礎(chǔ)、能力為本位、技能為核心的職業(yè)教育指導(dǎo)思想，對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)提出更高的要求。配備充足實(shí)訓(xùn)設(shè)備，完善豐富教學(xué)資源，構(gòu)建良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，是增強(qiáng)計(jì)算機(jī)配置組裝實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的重要保障。然而計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度加快，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)所用的組裝配件型號(hào)落后，以及配件經(jīng)反復(fù)撥插易損壞等問(wèn)題。許多經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的中職學(xué)校辦學(xué)經(jīng)費(fèi)有限，難以頻繁更新實(shí)訓(xùn)設(shè)備，這都制約了裝機(jī)技能實(shí)訓(xùn)。因此，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建虛擬配置裝機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，并與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段有機(jī)融合運(yùn)用，能有效解決這些影響技能實(shí)訓(xùn)的制約因素，從而優(yōu)化技能教學(xué)過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力的形成。

1 科學(xué)規(guī)劃，做好實(shí)訓(xùn)平臺(tái)交互情境設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)配置裝機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)教學(xué)設(shè)計(jì)階段，要突出“以學(xué)生為中心”的設(shè)計(jì)理念，注重學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)，功能全面，涵蓋實(shí)訓(xùn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，能及時(shí)提供反饋，允許學(xué)生借助實(shí)訓(xùn)平臺(tái)自主協(xié)作、探究學(xué)習(xí)，熟悉工作過(guò)程，檢驗(yàn)實(shí)操水平。

1.1 細(xì)化虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的工作過(guò)程設(shè)計(jì)

提高計(jì)算機(jī)配置組裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的針對(duì)性和實(shí)效性，傳達(dá)真實(shí)工作過(guò)程所有必需的細(xì)節(jié)，增強(qiáng)對(duì)工作任務(wù)和工作情境虛擬的仿真度，單憑教師個(gè)人“閉門造車”式的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)模式達(dá)不到如此效果，反會(huì)造成與崗位工作任務(wù)的脫節(jié)。因此，要建立由企業(yè)能工巧匠、學(xué)校教師等多方參與的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)機(jī)制，深入計(jì)算機(jī)組裝維護(hù)工等職業(yè)崗位，展開(kāi)調(diào)研，記錄完成具體任務(wù)的工作步驟和使用到的設(shè)備、工具、材料等細(xì)節(jié)情境，特別是應(yīng)用到的新知識(shí)、新技能，并將這些崗位工作信息及時(shí)融入虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)中，保證虛擬的工作過(guò)程科學(xué)，學(xué)習(xí)內(nèi)容實(shí)用，使實(shí)訓(xùn)教學(xué)與企業(yè)崗位工作無(wú)縫對(duì)接。

1.2 突出虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的交互性能設(shè)計(jì)

學(xué)生在真實(shí)工作環(huán)境中配置組裝計(jì)算機(jī)時(shí)，必然要與計(jì)算機(jī)配件等操作對(duì)象產(chǎn)生交互、反饋，學(xué)生正是利用正、負(fù)反饋不斷強(qiáng)化或糾正自己操作方式，提升技能層次，完成工作任務(wù)。主要為了促進(jìn)技能學(xué)習(xí)而開(kāi)發(fā)的配置裝機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，如果只有單向的過(guò)程演示功能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，不能發(fā)揮其輔助實(shí)訓(xùn)作用。因而配置裝機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)要虛擬真實(shí)職業(yè)活動(dòng)過(guò)程，重點(diǎn)突出軟件交互性設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)工作情境，在學(xué)生與虛擬計(jì)算機(jī)配件的操作時(shí)，給出提示信息，實(shí)時(shí)做出自動(dòng)反饋與自動(dòng)評(píng)價(jià)。在交互中不斷強(qiáng)化正確的操作，弱化錯(cuò)誤的操作，這也符合行為主義理論的“刺激—反應(yīng)”聯(lián)結(jié)學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn)。

2 選擇合理的制作工具，提高實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)效率

2.1 根據(jù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的交互性設(shè)計(jì)需求選擇開(kāi)發(fā)軟件

目前，計(jì)算機(jī)配置組裝虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)技術(shù)很多，如JAVA技術(shù)、VRML技術(shù)、Flash技術(shù)等。考慮到多數(shù)中職學(xué)校的經(jīng)濟(jì)實(shí)力及教師的技術(shù)水平，在綜合比較各種虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，選擇Flash作為計(jì)算機(jī)配置組裝課程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)制作工具顯得更合適。

Flash不僅能有效地把文字、圖像、動(dòng)畫、視頻、聲音等多種媒體進(jìn)行有機(jī)整合，生成儲(chǔ)存容量更小的文件，最重要的是Flash內(nèi)置的ActionScript語(yǔ)言是一種面向?qū)ο蟮膭?dòng)作腳本語(yǔ)言，方便設(shè)計(jì)者利用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中的各種對(duì)象的事件觸發(fā)特性，接受用戶的鼠標(biāo)點(diǎn)擊或鍵盤輸入等事件，有針對(duì)地設(shè)置豐富的交互信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬操作過(guò)程的精確控制，開(kāi)發(fā)出互動(dòng)性強(qiáng)、聲色俱佳的計(jì)算機(jī)配置組裝虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)訓(xùn)效果更逼真。另外，ActionScript腳本語(yǔ)言也方便調(diào)入外部文件，使Flash制作計(jì)算機(jī)配置組裝虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)具有較強(qiáng)的開(kāi)放性，有利于平臺(tái)的更新升級(jí)。正因?yàn)镕lash的諸多優(yōu)點(diǎn)，理應(yīng)成為虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)制作的重要利器。

2.2 根據(jù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)對(duì)各類素材不同規(guī)格需求，收集和整理素材

計(jì)算機(jī)配置裝機(jī)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)要突顯表現(xiàn)力，使用到圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻等多種媒體素材，故應(yīng)根據(jù)不同媒體素材特點(diǎn)，采用不同途徑完成收集和處理工作。

圖形圖像是計(jì)算機(jī)配置裝機(jī)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)最常用的媒體素材，如虛擬配置欄目用到各種CPU、內(nèi)存條、主板、硬盤、板卡等，收集這些計(jì)算機(jī)配件的圖形圖像，可以充分利用“太平洋電腦網(wǎng)”或“中關(guān)村在線”等網(wǎng)站豐富的圖片資源，但要仔細(xì)核查各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)配件標(biāo)識(shí)文字與實(shí)物圖片之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不能出現(xiàn)張冠李戴現(xiàn)象，確保學(xué)習(xí)內(nèi)容科學(xué)性。直接下載的圖形圖像還需使用Photoshop加工處理，以滿足教學(xué)需要，如調(diào)整圖像大小、亮度、對(duì)比度，修改放置方向、刪除圖片背景文字等。

Flash雖然支持多種圖像文件格式，但JPEG文件格式圖像所占儲(chǔ)存容量較少而質(zhì)量較高，所以同一幅圖像在對(duì)圖像質(zhì)量沒(méi)有特別要求情況下，選擇JPEG文件格式儲(chǔ)存較好。另外，作為JPEG升級(jí)的JPEG2000格式，除了比JPEG格式具有更高的壓縮率等優(yōu)點(diǎn)外，還支持對(duì)圖像任意指定區(qū)域選擇壓縮質(zhì)量，保證局部的清晰可見(jiàn)，因此利用Photoshop的增效工具，對(duì)計(jì)算機(jī)配件圖像需要詳細(xì)閱讀的特定區(qū)域，如芯片上標(biāo)記有性能識(shí)別文字的標(biāo)簽區(qū)域，有選擇地局部提供清晰圖像，并保存為JPEG2000格式文件，方便學(xué)習(xí)者使用時(shí)獲取重要配件信息。

對(duì)于其他素材，如交互式動(dòng)畫，在規(guī)劃好虛擬操作動(dòng)畫的每個(gè)交互場(chǎng)景基礎(chǔ)上，運(yùn)用ActionScript腳本語(yǔ)言做出交互效果。視頻具有很強(qiáng)的說(shuō)服力，拍攝的視頻要達(dá)到每秒30幀、最低分辨率640×480技術(shù)參數(shù)要求即可。而字幕配音，最簡(jiǎn)便的方法是用Windows附帶的錄音機(jī)功能錄制，所生成的文件格式為WAV，可以直接使用。

圖1 虛擬配置模塊效果圖

3 實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)交互功能的主要關(guān)鍵技術(shù)

交互性是評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)配置裝機(jī)虛擬實(shí)訓(xùn)軟件質(zhì)量高低的一個(gè)重要指標(biāo)，虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)只有強(qiáng)大的交互性，才能更好地模擬學(xué)生在真實(shí)操作過(guò)程中所產(chǎn)生的類似效果，真正發(fā)揮實(shí)訓(xùn)教學(xué)作用，所以精心設(shè)計(jì)每個(gè)模塊的交互功能顯得十分重要。在此對(duì)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的性能識(shí)別模塊、虛擬裝機(jī)模塊、虛擬配置模塊、在線測(cè)試模塊和在線視頻模塊5個(gè)功能模塊的3個(gè)模塊側(cè)重介紹。

3.1 虛擬配置模塊的設(shè)計(jì)

調(diào)研目前計(jì)算機(jī)市場(chǎng)流行使用的不同品牌各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)配件，并詳細(xì)記錄參數(shù)，收集和整理它們的圖像，做好素材準(zhǔn)備，完成模塊操作界面布局及虛擬操作設(shè)計(jì)(圖1)。

1)模擬界面的設(shè)計(jì)。整個(gè)模塊界面分為三大區(qū)，左邊為配件挑選區(qū)，右上為配置清單區(qū)，右下為對(duì)應(yīng)配件圖片顯示區(qū)。在配件挑選區(qū)設(shè)計(jì)一列主板、CPU、內(nèi)存、硬盤等配件的按鈕，點(diǎn)擊配件按鈕后，展現(xiàn)更多的不同型號(hào)。選擇合適的型號(hào)配件，雙擊確定，在配置清單區(qū)對(duì)應(yīng)文本框處顯示配件型號(hào)文字，方便學(xué)習(xí)者在配置清單區(qū)閱讀不同配件的型號(hào)，同時(shí)在配件圖片顯示區(qū)呈現(xiàn)所選擇配件的圖片，加深學(xué)習(xí)者的感性認(rèn)識(shí)。

2)實(shí)現(xiàn)配件挑選功能。例如，挑選型號(hào)為“Intel DH61SA”的主板。將該型號(hào)主板名稱制成按鈕元件，“指針經(jīng)過(guò)”狀態(tài)加入該型號(hào)主板的詳細(xì)參數(shù)，如支持的主芯片組、CPU插槽、CPU類型、內(nèi)存類型等。雙擊“Intel DH61SA”主板名稱制成按鈕元件，在配置清單區(qū)主板文本框出現(xiàn)“Intel DH61SA”文字。此按鈕元件添加的關(guān)鍵代碼以下：

3)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷計(jì)算機(jī)配件兼融功能。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研所得的計(jì)算機(jī)配件技術(shù)參數(shù)，尤其是主板的參數(shù)，將主板、CPU、內(nèi)存等配件之間存在交叉支持關(guān)系的分成一大類。例如，如果型號(hào)是“華碩P8Z77-V LE”“技嘉GA-Z77P-D3”等的主板，與型號(hào)是“Intel Core i52320K”“Intel酷睿i72600S”等的CPU，與型號(hào)是“金士頓DDR313334G”“三星DDR313334G”等的內(nèi)存，它們相互之間都是兼融的，所以將它們分成一大類，以此類推，將其他型號(hào)主板、CPU、內(nèi)存等配件也進(jìn)行分類。以分類組成的集合為基礎(chǔ)，對(duì)“判斷”按鈕添加ActionScript腳本語(yǔ)言，用循環(huán)、判斷語(yǔ)句自動(dòng)判斷配件之間是否匹配。“判斷”按鈕的關(guān)鍵代碼如 下(由于篇幅所限，各配件只是舉例說(shuō)明)：

3.2 虛擬組裝模塊的設(shè)計(jì)

為增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)整體一致性，幫助學(xué)生觀察與反思自己的配件組裝操作，構(gòu)建認(rèn)知結(jié)構(gòu)，因而虛擬組裝模塊與在線視頻模塊所用到計(jì)算機(jī)配件要完全一致。開(kāi)發(fā)時(shí)，準(zhǔn)備主板、CPU、內(nèi)存等各個(gè)配件及它們組合安裝到正確位置狀態(tài)時(shí)的圖片，并將它們制作成可拖拽的按鈕元件，允許學(xué)生使用拖拽命令startDrag()操作虛擬的計(jì)算機(jī)配件，軟件自動(dòng)核對(duì)拖拽對(duì)象的X軸和Y軸坐標(biāo)，實(shí)時(shí)反饋操作信息，當(dāng)安裝位置正確時(shí)，呈現(xiàn)配件組裝正確狀態(tài)的圖片，并給出下一步的提示信息(圖2)。而CPU插槽的拉桿動(dòng)作等就以動(dòng)畫形式表達(dá)出來(lái)。

圖2 虛擬裝機(jī)模塊效果圖

3.3 在線測(cè)試模塊的設(shè)計(jì)

在線測(cè)試模塊側(cè)重于考核計(jì)算機(jī)配件組裝的應(yīng)用知識(shí)，所以盡量設(shè)計(jì)一些以圖片為基礎(chǔ)的題目。另外，純文字表達(dá)的題目應(yīng)制作成TXT外部文件，并采用ActionScript中LoadVariables0命令調(diào)用TXT文件中的題目，讓學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)測(cè)試，鞏固知識(shí)。TXT外部文件的應(yīng)用，方便了教師動(dòng)態(tài)更新試題庫(kù)，增強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的交互性。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，交互功能強(qiáng)大的虛擬配置裝機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在筆者學(xué)校及本市的其他學(xué)校推廣使用，取得良好的教學(xué)效果。其既提高了學(xué)生真正實(shí)操時(shí)的針對(duì)性和正確性，也能提供大量的學(xué)習(xí)資源，有利于學(xué)生結(jié)合自己的認(rèn)知水平進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，而且也為學(xué)校節(jié)省實(shí)訓(xùn)設(shè)備購(gòu)置經(jīng)費(fèi)，對(duì)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的中職學(xué)校有更大的現(xiàn)實(shí)意義。

虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)雖然在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中有獨(dú)特的作用，但單純的虛擬實(shí)訓(xùn)也存在先天不足之處。因此，實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師要樹立先進(jìn)的職業(yè)教育理念，探索虛擬實(shí)訓(xùn)和真正實(shí)操的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建富有特色的職業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，多渠道系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，以達(dá)到理想的實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。

[1]智豐工作室.中文版FLASH CS3動(dòng)畫制作入門與提高[M].北京:科學(xué)出版社,2008.

[2]李勇,胡建輝,連春星.基于Flash的電機(jī)學(xué)教學(xué)重難點(diǎn)動(dòng)畫演示課件的制作[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2012(13):4-8.