浅谈虚拟实验在计算机组装与维护课程中的应用

江苏省溧阳中等专业学校 杨 岑



浅谈虚拟实验在计算机组装与维护课程中的应用

江苏省溧阳中等专业学校 杨 岑

摘要：随着虚拟实验技术的飞速发展和普遍应用，利用虚拟实验技术进行实验教学成为一种趋势。本文从分析虚拟实验技术的理论基础出发，阐述虚拟实验在《计算机组装与维护》课程教学中的应用，归纳虚拟实验在实验教学中的重要意义。

关键词：虚拟实验 职业教育 计算机组装与维护

一、虚拟实验技术

虚拟实验技术起源于20世纪末，是依托“虚拟现实”（Virtual Reality，英文缩写VR）技术而产生和发展的一种实验模式。虚拟实验技术利用软件和硬件的结合，取代传统的常规实验仪器设备，在计算机或计算机网络上进行模拟、仿真各种实验技术。虚拟实验技术可分为以下两类：

1.沉浸虚拟现实技术。沉浸虚拟现实运用计算机、多媒体与仿真技术等现代科学技术营造与客观世界高度类似的虚拟环境，使人具有身临其境的感觉。虚拟现实模式在现实世界数据建模的基础上采用三维图形表现虚拟世界。通过头盔式显示器或立体眼镜等专用辅助设备观察建模的三维物体，以获得在平面显示器上无法得到的物体“深度”距离信息，通过观察不同图像产生观察视差，通过深度和观察视差达到身临其境的效果。

2.基于静态图像的虚拟技术。基于静态图像的虚拟技术是将多个不同距离和不同方位的静态图像按相互关系有机地连接起来，在视觉上形成整个空间的整体认识。观察时可以任意转动，也可以改变视点。由于静态图像是相互连接的，所以只要静态图像足够精细，连接紧密正确就可以获得空间感觉，实现对一个物体或空间的全景观察。静态图像技术可以真实世界影像采用计算机生成图像的方式建立三维模型，对图像的分辨率、质量、复杂度、真实性要求不高，不需要特殊的专用设备，普通微机上即可体验虚拟实验环境，操纵虚拟物体。

二、虚拟实验在计算机组装与维护课程中的应用

1.增强教学内容的直观性，提高教学效果。首先，介绍计算机组件知识时可以通过虚拟实验技术从各个角度观察计算机组件的造型，增强感性认识，使学生对计算机有初步了解。其次，利用动画链接虚拟组装计算机过程中所需的主要硬件。再次，通过文字和图片向学习者介绍如何将计算机组件组装到一起，制作安装、注释和视点切换的效果。利用人机交互可以即时获得信息反馈，灵活控制教学内容，使其更加直观形象，更易于理解，提高讲课的效率和教学效果，弥补传统教学中语言、文字描述、实验器材的局限性，打破单一的教学模式，实现教与学的多元化。

2.降低实验成本。计算机组装与维护实验拆装的成本较高，破坏性较大。而在虚拟实验中学生可以采用搭积木的游戏方式在虚拟的环境下拆卸、组装一台实验室计算机，给予正确操作步骤提醒以及错误警告。

另外，实验课程中安装操作系统及应用软件是非常重要的环节，我们依然可以采用虚拟机安装系统。学生在虚拟机上安装相关软件后可以大胆尝试，错误的操作不会造成任何损失，既保证学生的练习次数，而且不用担心学生初装系统时导致硬件损坏等问题，为正式安装系统打下扎实基础。

三、虚拟实验在实验教学中的重要意义

1.节省实验经费，丰富实验资源。虚拟现实系统可以弥补实验设备、实验场地、教学经费等方面的不足，丰富实验资源。虚拟实验环境可以获得与真实实验一样的体会，丰富学生感性认识，加深对教学内容的理解。

2.实验内容可紧跟科学发展步伐。传统实验教学的实验项目多为验证性实验，滞后于学科发展。虚拟实验技术的发展给实验教学改革注入新的活力。它不但可以有效营造与技术发展同步的实验环境，还具有超前性。实验过程可以突破物理上时间和空间的限制，以前因时空限制而无法实现的实验项目现在就可以通过虚拟技术进行模拟实验。

3.实验教学手段多样化。虚拟实验的出现为实验教学改革提供条件。教师可以采取灵活的教学方法实行个性化教学。通过网络虚拟实验教学，学生可以灵活控制学习时间，不受实验室关闭和开放的影响，不受书本约束，自主选择自己所需的实验内容。同时，实验考核也可多样化，网络考核与实际考核相结合更能真实评价学生能力。

虚拟实验远程系统将实验设备、教学内容（包括理论教学）、教师辅导和学习者的思考、实验操作等融为一体，克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的因素。

4.利于培养学习兴趣与能力。由于虚拟实验利用多媒体技术模拟真实的实验环境，整个实验过程具有游戏的特点。群体式学习、协作式学习、竞赛式学习模式的灵活应用可以激发学生浓厚的学习兴趣。虚拟实验中学生可以方便地改变实验参数，分析不同的实验结果，有利于培养学生的科学意识和创新精神。

虚拟现实技术能形象、生动、逼真地表现教学内容，有效营造发展的教学环境，提高学生掌握知识和技能的效率和积极性，达到优化教学过程、提高教学质量的目的，解决传统教学方式无法解决的问题。

参考文献：

［1］付 沙.计算机维护技术.课程教学改革的研究［J］.计算机安全，2008

［2］付立冬.浅谈计算机维护课程的教学方法［J］.辽宁行政学院学报，2007

［3］高寿斌.高职院校开设计算机维护与维修专业的探讨［J］.职业教育研究，2007

文章编号：ISSN2095-6711/Z01-2016-04-0211