淺談虛擬實驗在計算機組裝與維護課程中的應用

江蘇省溧陽中等專業學校 楊 岑

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淺談虛擬實驗在計算機組裝與維護課程中的應用

江蘇省溧陽中等專業學校 楊 岑

摘要：隨著虛擬實驗技術的飛速發展和普遍應用，利用虛擬實驗技術進行實驗教學成為一種趨勢。本文從分析虛擬實驗技術的理論基礎出發，闡述虛擬實驗在《計算機組裝與維護》課程教學中的應用，歸納虛擬實驗在實驗教學中的重要意義。

關鍵詞：虛擬實驗 職業教育 計算機組裝與維護

一、虛擬實驗技術

虛擬實驗技術起源于20世紀末，是依托“虛擬現實”（Virtual Reality，英文縮寫VR）技術而產生和發展的一種實驗模式。虛擬實驗技術利用軟件和硬件的結合，取代傳統的常規實驗儀器設備，在計算機或計算機網絡上進行模擬、仿真各種實驗技術。虛擬實驗技術可分為以下兩類：

1.沉浸虛擬現實技術。沉浸虛擬現實運用計算機、多媒體與仿真技術等現代科學技術營造與客觀世界高度類似的虛擬環境，使人具有身臨其境的感覺。虛擬現實模式在現實世界數據建模的基礎上采用三維圖形表現虛擬世界。通過頭盔式顯示器或立體眼鏡等專用輔助設備觀察建模的三維物體，以獲得在平面顯示器上無法得到的物體“深度”距離信息，通過觀察不同圖像產生觀察視差，通過深度和觀察視差達到身臨其境的效果。

2.基于靜態圖像的虛擬技術。基于靜態圖像的虛擬技術是將多個不同距離和不同方位的靜態圖像按相互關系有機地連接起來，在視覺上形成整個空間的整體認識。觀察時可以任意轉動，也可以改變視點。由于靜態圖像是相互連接的，所以只要靜態圖像足夠精細，連接緊密正確就可以獲得空間感覺，實現對一個物體或空間的全景觀察。靜態圖像技術可以真實世界影像采用計算機生成圖像的方式建立三維模型，對圖像的分辨率、質量、復雜度、真實性要求不高，不需要特殊的專用設備，普通微機上即可體驗虛擬實驗環境，操縱虛擬物體。

二、虛擬實驗在計算機組裝與維護課程中的應用

1.增強教學內容的直觀性，提高教學效果。首先，介紹計算機組件知識時可以通過虛擬實驗技術從各個角度觀察計算機組件的造型，增強感性認識，使學生對計算機有初步了解。其次，利用動畫鏈接虛擬組裝計算機過程中所需的主要硬件。再次，通過文字和圖片向學習者介紹如何將計算機組件組裝到一起，制作安裝、注釋和視點切換的效果。利用人機交互可以即時獲得信息反饋，靈活控制教學內容，使其更加直觀形象，更易于理解，提高講課的效率和教學效果，彌補傳統教學中語言、文字描述、實驗器材的局限性，打破單一的教學模式，實現教與學的多元化。

2.降低實驗成本。計算機組裝與維護實驗拆裝的成本較高，破壞性較大。而在虛擬實驗中學生可以采用搭積木的游戲方式在虛擬的環境下拆卸、組裝一臺實驗室計算機，給予正確操作步驟提醒以及錯誤警告。

另外，實驗課程中安裝操作系統及應用軟件是非常重要的環節，我們依然可以采用虛擬機安裝系統。學生在虛擬機上安裝相關軟件后可以大膽嘗試，錯誤的操作不會造成任何損失，既保證學生的練習次數，而且不用擔心學生初裝系統時導致硬件損壞等問題，為正式安裝系統打下扎實基礎。

三、虛擬實驗在實驗教學中的重要意義

1.節省實驗經費，豐富實驗資源。虛擬現實系統可以彌補實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的不足，豐富實驗資源。虛擬實驗環境可以獲得與真實實驗一樣的體會，豐富學生感性認識，加深對教學內容的理解。

2.實驗內容可緊跟科學發展步伐。傳統實驗教學的實驗項目多為驗證性實驗，滯后于學科發展。虛擬實驗技術的發展給實驗教學改革注入新的活力。它不但可以有效營造與技術發展同步的實驗環境，還具有超前性。實驗過程可以突破物理上時間和空間的限制，以前因時空限制而無法實現的實驗項目現在就可以通過虛擬技術進行模擬實驗。

3.實驗教學手段多樣化。虛擬實驗的出現為實驗教學改革提供條件。教師可以采取靈活的教學方法實行個性化教學。通過網絡虛擬實驗教學，學生可以靈活控制學習時間，不受實驗室關閉和開放的影響，不受書本約束，自主選擇自己所需的實驗內容。同時，實驗考核也可多樣化，網絡考核與實際考核相結合更能真實評價學生能力。

虛擬實驗遠程系統將實驗設備、教學內容（包括理論教學）、教師輔導和學習者的思考、實驗操作等融為一體，克服了實驗教學長期受到課堂、課時限制的因素。

4.利于培養學習興趣與能力。由于虛擬實驗利用多媒體技術模擬真實的實驗環境，整個實驗過程具有游戲的特點。群體式學習、協作式學習、競賽式學習模式的靈活應用可以激發學生濃厚的學習興趣。虛擬實驗中學生可以方便地改變實驗參數，分析不同的實驗結果，有利于培養學生的科學意識和創新精神。

虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容，有效營造發展的教學環境，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，解決傳統教學方式無法解決的問題。

參考文獻：

［1］付 沙.計算機維護技術.課程教學改革的研究［J］.計算機安全，2008

［2］付立冬.淺談計算機維護課程的教學方法［J］.遼寧行政學院學報，2007

［3］高壽斌.高職院校開設計算機維護與維修專業的探討［J］.職業教育研究，2007

文章編號：ISSN2095-6711/Z01-2016-04-0211