虛擬教學范文

導語：如何才能寫好一篇虛擬教學，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1.1能夠激發學生的學習興趣，使其發揮主觀能動性

虛擬實驗室具有3個特色，即沉浸性、交互性和構想性[4]：能夠使學生沉浸在虛擬場景中，投身于實驗活動中，并及時準確得到反饋信息，使學生從視聽觸摸各方面獲得直觀感受。虛擬實驗技術是將文字、圖形、聲音、圖像、動畫有效的結合在一起全方位地呈現給學生，這樣就可以不斷地刺激學生的感官，激發學習興趣。而且，虛擬實驗技術采用問題式教學法，將學生帶入問題存在的環境，有針對性啟發性地引導學生思考；并能將抽象的學習和現實病例結合起來，誘導學生展開聯想，主動思考；學生可以直接與周圍虛擬環境進行交流，圖文并茂的功能使其獲得豐富的感性認識，加深對抽象概念的理解和記憶，逐步培養學生分析、綜合、歸納等思維能力，并能最大程度激發學生的學習興趣[5]。虛擬實驗室應用于臨床診斷學，打破傳統教師在學習過程中的主導地位，使學生能夠很好地發揮主觀能動性，提高主動思考，逐步解決問題，培養臨床思維的能力。將學習新知識、反復練習和自我測試有效地結合，形成一種積極、生動、高效的教學模式。這是以往傳統教學方式無法比擬的，因此在教學中具有重要的、不可替代的作用。

1.2節約教學資源，彌補教學條件欠缺

傳統的臨床診斷學包括理論授課和實習教學兩部分，主要以教師講授、書寫板書、結合幻燈片演示和示教來進行教學。面臨教學場地限制、教學經費缺乏、師資力量不足等問題。而且，學生主要獲得的是間接知識。虛擬實驗室可以創建出虛擬的學習環境，解決上述存在的教學問題，使學生能夠直觀形象的進行觀察和學習。而且能夠反復利用，節約教學成本和資源。診斷學教學無論問診、體格檢查還是輔助檢查的判讀，都需要反復演練，逐步培養學生的臨床思維和實踐能力，利用虛擬實驗技術可以解決日益增長的醫學生數量和有限的教學資源之間的矛盾。

1.3提高醫學生臨床實踐經驗，減少醫患矛盾

在醫學院校中以往的傳統教學以課堂授課為主，學生缺乏實踐經驗，紙上談兵難以很好掌握診斷學基本功。虛擬實驗技術的優勢之一就是可以讓學生們反復實踐，改變原來只能聽，而摸不著看不見的狀態。能夠模擬各種疾病，不同的癥狀和體征，醫學生可以根據自己的情況，自由選擇，因材施教，反復訓練。另外，醫學領域需要與患者、家屬密切接觸，而目前醫患關系欠佳，學生很難單純通過臨床實習全面系統獲得診斷學的實踐經驗，甚至存在增加醫患矛盾和醫療隱患的風險。而虛擬現實技術既能提高教學質量，又可以規避矛盾，消除隱患，減少風險。

1.4完善臨床技能考核綜合評估體系

以往的醫學考試通常重視理論知識的掌握，而輕視臨床實際操作能力的檢驗。學生往往死記硬背，而不會活學活用。虛擬實驗室應用于診斷學考核中，可以根據情況設計出各種模塊，如某種疾病的問診，陽性體征的查體，心電圖的判讀及臨床基本穿刺操作，可以全面考核學生的臨床技能的實際掌握情況，便于發現教學中存在的問題和遺漏，查漏補缺，及時修正，確保教學質量的提高。

2虛擬實驗室在臨床診斷學各部分教學中發揮的作用

醫學教育涉及人體的復雜結構和功能，傳統教育依靠教師口頭講授、板書、掛圖，即使結合多媒體聲音、圖像等也無法將人體的立體結構呈現給學生。而虛擬實驗技術可以將人體從整體到局部，從內部到外部，包括神經系統、血管系統等，均可立體形象的展示出來，使學生一目了然，從感性認識開始，逐步掌握相關知識[6-7]。臨床診斷學作為各臨床學科的基礎，將虛擬實驗技術貫穿至診斷學各部分教學內容中，可大大提高教學質量和效果。臨床診斷學主要包括4個部分：

2.1問診

問診是醫學生成長為臨床醫生前所必須掌握的重要技能，而且對于疾病的診斷至關重要。但初學診斷學的學生，在學習問診階段也會遇到很多問題，比如患者的配合、語言表達能力、溝通能力、受教育程度等都會影響問診的效果。而利用虛擬患者，人機對話問診，模擬問診全過程，反復演練，有利于醫學生掌握規范的問診用語和正確的問診方法。也能激發學生的學習興趣，增強信心，有效地掌握問診方法和技巧。

2.2系統體格檢查

該部分是臨床診斷學教學中的重點和難點，理論授課講述內容多，必須結合實際演練才能很好掌握，而臨床實習中，由于患者數量及病種的限制，常常出現實習內容與住院患者不匹配的現象。而且，目前醫患關系緊張，患者維權意識強，很難充分配合。利用虛擬標準化病人可以解決這些問題。虛擬標準化病人系統是由兩部分組成：電子標準化病人和多媒體軟件。多媒體教學軟件可將相關的文字、圖片、聲音等有機地結合在一起，盡可能模擬真實患者設計[8]。學生可以在虛擬標準化病人身上進行系統的體格檢查，可以反復練習心肺腹部視觸叩聽4步查體操作；可以看到虛擬標準化病人疼痛、病理反射等反應；觸到甲狀腺腫大、肝脾腫大等陽性體征；叩出清音、濁音、鼓音、實音；聽到正常或異常的心音、呼吸音、心臟雜音、腸鳴音等。其中，心臟聽診最為復雜抽象，學生難以很好掌握，虛擬標準化病人可設計各種類型的雜音反復對比，并結合多媒體技術可將雜音產生原理與心臟運動、心動周期、心電圖相結合以動畫的形式演示給學生，將抽象復雜的知識形象生動的呈獻給學生。另外，虛擬標準化病人具有糾錯功能，并給出評分，使學生們在反復演練中逐步掌握扎實的臨床基本功。

2.3輔助檢查

以心電圖教學為例，在心電圖學習過程中，學生往往感到抽象、難以理解記憶。要想提高心電圖認識的水平與能力，就要讓學生們從原理入手，了解心臟的結構，傳導系統解剖以及心電圖形成的原理。虛擬實驗技術可以創建出心臟三維模型，讓同學們直觀地從不同角度、不同切面研究心臟結構，明確心電活動的產生原理[9]。另外，給虛擬標準化病人反復行心電圖檢查可使學生多動手、多練習、多思考，一邊操作，一邊學習圖形，并結合具體病例判讀各種異常心電圖。理論聯系實際，提高醫學生的動手能力和臨床思維能力。

2.4臨床基本操作

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一、虛擬現實技術

虛擬現實技術(ⅥrnJalReaJ時，簡稱vR技術)出現于20世紀60年代，隨著處理器技術的大幅度提高以及圖形繪制技術、數字信號處理技術、傳感技術的發展，近幾十年來在國內外形成了對虛擬現實的研究熱潮。

虛擬現實系統提供了一種先進的人機界面，它通過為用戶提供視覺、聽覺、觸覺等直觀而自然的實時感知交互的方法和手段，最大程度地方便用戶的操作，從而減輕了用戶的負擔，提高了系統的工作效率。虛擬現實技術具有3個突出特征：沉浸性、交互性、想象性。

虛擬現實系統由兩部分組成：一部分為創建的虛擬環境，另一部分為介入者。虛擬現實的核心是強調兩者之間的交互操作，即反映出人在虛擬環境中的體驗。我們可以給出如圖1的虛擬現實的概念模型。

二、虛擬實驗系統

1．虛擬實驗系統的特點

(1)共享程度高。虛擬實驗系統不同于傳統實驗在地域和時間上的限制，它不僅可以接受本地用戶的訪問，有訪問權限的異地用戶也可以使用系統。并且也無需考慮使用時間的問題，實驗者可以隨時進行實驗。虛擬實驗系統為用戶提供了一個可以在任何時間、任何地點訪問的實驗環境，極大地提高了信息與實驗資源的共享程度。

(2)強大的交互能力。為了向用戶提供一個逼真的實驗環境，虛擬實驗系統往往都具有強大的交互能力，實驗者和虛擬實驗對象之間可以通過鼠標的點擊或者拖曳操作進行交互，實驗者可以實時地觀看實驗現象和實驗結果。

(3)支持協作。虛擬實驗系統提供了多種方式來完成用戶間的信息交流。

2．虛擬實驗系統的建模

如何構建教學型虛擬實驗系統，使其能夠擁有豐富的實驗內容表現方式、提供形象生動的實驗內容，讓讓學生實現從感知到理解的過程，一直是研究教學型虛擬實驗系統的熱點問題之一。

虛擬實驗系統的構建是將多種技術綜合運用，首先構建實驗過程所需要的各種儀器設備，對于場景進行建模。三維虛擬場景模塊的建立是以某一實景為基礎的，因此在虛擬場景建模之前需要對實驗室環境進行實地考察并對建筑物進行篩選，從而構建具有真實感的實驗環境。對于儀器設備完全用ⅥML語言建立復雜的三維模型是相當煩瑣的，而且建模方法缺乏直觀性，而3DSMAX強大的三維建模功能以及對具有轉換為V文件格式輸出的功能，使其在三維虛擬場景中廣泛應用。我們在實際的建模過程中根據要建立模型的特點選擇建模方法。簡單模型，直接采用VRML中簡單幾何體拼貼紋理的方法，對于復雜場景則采用3DsMAx建模后以VRMI，文件格式輸出。當然在虛擬實驗的建模過程中的龐大建模工作量對軟件的建模效率以提出了很高的要求，于是，在該建模過程中我還采用了高效的照片建模軟件Canoma，Canoma是MetaCreations公司(即現在的Vie、vpoint公司)的軟件產品，利用它可以讓我們無需建模，即可直接從一張或幾張照片制作三維模型，因為使用真實照片直接生成三維模型，所以效果非常真實；而且CaIloma可生成網絡使用的VRM，文件格式。為了能夠反映真實儀器設備的特性，有時還采用FLASH技術來達到儀器設備外觀的逼真性，并提供一些基本的交互。

3．虛擬實驗系統中的交互

交互性是虛擬實驗系統中的一個重要問題。一類是用戶在瀏覽場景的時候，主要的輸入設備就是鼠標，這時候檢測器實際上是檢測用戶對于鼠標的各種操作動作，如鼠標的單擊、指向、拖動等等，從而場景做出相應的反應。檢測這類動作的監測器是接觸型監測器。描述這類監測器的節點有接觸監測器節點TouchSensor以及PlaneSensor節點、SphereSensor節點、CylinderSenS0r節點；另一類是用戶和場景中某對象接近的程度，對象做出相應的反應，使得用戶和虛擬對象之間形成交互。

將所有儀器設備成功地加入到場景當中之后，用戶應該可以隨意地拿起自己需要的實驗器材進行實驗，所以要提供用戶選取實驗器材的接口。當用戶在選擇某件儀器，為了提供給用戶選擇的接口，我們在實驗儀器原型中設計了供用戶選擇的按鈕。如果選中時就可以點擊按鈕“tal(e，無需使用就只要點擊“放回”按鈕。由于用戶需要與系統進行交互，同時系統需要根據用戶的選擇與后臺數據庫進行通信，因此我們使用JavaApplet。Applet具有良好的網絡傳輸透明性，圖2顯示了瀏覽器通過Appl訪問數據庫的整個過程。

三、虛擬實驗集成的系統結構

1．軟件程序集成

軟件程序是虛擬實驗系統的重要內容，是系統的靈魂所在。在虛擬實驗系統中，我們將軟件程序部分按照層次化和模塊化的設計模式進行集成。集成化的軟件程序依據集成度的大小分為不同層次的模塊，分屬不同層次的模塊充分體現了整體和部分的關系，各模塊都可以看成是下一層次多個模塊集成的整體，每一個模塊又都可以看成是上一層次模塊中的一部分，各層次之間互為整體和部分的關系為系統結構構架提供了靈活的方式。

2．系統功能集成

系統功能集成是建立在軟件程序集成的基礎之上的，系統功能集成是系統結構集成的重要體現，系統結構的有效集成度是系統功能集成的重要基礎。在虛擬實驗系統中，軟件程序的集成保證了系統功能在不同層面上的集成度和在各層面之間的靈活性。以不同集成度來形成的系統功能整體在系統構建、修改、維護等方面起到了重要的結構化支持作用。

3．儀器軟面板集成

儀器軟面板是虛擬實驗系統的重要特色之一。在傳統實驗系統中，儀器設備一般會自帶一個顯示屏，以及相關的操作組件和按鈕來形成一個操作面板，這個面板的形式以及各組件和按鈕的功能是固定的，不能修改和設置。在虛擬實驗系統中，各種儀器設備的操作面板集中顯示在計算機的顯示屏幕上，這種面板由軟件程序來形成和設置，由鍵盤、鼠標以及其他的外部輸入設備來控制，面板的形式以及各組件和按鈕的功能可以根據需要自定義，可以將多個儀器的面板組合在一起，也可以將某一個儀器的面板簡化。儀器軟面板形式和功能上的這種靈活性正是系統集成度的體現。

4。網絡集成

網絡的出現使得分布式結構成為可能。在虛擬實驗系統中，我們通過網絡可以突破時間和空間的限制，將更多的協議方和操作方以一定的集成度集成在一起，共同完成實驗項目。我們在談集成性的問題的時候，一定是和相應的分散度聯系在一起的，就如同整體和部分之間的關系，每一個整體都可以看作更大的整體的一部分，而每一個部分又都可以看成更多小部分的整體。網絡的分布式保證了系統結構的集成性。

四、虛擬實驗教學應用的優勢

從虛擬實驗的技術優勢和實驗教學的現狀需求出發，其優勢主要體現在以下幾個方面：

1．資源開放

從虛擬實驗的技術實現角度來看，實驗教學中的有效資源全部開放，這使得實驗項目從開發到操作，再到后期數據處理與實驗課程的復習全部開放給學生，學生可以利用系統軟件程序模塊和實驗項目設計模板等幫助實驗設計方案的形成與開發；利用數據分析與處理工具包進行實驗數據的分析與處理，獲得規律性認識：教師的指導性意見、學生的交流信息和實驗故障和誤差分析等信息資料，可以幫助學生在實驗課程總結和復習中取長補短、鞏固知識。

2．組織形式開放

虛擬實驗將實驗資源、實驗項目開發和實驗操作等網絡化、平臺化，因此實驗內容、時間以及地點等組織形式是開放的具備可選擇性。針對目前實驗教學需要跨學科、跨地域、多項實驗同時開展等現狀要求，虛擬實驗所具備的組織形式開放性為實驗教學模式的擴展提供了技術準備。

3．對象開放

虛擬實驗的網絡功能能夠根據不同的對象設置不同權限的系統身份，實驗參與人員各取所需，實現學習和交流的目的。在實驗教學中，對象的身份基本分為三種層次和三種身份。三種層次指的是系統管理員、教師和技術人員、學生。三種身份是針對學習者而言的：實驗課程參與者、遠程實驗課程學習者、實驗愛好和探索者。

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關鍵詞:醫學影像;虛擬仿真;實踐教學

醫學影像學作為醫學領域觸及范疇最廣以及發展速度最快的重要學科之一，醫學影像學不但需要具備足夠的專業知識，而且還應掌握一定的理論基礎，掌握臨床技能和知識，同時能夠熟練操作臨床影像設備。近幾年，國家教育部極為重視虛擬仿真實踐教育的管理與共享平臺的建設，但醫學影像學專業教師在培育學生們實踐能力時，僅僅依賴附屬醫院內部有限的設備與較為陳舊的實驗教育方法，這顯然無法達到培育應用型人才的目標。實踐教育方法滯后、設備有限，而學生數量較多的現象，極大程度減少了學生們的實操機會，因此虛擬仿真教育平臺在醫學影像實踐教育中發揮的作用不言而喻。

一、醫學影像虛擬平臺仿真教學平臺實踐教育現狀

(一)基礎醫學與臨床課程割裂多數三年制醫學類院校教育基本分為一年學校本部的專業基礎教育、兩年醫院臨床教育，學生群體也伴隨學習階段的差異分別從基礎學院與各個醫院進行分別管理。現階段，醫院教育受各種因素影響，難以實現兩個教育階段的一體化管理與教育質量的改善，人才培育質量也良莠不齊。并且，因管理體系的制約，導致兩個階段的教育職責與任務模糊，基礎教育教師切實回歸臨床，以及臨床教育教師向基礎靠攏的計劃無法有效實現。以教育科研工作為主的學校基礎教育和以醫學教研為主的醫院教育工作內容及側重點存在差異，極易導致醫學專業育人計劃的割裂，學科內容融合難度較高，學生群體臨床思維無法建立。臨床課程與基礎醫學的割裂，導致基礎和臨床互相融通的教育體系無法建成。

(二)教育模式較為陳舊自國家高等教育招生規模逐步擴大后，各所高校師資力量迅速擴大，同時引進大批青年教師。據研究表明，普通高等院校三十五歲以下的教師占據高校教師整體數量的百分之四十八。誠然，醫學院校多數教育工作者來自非師范類院校，盡管多為博士生畢業，但畢業后便開始從事教育工作，僅僅是身為知識接受者或者學習者體驗過專業教學，在教育活動中知識傳授技能、綜合素質與教育工作經驗較為缺乏。雖然經過短期職前培訓，但面對臨床工作經驗匱乏、科研壓力大以及教育任務重的現象，基礎教師欠缺了臨床知識與臨床體驗，而臨床教師難以貫通基礎的現象相對普遍，在精力與時間均無法保證的狀況下，突破以學科作為中心的傳統教育模式，擺脫公共基礎、臨床醫學以及醫學基礎老三段設置，是現階段教育工作者的重要任務。

二、醫學影像虛擬平臺仿真教學平臺實踐教育的應用策略

(一)創新醫學教育基礎與臨床結合的虛擬仿真實踐教育平臺醫學教育基礎能夠加強醫學生工作勝任能力，對于素質、技能與知識實施整體設計，憑借虛擬仿真教育手段，整合醫學影像專業基礎和臨床知識，融合機能及形態、虛擬和實踐，進行跨學科的優化整合，實現統一管理、資源共享以及優勢互補，建設嶄新的將臨床實操能力與臨床思維培育作為核心，將臨床技能、結構形態、臨床思維以及器官功能作為教育主線，具備特色的斷層影像解剖和人體解剖的虛擬仿真教育平臺、形態學仿真教育平臺以及PACS醫學影像仿真虛擬平臺下的實驗教育系統。平臺群設計應由高到低，由簡到繁，逐步過渡，從而契合學生們臨床思維生成與認知規律。教育內容設計，前期接觸臨床知識和技能，后期切實回歸到基礎，落實學生大跨度與全過程學科實踐整合，建構完善的知識系統。資源建設，將虛擬平臺教育資源和實驗室、實驗教材與實驗課程等基礎建設充分整合，借助優秀實驗教材獎以及實踐教育成果獎等激勵舉措，推動教師虛擬項目的積極設計與開發，增加和高水準教師的學習及交流。這一資源建設模式不僅提升醫學影像虛擬仿真教育平臺實踐教學的可持續性與時效性，還有助于提高教師教育水準與綜合素質。

(二)創新以往教育模式將網絡技術與多媒體技術等引進實踐教育過程，促進教育模式的創新和改革，在醫學影像虛擬仿真實踐教育平臺建設的同時，加強實踐教育信息化建設。在實踐教育中，各任課教師應憑借教育平臺多元化功能創新以往教育模式，如平臺支持任意地點與時間的遠程訪問、教師在線布置任務與測驗、提交與批改實驗報告、自動統計成績以及師生交流互動等功能，真正實現了醫學影像實踐教育記錄、傳輸、互動以及評價的可視化，為師生提供了教育、學習的新渠道，也豐富了實踐教育資源庫。另外，平臺和諸多附屬醫院建設了資源共享平臺，在具體教學中，附屬醫院能夠為學校教育提供諸多典型臨床病例，進一步充實虛擬教育資源，落實在線、共享與大規模等試驗教育活動與傳統教育模式的創新。綜上所述，構建網絡虛擬實踐教學平臺，可以使學生更好地完成臨床影像技術仿真模擬訓練，可以有效解決目前醫學影像技術實踐教學環節的薄弱之處，實現良好的教學效果。尤其新時期，實踐教育創新對于提升醫學影像教育質量發揮著不可忽視的作用，而醫學影像虛擬仿真教育平臺把學生們帶進嶄新的實驗空間中，不但激發其學習熱情，而且也實現了學校資源開放共享，真正解決了教育需求與實踐資源稀缺的矛盾，值得廣泛推廣和應用。

參考文獻:

［1］許定華，羅澤斌，徐曉紅，揭廣廉，羅樹存，黃毅鴻，江華堂．基于在線互動教學云平臺的互聯網+醫學影像學教學模式研究［J］．醫學教育研究與實踐，2019，27(03):400-403．

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虛擬機可以通過軟件來模擬完整的硬件系統，在一臺物理計算機上可以利用虛擬機同時安裝、運行多個虛擬的操作系統（以下簡稱GuestOS，即安裝在虛擬機中的操作系統），如WinXP、Win7、WindowServer2008、Linux等，各系統間可以同時運行且互不干擾，也可以組建成一個網絡，多系統間也可以進行靈活切換，從而在節約資源的情況下方便地完成各種測試與開發。目前在信息化教學中比較常用的虛擬機軟件主要有VirtualPC、VMware。兩種虛擬機均能支持Dos、Windows、Unix、Linux等GuestOS，安裝GuestOS時均可采用物理光盤或使用ISO鏡像文件，GuestOS均有bridged(橋接模式)、NAT(網絡地址轉換模式)和host-only(僅主機模式)三種網絡工作模式，安裝后的GuestOS和HostOS（即物理計算機上安裝的操作系統）是相互隔離的，但鼠標指針均可以在二者之間隨意移動、拖放文件，而且GuestOS均具有磁盤還原功能。VirtualPC是微軟開發的虛擬機，對Windows操作系統具有較強的兼容性；最新版本VirtualPC2007漢化安裝包僅27MB左右，安裝快速，約90秒即可完成安裝；GuestOS的硬盤和內存大小按實際使用動態增減，VirutalPC虛擬了一個通用的顯卡：S3Trio32/64(4M)，還虛擬了串口和并口。而VMwareWorkStaion6.0之后的各版本安裝包均在400MB以上，安裝時間較長、較繁；GuestOS的硬盤容量在設定后不可調整，但可增加硬盤數量；分配多少內存，即使不用，也占用著，不可被其他地方調用，因而基于VMware的GuestOS比較耗資源。但VMware更新最快，支持最新的各種操作系統，可以虛擬出除串口、并口外的USB、打印機等，而且VMwareWorkStation自9.0起具有更出色的3D圖形技術。VMwareWorkstation具有更快的3D圖形處理能力，支持在Windows和最新Linux虛擬機中使用DirectX9.0cShaderModel3和OpenGL2.13D圖形技術，因此可以輕松地滿足AutoCAD、Solidworks和許多最新游戲等3D應用的嚴苛要求[1]。對比VirtualPC和VMware，如果要安裝Windows系統，且所要使用的軟件對顯存要求不高，對GuestOS的設置也比較簡單，則建議使用輕巧型的VirutalPC；若是需要安裝非Windows系統，或體驗最新的各種操作系統，或軟件對顯存要求較高，或需要更多的硬件虛擬時，建議使用VMware。

2虛擬機在中職信息化教學中應用

2.1應用一：教學環境隨身帶

GuestOS在HostOS中只是一個虛擬硬盤文件，文件大小即GuestOS實際消耗的硬盤空間，如GuestOS為純凈的WindowsXP或WindowsServer2003，虛擬硬盤文件大小一般不超過2GB，便于存儲在U盤或移動硬盤隨身攜帶。由于VirtualPC和VMware都可以直接使用虛擬硬盤文件打開相應的GuestOS，所以對于一些特殊的教學環境，教師可以事先在GuestOS中配置好，或直接將實訓室的實訓環境通過鏡像方式Ghost安裝到GuestOS中，然后將虛擬硬盤文件存放在U盤或移動硬盤中，隨身攜帶，這樣只要所用計算機上安裝了相應的虛擬機就可以把虛擬硬盤文件拷到計算機上使用，這樣既方便了備課，又方便了上課。當然，經實踐證明，如果是存放在USB3.0的U盤或移動硬盤上，則可在USB3.0的移動設備上直接運行GuestOS，這樣省去了拷貝虛擬硬盤文件時間，大大提高使用效率和便靈活性。VirutalPC安裝快速，操作簡單，相對于VirutalPC，VMware的硬件虛擬更強大，磁盤使用效率更高，更突出優勢，若某些軟件在VirtualPC無法運行時，不妨使用VMware。但由于VMware安裝較繁瑣、耗時，若要使用VMware，則建議先在常用的多媒體教室或實訓室安裝好VMware，以免影響課堂進度。

2.2應用二：節省設備投入，提高實訓教學效果

2.2.1方便教師搭建服務器，提高實訓教學效果

在實訓教學中，將用于考試或文件共享等專門用途的ServerOS安裝在教師機的虛擬機上，則每間實訓室可節省1臺服務器計算機。在虛擬機上安裝ServerOS后，教師可方便地實現在WindowServer2003的GuestOS中搭建各種服務器，如文件服務器。在建好文件服務器后，可以通過特定軟件實現為每個學生機建立一塊相互隔離的個人空間，這樣既方便了學生提交作業，也方便每次課將上次未完成的作業對應地發送給學生。

2.2.2方便學生搭建實訓平臺，進行實訓、測試，強化技能

（1）在計算機實訓中，每個學生均可利用一臺計算機同時操作多個GuestOS，進行完整的實訓測試，不僅提高了實訓設備的使用效率，還可以讓每個學生系統、全面地掌握相關技能，而不局限于分工合作后的局部技能，如網站建設與測試、網絡攻防測試等。（2）由于HostOS與GuestOS是隔離的，所以在GuestOS中不管是分區、中病毒、死機，還是安裝各種軟件，都不會影響HostOS。在HostOS中，GuestOS僅表現為一個或多個數據文件，所以諸如系統安裝、磁盤操作、分區調整、數據刪除與恢復測試、病毒防治、網絡安全攻防測試之類會損壞HostOS的實訓，就可以放心地讓學生在GuestOS中進行反復實訓，這樣學生的專業技能也能得到更好的強化。

2.2.3方便準備不固定實訓場所的實訓環境

（1）對于臨時調整實訓室時，經常會遇到學生機缺少實訓環境，教師可以利用如凌波多媒體網絡教室軟件、飛鴿傳書等局域網文件傳送軟件，快速地將配置好實訓環境的虛擬硬盤文件傳送給學生，學生就能在虛擬機的實訓環境中正常完成實訓。（2）對于一些非正常教學的培訓，學生機中缺少培訓所需軟件，或軟件版本不同，則可將培訓所要的軟件安裝到GuestOS中，傳送到學生機上，從而減少了對所有學生機因不同需求反復安裝的麻煩。

2.3應用三：錄制實訓教學視頻

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在當前的影視教學過程中，創設虛擬實驗情境的課件大都是利用flashmx軟件制作完成，并將其分為運動拍攝以及固定拍攝兩種形式。其中固定虛擬拍攝比較容易操作，首先通過矢量圖將現場拍攝的實際情景模擬展現出來，包括里面的人物動作以及攝像機的具體擺放位置，并將所有攝像機設置成為按鈕，然后再將已經拍攝完成的視頻材料通過超級鏈接連到已經設置完成的按鈕之上，這樣就算是完成了固定拍攝的實際虛擬實驗。不過在制作該課件過程中，經常容易碰到的問題是為了改善教學，一般情況下，在虛擬實驗之中都要求學生對其操作流程進行實時有效的反饋，但由于在影視教學過程中需要使用大量的視頻教材，這勢必會整個課件觀看速度造成一些負面影響。所以，為了有效的解決掉這個問題，當前在制作課件時，大都采用flv格式的視頻教材，這就在一定程度上確保了課件的自然順暢性。

而相比之下，要想實現運動拍攝的效果，其過程以及操作就會顯得較為復雜，需要學生依據它的實際變化而進行相應的鼠標跟隨，并將鼠標位置同圖片序列有機的綁定起來。

⑴創設一種合適的拍攝場景。通過使用計算機中的圖形功能，簡單的創設一個拍攝場景，并且包含人物的實際位置與動作、攝像機的具體擺放位置以及視頻框等內容。此外，還應依據一定標準將視頻框同攝像機位相對應起來。

⑵為按鈕添加一些相應的動作，并將操作效果實際模擬出來。首先要依據一定流程，來為鼠標制定一些跟隨效果，并將拍攝中攝像機位地變化情況模擬出來。其實際的操作方式可以簡單概括成為：將虛擬情境中的機位2改設成為影片元件，然后在為其添加一些特定的動作腳本，同時實現鼠標的有效跟隨。具體操作如下：

第一，當在操作過程中，完成“點擊”機位2之后，實施以下動作，amera2一mc．onPress=function()

第二，將機位2跟隨鼠標移動，并確保其在約束的范圍之內，同時也要有效的防止和避免鼠標滑出虛擬模擬的場景。

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關鍵詞：虛擬實際　;職業學院　;會計教學

職業學院本身的學習時間相對較短，學生基礎知識不是非常扎實，他們在會計專業的學習上未免會存在畏難的心理，導致不能對一些原理進行深入的體會，不僅影響了他們對會計的學習興趣，還會影響他們對職業資格證書的考取。職業學院的學生畏難的原因可以說是多元化的，然而教學方式的守舊也是其中一個比較重要的方面。雖然，我國在強調課程改革的過程中對職業學院的教學方式進行改革，也獲取一些成效，然而在會計教學中仍然存在一些照本宣科、填鴨式的教學方式，正是因為這樣，才更加需要創新教學方法，更新教學理念，不斷深入的學習會計的原理，只有這樣才會在課堂上取得良好的效果。“虛擬實際”就是結合會計科目的特點，利用思維擴展來開展教學和學習，是一個非常適合的教學方法。

一、“虛擬實際”教學方法的內涵

1.“虛擬實際”教學方法的定義。所謂“虛擬實際”就是想象，但和一般的想象有著很大的差異，其具備兩個特點，第一就是不能脫離實際情況，是和實際緊密聯系在一起的，虛擬的事情是已經發生或者可能要發生的，第二就是虛擬是要具備可操作性的，因此“虛擬實際”是根據實際而作的虛擬。這樣一來，就可以創設情境，讓學生根據這些情境來構建會計知識體系，拓展學生的思維，讓他們能夠在發散的學習中收斂，獲得理論和實踐的深度結合。虛擬實際教學方式就是讓學生根據自己了解的實際情況來虛擬經濟活動，并讓學生虛擬的參與到這些經濟活動中來，運用會計的方法來記錄這些經濟活動。當然，有些經濟活動的記錄學生并不是十分熟悉，但是學生對經濟活動本身應該是熟知的，這樣教師教授的方法就不一樣，這樣教師只需要交給記錄經濟活動的方法或者規則，讓學生由熟悉的情境向不熟悉的知識轉變，學生的主動性就會加強，這樣比單純的教學更加具有吸引力，不僅轉變了學生被動學習的狀態，還讓學生從原來的被動轉化現在的主動。2.虛擬實際教學的優點。虛擬實際教學在會計專業課程中進行使用，具有以下幾個優點：一是可以消除學生的畏難情緒，會計的學習難度大并不是因為會計知識體系本身多難，而是學生是否愿意學習，如果他們不愿意學習，那么再簡單的科目也是難的；二是調動了學生的學習積極性，教學的目的首先就是讓學生能夠接受課程的安排，創設一個虛擬的經濟環境，從他們熟悉的事物上著手，使他們更加易于消化和吸收；三是符合學生學習的記憶特點，學生如果采用的理解記憶的方式比那些機械記憶更加具有效果，學生記得更加持久；四是符合循序漸進的學習規律，人們對知識的掌握是一點點的積累的，是從低到高，由少積多的，結合這種方式可以采用漸進的方式讓學生掌握更多的會計方法；五是解決了實訓的瓶頸問題，會計的就職范圍是很寬泛的，但是任何企業都不會輕易為學生提供實習的機會，運用這種方式讓學生提前熟悉會計工作環境，讓他們可以更好的應對工作崗位。

二、“虛擬實際”教學方法的意義及應用步驟

1.應用虛擬實際會計教學方法的意義。會計是一門實踐性教學，但是在教學的過程中有大量的真實的經濟數據不太現實，所以教師應該盡可能多的本著實踐的原則進行教學，讓職業院校培養出與社會接軌的人才。虛擬實際教學方法恰好了彌補了會計教學中的弱點，讓學生在虛擬的實際中將發生的事情或者將要發生的事情模擬出來，創設這樣的情境，讓學生領悟教學的內容，這樣就可以彌補學生實踐的不足。職業學院中不是所有的學科都可以采用虛擬實際的方法進行教學，但是會計作為一門注重實踐的學科，采用這種方法可以收到比較好的效果。一方面，會計主要是記錄經濟活動的工作，即會計只記錄已經發生的經濟活動，不需要進行額外的創新性活動，所以會計專業的教學不需要培養創新型人才；另一方面，會計是建立在經濟活動之上的，任何個人都可以參與經濟活動，對學生來說比較熟悉。越來越多的教學經驗表明，會計在開展教學過程中，并不是每一節課都需要虛擬實際，只有那些理解起來比較困難，內容較多的教學內容，才適合運用這種方法，所以各個職業學校可以根據課程本身的特點，結合虛擬實際的教學方法，幫助學生加快理解，更好的掌握會計的準則。2.虛擬實際教學法的使用步驟。虛擬實際教學方法的使用步驟：第一，要消除學生的畏難情緒，建立學生學習的信心。事實上，很多時候學生不是學習了才感覺會計難學，而是聽到同校的高年級同學說比較難學，于是就造成了學習不積極的畏難心理，因此，實施適合的教學方式之前并不是要教授學生怎么學習知識，而是要消除他們的畏難心理，從而建立積極學習和愿意學習的信心。第二，要求學生按會計借貸的方式記錄自己的消費，借貸內容可以是真實的情況，也可以是虛擬的，任何一個學生都是經濟活動的主體，他們每天都在發生著與自己相關的經濟活動，所以讓他們養成學習即運用的習慣，就會加強他們對會計基本規則的理解和掌握。第三，可以讓學生虛擬到一個小商店做會計，小商店是要比學生自身的經濟情況復雜，每天要進貨、賣貨，還有房租和水電費，小商店一般沒有職業的會計，一般都是由老板自己來處理，學生通過對虛擬的小商店進行會計記錄，了解會計業務的實際操作，熟悉會計實踐。第四，要求學生想象是一家大型超市的會計，比起小商店，大型超市又多了更多的業務，不僅僅在規模上有所擴大，在處理會計實務上也相應的增加了銀行和稅務的情形，這就讓學生要熟悉稅務知識和銀行知識，學會如果處理與此相關的實務。第五，要求學生虛擬一個貿易公司的專職會計，貿易公司和超市有相同的地方，也有差異，這里面就多了一項大宗買賣的交易，這些交易如何記錄，就是在虛擬實際中應該重點學習的。第六，要求學生虛擬一個小型加工廠的會計，因為會計的行業從業的方向比較廣，不僅在商業領域，也可能出現在加工制造領域，但是方法都是相同的，但是加工制造會涉及到很多小零件的價格和成品的價格記錄，所以需要學生自己通過虛擬來達到熟悉各個領域的會計工作。第七，要求學生虛擬股份公司的會計，股份公司比一般的獨資公司的區別就在于對利潤的分配，這是股份公司特有的會計實務。

三、結語

會計實務是隨著行業的不同而有所改變的，對于職業學院的學生來說，他們不可能從事多個行業去體驗會計實務，這就需要教師在采用教學方法的時候采用虛擬實際，讓學生通過虛擬體驗會計實踐，加強對知識的理解和彌補實踐機會的不足，只有恰當的運用虛擬實際的教學方法，結合教學內容的實際情況，才能發揮更好的效果。

作者:王穆娟 單位:南昌理工學院

參考文獻：

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[4]牛彥秀.關于高校本科會計教育改革的思考[J]．安徽商貿職業技術學院學報，2005（2）.

篇7

【關鍵詞】虛擬現實;虛擬教學系統;建模

一、引言

虛擬現實技術（VR）是一門快速崛起的新型技術，它的出現對教育產生了深遠的影響，改變了以往的一些教學觀念和教學模式，開拓了現行教學手段的發展空間，為教學的創新提供了廣闊的空間[1]。使我們教學工作和科研可以遵循“低成本、高性能”的原則，從軟件、硬件上展開，逐步實現教學系統的動態環境建模技術、實時三維圖形生成和顯示技術以及三維交互系統的研制。

二、虛擬現實技術應用于教學科研的實現方法

首先利用現有的軟硬件、網絡環境和教學資源，包括各種相關技術專家和開發人員。本著自主研發和合作相結合的方向，完成各類醫學和生物學教學場景虛擬實現和模型建立，從而完成相應的模型數據庫的建設，根據不同的教學目標、科研方向和需求，逐步完善各學科教學課件的整合工作，包括醫學診治方案和試驗場景再現的制作和標準化工作[2]。以期達到最佳的教學效果和目的。醫學與其它學科不同，針對的對像是復雜的人體。因此其操作回饋，除去視覺之外，目前還沒有太好的解決方案。即使在國外，亦沒有多少可以借鑒的案例，要摸索的東西多。針對這些問題，最好的解決的方案是立足現有條件，從實際使用的可能性出發，制作不必求全求大，針對教學中的問題，用VR系統實現作精、作透。對于能夠模擬的，盡量模擬，無法模擬的，則想辦法模仿。虛擬教學系統應遵循合理整合現有軟硬件資源，本著實用性，高效性，前瞻性的原則進行開發和研究。

1.利用虛擬現實技術，對學生進行技能訓練。

虛擬現實的沉浸性和交互性，使學生能夠在虛擬的學習環境中扮演一個角色，并全身心地投入到該學習環境中去，以達到動作技能類教學目標要求。利用虛擬現實技術，可以做各種各樣的技能訓練，如手術仿真，影像系統仿真，電子病歷模擬等各種職業技能的訓練[3]。學生可以反復練習，直至掌握操作技能為止。如學生利用虛擬教學系統做實驗，先閱讀實驗指導書的實驗說明和操作步驟，然后觀察虛擬教學系統中的演示實驗，再與模擬實驗的多媒體課件進行交互“操作”，控制實驗條件，采集實驗數據，論證實驗原理和規律，寫出實驗報告，分析實驗結果。學生在實驗過程中或實驗結束后，隨時可以由網上老師或計算機智能系統進行跟蹤與糾錯。

2.借助網絡的虛擬化實現輔助教學。

隨著虛擬現實技術以及網絡技術的日益發展，借助于網絡的虛擬化進行輔助教學，將是未來教育占據主導地位的一種全新教學方法、方式。建構主義主張學習情境和實際情境相結合，因為實際情境具有豐富性和生動性等特點，這對于學生高級認知能力的發展有促進作用。然而計算機教學的內容，特別是實踐教學因場所等限制不是每時每刻都可以進行，它有空間和時間等因素的限制。而虛擬現實技術可以打破時空的限制，為學生提供一種可在課堂和實驗室中就能找到的虛擬實現，還可以再現特定的環境。

3.構建虛擬現實的教學平臺。

本研究結合虛擬現實和互聯網技術，利用計算機教研室現有600臺微機和6臺服務器、創建.NET平臺，在B/S架構上逐步開發出適合進行智能型的、交互式、分布式、圖文并茂的教學軟件，并通過互聯網傳輸逼真的教學和學習環境。

4.虛擬現實技術在遠程教學中的應用

在遠程教學中，往往會因為實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因，而使一些應該開設的教學實驗無法進行[4]。利用虛擬現實系統，可以彌補這些方面的不足，學生足不出戶便可以做各種各樣的實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認識，加深對教學內容的理解。

圖1 模塊框架

三、虛擬教學系統實現的重點和難點

虛擬現實應用于教學中具有“減少實驗經費開銷”、“突破時空限制”等優點。在此基礎上比較當前實現虛擬現實的幾種解決方案，本項目并最終選擇基于Flex的虛擬現實技術這一解決方案：利用3DS MAX進行建模、通過MXML+Action Script語言實現旋轉、放縮等，并對該解決方案中的技術特性、方案可行性及應用于教學中的優勢進行剖析;最后，借助軟件工程的開發思想（準備階段、分析階段、設計階段、開發階段和實施階段），設計出一個虛擬教學系統，并結合結構學的應用案例對該系統的部分功能進行開發，為虛擬教學系統建設提供一個新的開發途徑和模式[5]。如對研究實體，通過3D MAX完成場景建模，再由VRML創建的三維虛擬現實場景，使學生通過網絡就可以直接瀏覽并交互。模塊框架如圖1所示。

具體技術路線為：

1.在.NET環境和B/S架構上建立教學虛擬現實系統平臺。

2.從計算機虛擬教學課件著手，到逐步實現不同學科的虛擬實現的過度。其中包括國家精品課程教學課件的聲、圖和影像的多維虛擬實現（其中包括醫學影像，電子病歷，LIS，HIS，RIS等。

3.逐步實現臨床診療（虛擬手術，仿真影響神經元信號傳導的因素等）的網絡虛擬教學和遠程仿真實現。

4.整合人工智能、仿真技術、圖形技術、顯示技術、傳感技術、網絡等多種技術于一體[6]。通過硬件設備，計算機和網絡技術的運用，實現聽覺、視覺、嗅覺等多維信息通道獲取信息的高級用戶界面，從而為數字化教學的構想提供保證，填補一些國內在虛擬教學領域的空白，培養教研室科研隊伍。

四、小結

虛擬現實技術是本世紀發展的重要技術之一，并發揮神奇的作用，二十一世紀將是虛擬現實技術的時代。而借助于虛擬現實技術，創建一個與現實社會逼真的虛擬學習環境，在這個學習環境中，知識以可視化的方式呈現，學習者可以進行自主學習，以自然的方式與學習內容交互，就是本研究的目的。

參考文獻

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[6]那一沙.教學設計研究綜述[J].西南交通大學學報，2013（3）：24.

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目前，院校的理論教學大多涵蓋有相應的實驗實習教學，隨著電子設備水平的不斷提高，學生學習內容日益豐富，學習者的任職教育標準逐步提高，教學實踐與實習設備的矛盾越來越突出。一方面，理論和原理知識繁雜抽象、難于理解掌握，另一方面，設備、裝備的掌握使用又建立在理論知識的理解基礎上，然而由于種種原因，實驗實習設備和實踐裝備短時期又難于配備齊全，無可避免地影響了教學計劃的全面實施。因此，探索缺少實驗實習設備情況下的教學措施和方法尤為重要。

2.指導原則

要合理開展實驗實習設備不足情況下的理論教學，既要把握實踐教學的宗旨，合理分配理論、實踐教學的課時比例。理論教學是主體，實踐教學是基礎理論的實際應用，要明確二者的主次地位。又要保證教學質量和良好的經濟效益。教學手段和方法要得當，確保教學任務的順利完成，又要能使有限的教學經費取得良好的效益。

針對院校理論教學演示環節的現狀，切實結合教學需求和學生學習狀況，正確處理好理論教學和演示環節的主次作用，全面合理開發虛擬實驗系統，要著重把握以下方面。

一是虛擬教學要貼近教學，針對教學實際需求。虛擬實驗系統要實現理論學習的主要演示功能，滿足教學和實習的實踐需求。虛擬實驗系統的開發應該將相關演示功能展現出來，體現教學需求相關操作和知識。二是虛擬教學要設計合理，功能完善。虛擬實驗系統雖然通過軟件編程模擬實際的功能，但要充分考慮理論知識的代表性實驗環節和設備使用的具體條件，虛擬仿真模型的建立要貼近設備實際。三是虛擬教學要滿足任職需要，全面提升學生素質。虛擬實驗仿真系統開發不能僅限于實現單一功能，應該結合實際開發相應系統的訓練程序，要滿足任職需要，促使學生得到全面的訓練。再者，虛擬實驗系統要在教學實踐中進一步充實完善。

電子設備更新速度較快，設計開發人員的技術水準逐步提高，學生在使用過程中會提出一些問題和建議，虛擬仿真系統針對某一教學需求開發，必須在使用中不斷更新完善，需要留有一定的擴展接口，為類似的教學訓練提供通用平臺，既要增加新功能，新模塊，又要提高系統的通用性和推廣性。一個項目的成功研制，要為以后研制其他類型的虛擬實驗系統提供技術儲備，以便推廣至其他類型的教學需求，提高其通用價值。

3.無線電虛擬實驗系統設計

3.1 設計目的

通信設備教學是培養通信人才的重要教學內容，是將原理知識與設備操作相結合的過程。通信設備水平在不斷提高，新裝備新技術的掌握，很大程度上取決于基礎理論知識的學習。電工無線電原理是無線電設備課程的理論基礎，涉及到電子元件、微機原理、電路分析、通信原理等方面，理論性強，復雜抽象，學生掌握難度較大。因此，建設機載無線電虛擬實驗系統能夠解決教學實踐與理論知識的矛盾，方便學生的理論學習，而且能夠節省大量的訓練經費，達到高效節省的目的。

3.2 設計方案

無線電虛擬實驗系統，是研究為適應無線電原理及設備教學而構建的模擬實驗系統，必須圍繞相關原理講解及設備使用，滿足不同期班、不同層次的教學需求。首先要準確定位，全面合理確定設計內容。以無線電課程的教學內容為主體，涵蓋相關原理、設備教學的全部內容，包括無線電元器件、電路分析、電子線路、通信相關理論等，仿真原理的主要工作過程，演示工作波形。其次要主次分明，原理和設備的比重合理分配。以基本原理為主線，圍繞無線電設備的使用，科學分配二者的比例。以原理知識作為基礎，無線電設備內容作為核心和學習重點，貫徹設備的使用為目的的宗旨。再者要針對教學對象特點，適合本院校學生使用。結合本院校學員的知識層次和培訓計劃，針對其特點，設定合適的難度、深度，既要演示相關的理論、設備工作波形圖，又要適合學生學習掌握。

無線電虛擬實驗系統主要包括無線電虛擬實驗系統基本架構、系統軟件兩部分的內容。無線電虛擬實驗系統軟件是該系統的主要部分，利用面向對象、虛擬儀器等技術手段，完成無線電虛擬實驗系統軟件的設計，主要功能包括：基本無線電原理、電臺通信原理的虛擬演示等。

從無線電設備的教學目的出發，設計無線電虛擬實驗系統，密切結合無線電設備相關的理論教學內容，以虛擬儀器為基礎，采用實用的基于PC的數據采集（DAQ）技術，開發系統及虛擬檢測軟件，以微機和局域網為基礎構成虛擬儀器實驗系統。采用LabVIEW或CVI軟件為開發平臺，根據相關需求設計儀器的測試功能，代替常規的儀器，如函數發生器、示波器、萬用表等，又能擴展成數字萬用表、溫度計、頻譜分析儀或邏輯分析儀等不同的儀器儀表。通過開發系統軟件來控制整個DAQ系統，完成采集原始數據、分析數據、輸出結果等流程，實現對相關電路、器件、設備等的虛擬測試演示，以微機和局域網構成硬件環境，建成虛擬儀器實驗系統。

系統建成后將配置多部虛擬實驗系統終端，可以輔助無線電設備課的理論教學，教師可以通過多媒體演示實例并講解其原理，代替實際儀器下的原理演示，提高學生對抽象理論的理解和掌握，能夠充分滿足通信專業的無線電理論教學需求，增強生動性、提高教學效果。

3.3 使用分析

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關鍵詞：虛擬教學系統；結構；功能

一、虛擬教學系統的內涵與特征分析

(一)虛擬教學系統的內涵

1.虛擬的內涵

什么是虛擬，虛擬可以看著是對現實的一種模仿、模擬、虛構等。在這里我們主要討論的是基于數字化技術的虛擬，數字化的虛擬是建立在現代數字技術的基礎上的一種具有時空超越性的虛擬。因此，我們把虛擬界定為：以數字化方式對自然事物或社會事務及其過程的模擬，其中也包括在客觀基礎上通過發揮人的想象力而產生的對于某些非現實的事物的數字化建構。數字化虛擬具有超現實的特征，但它不等于現實。

2.虛擬教學系統的內涵

虛擬教學系統是建立在虛擬現實技術基礎之上的，虛擬教學系統與傳統教學系統不同，它通過刺激多種感官，使人沉浸于其中，同時與這個逼真的環境進行交互，從而達到快速學習、真實體驗生活經驗和提高能力的目的。系統科學認為，系統結構是系統整體存在的基礎，結構的變化導致系統整體性能的變化，系統結構決定系統的功能。從系統科學的角度上來看，虛擬教學系統與傳統教學系統相比結構發生了變化，其中虛擬現實技術在虛擬教學系統中起著舉足輕重的作用；其次，從系統結構要素之間關系的變化來看，虛擬教學系統要素之間的相互作用和內在聯系更緊密更復雜。

(二)虛擬教學系統的特征分析

1.沉浸性(immersion)

沉浸性(immersion)又稱臨場感，指學習者感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。沉浸性是學習者對虛擬世界中的真實感，此種真實感將使學習者難以覺察、分辨出其自身正處于一個由計算機生成的虛擬環境中，沉浸性是使人具有逼真感之根本。建構主義學習理論提倡給學習者提夠真實的學習環境，使學習者主動形成意義建構，虛擬教學系統優勢就在于它能使學習者沉浸具有逼真感的三維立體學習環境中。這樣為學習者主動形成意義建構提供了可靠的保證。

2.交互性(interaction)

交互性(interaction)是指學習者對虛擬世界中的物體的可操作性，交互性不僅要有人機交互，更重要的是數字技術使人們通過網絡輕松實現人與人之間的溝通與交流。交互可以理解為一種雙向的交流，在教學過程中體現為學生與教師、學生與學習資源、學生與學生之間的相互交流。在虛擬教學系統中，通過學生與老師之間的有效交流，幫助學生將新知識同舊知識聯系起來，從而達到構建新的認知結構的目的。

3.構想性(imagination)

構想性(imagination)是指學習者在虛擬世界的多維信息空間中，依靠自身的感知和認知能力可全方位地獲取知識，發揮主觀能動性，尋求對問題的完美解決。研究和開發虛擬教學系統的根本目的旨在擴展人類的認知與感知能力，建立和諧的人機環境，在虛擬教學系統提供和諧的人機環境中，學習者主體地位充分得到體現。構想性強調虛擬現實技術應具有廣闊的可想象空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現真實存在的環境，也可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發生的環境。

4.多感知性(Multi－Sensory)

所謂多感知是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。從虛擬現實技術的發展角度上來看，理想的虛擬現實技術應該具有一切人所具有的感知功能。由于相關技術，特別是傳感技術的限制，目前虛擬現實技術所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種。

二、虛擬教學系統的結構探討

(一)虛擬教學系統的設計思路

虛擬教學系統的設計是建立在虛擬現實技術的基礎之上的，讓學習者沉浸具有逼真感的三維立體學習環境中是我們設計的主要目標之一。因此，我們的設計就是要在網絡環境下給學習者建立一個逼真的三維學習環境和情景，讓學習者開展自主性學習、協作性學習、探究性學習的學習思想下開發出來，充分利用三維學習環境和情景，通過漫游、協作、會話、研討，使學習者主動形成意義建構。

(二)虛擬教學系統的結構設計

虛擬教學系統的結構設計，主要是能給學習者建立一個逼真的三維學習環境，讓學生在“真實”的環境下學習。因此，本系統由虛擬角色、虛擬課堂、虛擬課外、虛擬實驗、虛擬社區等模塊組成。如圖1所示。

1.虛擬角色

在虛擬教學系統中，學習者可以設定或者選定自己喜歡的虛擬角色，如同三維游戲一樣，虛擬角色模塊能讓學習者有身臨其境的沉浸感，學習者能以第一人稱方式在虛擬教學系統中漫游，積極主動學習。

2.虛擬課堂

與傳統課堂相比，虛擬課堂模塊能給學生創建類似真實世界的三維場景，讓學生沉浸其中，讓課堂教學更加輕松、自然。

3.虛擬課外

眾所周知開展高質量的課外活動和課堂教學是一件很難的事情，其中一個重要的原因就是缺乏必要的場所和條件，而虛擬課外模塊能提供一切可能的學習條件。

4.虛擬實驗

虛擬實驗有成本低、無危險、功能全、網路化等優點。虛擬實驗模塊能給學生提供一種全新的實驗方式，在時間上，學生能隨時隨地地做實驗；在內容上，虛擬實驗提供的內容更加豐富；在方式上，虛擬實驗的方式更加靈活。

5.虛擬社區

在校學生缺乏社會生活經驗，我們可以通過虛擬社區模塊給學生創建真實的社會生活場景，例如爬山、野外露營、過馬路、購物、禮儀活動等。虛擬社區就如同一個社會大家庭，學習者可以在這里增加生活經驗、增長知識、豐富情感體驗，等等。

三、虛擬教學系統的功能探討

(一)虛擬課堂教學――全方位、多角度呈現方式

虛擬教學系統可以進行實物虛擬化，虛擬各種人物，創建虛擬課堂。利用虛擬教學系統。可以突破傳統教科書的限制，使每一位學習者都可以根據自己的學習特點，按照適合于自己的方式和速度進行學習。利用虛擬教學系統，使學生自主控制人機交互和身臨其境在虛擬場景中。利用虛擬教學系統，還可恰如其分地演示一些復雜的、抽象的、不宜直接觀察的自然過程和現象，全方位、多角度地展示教學內容。

(二)虛擬實驗教學――高效率模擬真實環境下的實驗

在教學中，由于受昂貴價格的限制而無法普及或有許多實驗是根本不可能做的，如果利用虛擬教學系統，建立虛擬實驗室，學習者身臨其境般的操作虛擬儀器，進行各種虛擬實驗。虛擬實驗既不消耗器材，也不受場地等外界條件限制，有絕對的安全性。因此，虛擬實驗可以解決在教學中，因為實驗設備、實驗場地、實驗安全性、教學經費等方面的原因而無法進行的教學實驗，從而提高實驗效率，有效節約教育成本。

(三)虛擬遠程教育――“真實”環境中遠程教育

虛擬教學系統在遠程教育中的作用尤為重要，在遠程教育中最大的難點就是師生之間交互難的問題。由于師生之間缺乏類似傳統教育中師生面對面的交流和交互，遠程教育中的學習者缺乏認同感和歸屬感，學習效率低下。而虛擬教學系統可以給遠程教育創造一個“真實”的教育教學環境，虛擬教學系統模擬真實的教學課堂和教學場景，學習者如身臨其境，能最大限度地找到認同感和歸屬感，從而提高學習效率。

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1虛擬技術的優越性

虛擬技術，簡單來講就是一臺普通計算機上模擬出若干臺電腦，而模擬出來的電腦可以不受干擾的獨立運行。虛擬機的虛擬硬盤是以計算機上VDI文件形式保存在真實計算機上的，因此對于虛擬機硬盤的讀寫操作實際上就是對虛擬機相關文件的修改，因此，虛擬機在硬件的底層操作是完全可以以假亂真、安全有效，如進行硬盤的分區和格式化，即使在操作過程中失誤，也不會產生其它影響。虛擬機具有一定經濟性，一個電腦能運行多個虛擬機，一個虛擬機可以安裝多個操作系統，減低了學校的投入成本。另外，在中職學校許多計算機課程中都需要不同的環境和不同的操作系統，虛擬機可以很好地滿足這一客觀條件，在不安裝所用系統和插件的環境下進行各種實驗操作，為教學提供了極大的便利，也激發了學生的學習熱情，提升了中職院校計算機教育整體水平。

2虛擬技術的必要性

在長期的研究和實踐當中，我們對于虛擬機的認識有了很大的提升，也總結出了虛擬技術對中職計算機教育的必要性。首先，虛擬技術打破了學生傳統學習中的二維限制，即時間和空間的限制。在我們以往的教學當中，特別是計算機網絡課程中，必須要有大量的網絡設備來做支撐，但是由于一些學校基礎設施的薄弱，學生們不可能有大量的時間來接觸網絡設備，基本上在下課之后就無法進行實驗了。虛擬機就不同了，它的經濟性和便捷性使學生用自己的電腦就可以安裝虛擬機，繼續進行實驗。其次，虛擬機可以讓學生自己進行編程，由虛擬機提供模擬的測試環境，安裝不同的操作系統，測試程序的健壯性。同時虛擬機又可以自己組建局域網，模擬出網絡環境，進行數據通信測試。最后，對于學校而言，正如前面所講，虛擬機很好地解決了學習硬件不足的限制，為學校解決了一大筆開銷，對學校的建設和發展都起到了重要的作用。

3虛擬技術在中職院校計算機教學中的應用

3.1計算機組裝與維護教學

中職院校的經費并不多，計算機設備相對較少，公共機房通常情況下都是各個專業共同使用，很少會有專用的機房用于家算計算計課程的教學。因此，計算機課程中的很多操作，如BIOS設置，就不能進行實踐的演示。虛擬技術的應用就很好地解決了這一問題，通過虛擬計算機獨立的硬件設備來進行相關的操作，由于不會影響到主機，因此就可以放心地進行破壞試驗。對于以往課程中那些不允許學生直接操作的情況，例如：磁盤的分區、格式化、重裝系統等容易出現破話問題的情況，機房大都不允許此類操作，那么在虛擬機的幫助下就可以完成以上操作，然后再進行恢復，而且不會出現任何問題。

3.2操作系統的教學

隨著社會對技能人才需求量越來越大，中職院校的計算機人才也慢慢得到了社會的認可，并且在社會上取得了突出的成績。當下，中職院校計算機教學的系統平臺是以windowXP、window7為主，掌握這兩種操作系統是學生必備的技能。在培養學生多種系統操作能力時，虛擬機是發揮著重要的作用。它不但能夠進行多種系統的安裝，而且具有良好的安全性。在操作系統的教學中，除了一般的操作，如常用Shell命令和Vi編輯器的使用，還有安裝Linux等較為危險性的操作，一旦操作不當，就可能造成數據大面積丟失。而在虛擬機情況下進行安裝，則不會出現這個問題。

3.3網絡實驗的教學

網絡實驗的教學一直是計算機教學中的難點。這是因為網絡實驗教學需要較高的試驗環境和試驗設備，在局域網組建。遠程共享等方面的試驗的技術也很難理解，必須依靠多臺計算機和多種設備作為基礎進行試驗教學。虛擬技術可以在學校硬件設備不足的情況下，通過虛擬機以及虛擬網絡相關參數文件進行共享，學生們就可以利用這些資源進行試驗，降低學生網絡試驗成本。網絡安全是虛擬技術中的重要一種，也是網絡試驗教學中必備的環節。過去，在缺乏硬件條件和虛擬技術的時候，老師只能根據課本用黑板書寫的方式來呈現教學內容，而通過虛擬技術不僅節省了硬件投入，而且更加的方便快捷，只需要直接在虛擬系統上植入病毒程序，讓其攻擊系統，學生就可以直觀地看到系統安全防護技術的作用，從而提高計算機教學的質量。

3.4試驗輔導與作業檢查

虛擬機軟件自帶有屏幕錄像功能，能夠自動地記錄和保持操作過程中系統的屏幕變化。老師可以制作試驗視頻課件，讓學生按照視頻的內容進行相應的操作。同樣，學生也可以根據這一功能的特點，將自己課堂中所作的操作作為視頻形式保存下來，既能以備日后重溫和檢查，也能讓老師根據自己操作的內容進行相應的指正與輔導。通過老師的檢查與指正，師生之間可以直觀的溝通與交流，使教師的教學質量和學生的實踐能力得到進一步提高。

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