1、应用虚拟现实技术的计算机组装维护实训系统【摘要】本文应用虚拟现实技术，结合 3DSMAX的强大功能和google sketchup软件的简单易用，对计算机硬件进行 3D建模设计；对虚拟计算机组装维护实训的场景应用虚拟现实技术和建模技术进行建模；研究了虚拟现实技术的交互方法，在 VRML和 Java技术的接口中，可以用 Java编程来实现一些复杂的功能，从而实现交互操作，并对软件的安装过程进行了动态的仿真实现。 【关键词】计算机组装维护，虚拟现实，软件安装 S 1 引言 计算机组装维护课程是计算机类专业高职学生必修的一门专业基础课，动手实践性很强。课程内容主要涉及计算机硬件的选择、安装与调试、软
2、件系统的安装与维护、常用维护工具软件的使用等。在现实的实践教学环境中，由于经费有限，实验室的硬件跟不上，仪器设备陈旧老化且数量不足，不能满足教学的需要，往往是教师示范多，学生动手少的教学方式，保证不了学生的动手机会。而一个虚拟的实训系统，可以很好的解决以上问题，通过虚拟实训系统的应用，对于教师课堂教学有利，也有利于学生进行实践，熟悉更多的硬件，很快掌握技能，同时可以节约大量经费。 2 虚拟仿真系统设计 采用 3DMAX、sketchup、VRML、Java 等技术，设计虚拟仿真教学系统。模拟计算机组装与维护课程中的计算机硬件部分的安装调试，如CPU、主板、内存、风扇、硬盘安装调试实训；计算机操
3、作系统的安装与测试、应用软件的安装等实训。动态仿真实验交互过程和实验现象，达到虚拟实验的沉浸感、真实感和交互性。 1）模型的建立，采用 3D模型，画面真实，动态仿真实验交互过程和实验现象。利用 sketchup软件可以非常方便的建立硬件的 3D模型，同时可以利用 goole3D模型库里的现有模型，再利用 3Dsmax建立各种复杂计算机硬件（如 CPU、主板）三维物体，再将这些物体导出为 VRML文件， 导入 VRML文件中进行二次开发，从而形成丰富多彩的虚拟现实世界，构建三维场景。 2）使用 Java和 VRML技术实现组装过程的交互。利用 Java编程语言进行二次开发，使整个场景具有交互性，
4、利于教学使用让学习者可以随意的漫游在虚拟的实验场景中了解组装维护的全过程，而不用担心多次实验而损坏实际的计算机硬件设备。 3）提供计算机组装维护过程的视频和学习资料，供学习者进行学习，以便熟悉整个组装维护过程，从而可以自己动手操作实践，很快掌握技能。 4）错误提示功能，可以针对学习者在实践过程中的错误操作问题给予适时的提示，并对出现错误的地方提供相关资料，使学习者避免出现操作错误。 5）硬件设备库，将通过软件做好的模型导入到硬件设备库，实训时可以对硬件进行选择，从而组装成一台完整的机子。库中不仅保存设备的 3D模型数据，还保存各个部件的相关技术参数资料，学习者可以通过虚拟仿真系统了解各个部件的
5、种类，特性和功能。 3 虚拟仿真系统在实践教学中的重要意义 1）节省实验经费，丰富实验资源。利用虚拟现实系统，可以弥补因为实验设备、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，丰富了学生感性认识，加深对教学内容的理解。 2）实验内容可紧跟科学发展步伐。传统实验教学实验项目多为验证性实验，总是滞后于学科发展。虚拟实验技术的发展，给实验教学改革注入了新的活力。它不但可以有效营造一个跟技术发展同步的实验环境，还可以具有适当的超前性。实验环境虚拟化，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
6、。 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了条件。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，不受书本的约束，自主地选择自己所需的实验内容。同时，实验考核也可多样化，通过网络考核与实际考核相结合，更能真实评价学生的能力。利用虚拟实验远程系统，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）更利于培养学习兴趣与能力。由于虚拟实验利用多媒体技术来模拟真实实验环境，使得整个实验过程具有游戏的特点，将群体式学习、协作式学习
7、、竞赛式学习的模式灵活应用，可以激发学生浓厚的学习兴趣。其次，在虚拟实验中。学生可以很方便地通过改变实验参数分析不同的实验结果。这有利于培养学生的科学意识和创新精神。 通过虚拟的实验室进行实验，既可以缩短实验的时间，又可以获得直观、真实的效果，还能对那些不可见的结构原理和不可重组的精密设备进行仿真实训，避免真实实验操作带来的各种危险。并且，虚拟实验具有先进性和共享性，易扩充。易于改变教学项目，减少设备投入经费，使教学内容在虚拟的环境中不断更新。使实验实践及时跟上技术的发展。参考文献： 1陈小红.基于仿真软件的虚拟实验室设计与应用D .上海：上海师范大学，2010 2刘艳超.基于中职的计算机组装虚拟实验室的设计与开发研究D.沈阳：沈阳师范大学，2011 3郑平.从零开始：计算机组装与维护基础培训教程 M.人民邮电出版社，2010
