摘 要：近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)在職業(yè)教育中開(kāi)始進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中使用虛擬仿真技術(shù)能夠有效的解決一系列突出問(wèn)題，如危險(xiǎn)性大、真實(shí)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)費(fèi)用高、環(huán)境污染、個(gè)性化導(dǎo)訓(xùn)、智能化考試等。我國(guó)的職業(yè)教育已進(jìn)入了發(fā)展的關(guān)鍵階段，開(kāi)發(fā)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，將虛擬現(xiàn)實(shí)（ Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR技術(shù)） 技術(shù)運(yùn)用于職業(yè)教育，是解決當(dāng)前職業(yè)教育實(shí)踐教學(xué)需求大、渠道窄、有效性不強(qiáng)、資金短缺等問(wèn)題的重要途徑。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.209

目前，大多數(shù)高校都使用了虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件，但由于每個(gè)專業(yè)或課程的情況不同，購(gòu)買虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件所采用的工作環(huán)境、體系結(jié)構(gòu)、編程語(yǔ)言、開(kāi)發(fā)方法等也各不相同。由于學(xué)校管理工作的復(fù)雜性，各院校甚至院校內(nèi)各專業(yè)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件建設(shè)大都自成體系，各自為政，形成了“信息孤島”。主要面臨如下問(wèn)題：（1）管理混亂，各種仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件缺乏統(tǒng)一的集中管理；（2）使用不規(guī)范，缺乏統(tǒng)一的操作模式和管理方式；（3）可擴(kuò)展性差，無(wú)法支持課程和相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展；（4）各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)無(wú)法共享，容易形成“信息孤島”；（5）缺乏足夠的開(kāi)放性；（6）軟件部署復(fù)雜，不同的軟件不能運(yùn)行在同一臺(tái)服務(wù)器上。

1 虛擬仿真平臺(tái)的使用技術(shù)

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中操縱不是真實(shí)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備和儀器，而是使用軟件虛擬仿真出來(lái)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。但是虛擬設(shè)備與真實(shí)設(shè)備具有一樣的屬性及功能特點(diǎn)。基于WEB方式的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可以讓學(xué)生在不同時(shí)間不同地點(diǎn)都能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，因此，基于WEB的B/S模式是實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的趨勢(shì)。

2 虛擬實(shí)訓(xùn)的實(shí)現(xiàn)方法

虛擬實(shí)訓(xùn)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容包括：建立共享型實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源庫(kù)、建立共享型數(shù)據(jù)庫(kù)、能夠支持教師與學(xué)生之間的溝通交流、可靠的安全機(jī)制、協(xié)同虛擬環(huán)境實(shí)現(xiàn)技術(shù)、面向?qū)ο缶幊谭椒ǖ膶?shí)現(xiàn)。

在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)訓(xùn)室應(yīng)當(dāng)考慮如下：（1）虛擬實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮友好的操作頁(yè)面并且注重交互性；（2）虛擬實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)遵循安全性和可靠性原則；（3）虛擬實(shí)訓(xùn)室的軟件系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可拓展性和可維護(hù)性，在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容發(fā)生改變或?qū)嵱?xùn)內(nèi)容有所增加的情況下能方便的做出調(diào)整。

3 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)依據(jù)互動(dòng)性、易用性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可拓展性，可維護(hù)性的原則來(lái)設(shè)計(jì)。充分結(jié)合三維模型構(gòu)建技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景虛擬構(gòu)建技術(shù)、信息安全技術(shù)、網(wǎng)站建設(shè)技術(shù)。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)采用ASP.NET（C#）語(yǔ)言編寫，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL SERVER2005。

3.2 總計(jì)設(shè)計(jì)

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是基于實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目系統(tǒng)。 WEB服務(wù)器是后臺(tái)服務(wù)器與客戶端瀏覽器之間的橋梁，學(xué)生通過(guò)瀏覽器登陸虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，用戶認(rèn)證服務(wù)器驗(yàn)證用戶身份，頒發(fā)在線實(shí)訓(xùn)平臺(tái)網(wǎng)站數(shù)字證書。學(xué)生通過(guò)瀏覽器請(qǐng)求實(shí)訓(xùn)服務(wù)，WEB服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求服務(wù)發(fā)給虛擬仿真實(shí)訓(xùn)服務(wù)器，再由實(shí)訓(xùn)后臺(tái)服務(wù)執(zhí)行相應(yīng)的訓(xùn)練業(yè)務(wù)邏輯處理。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)、用戶使用的信息數(shù)據(jù)、項(xiàng)目的信息數(shù)據(jù)、服務(wù)器設(shè)備的信息數(shù)據(jù)等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)管理工作，包括實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、查詢、修改等功能。

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)采用MVC的設(shè)計(jì)模式及把業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)層、表示層分開(kāi)。系統(tǒng)做到低藕合，即某功能模塊的業(yè)務(wù)邏輯發(fā)生改變也不會(huì)對(duì)其它功能模塊造成任何影響。系統(tǒng)采用分工協(xié)作開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速開(kāi)發(fā)，同時(shí)系統(tǒng)也達(dá)到高穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性的標(biāo)準(zhǔn)。

遵循上述設(shè)計(jì)原則，將虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)從邏輯上分為門戶層、服務(wù)應(yīng)用層、核心服務(wù)層、服務(wù)支撐層、數(shù)據(jù)層。

3.3 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的模塊設(shè)計(jì)

平臺(tái)的主要模塊及功能如下：

門戶網(wǎng)站：包括學(xué)院實(shí)訓(xùn)信息及動(dòng)態(tài)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排情況，各課程的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容介紹等信息的發(fā)布。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源庫(kù)：包括各課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源，包括實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，任務(wù)書，具體的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及步驟的文字，視頻資源。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理：包括實(shí)訓(xùn)教學(xué)的安排，實(shí)訓(xùn)教學(xué)計(jì)劃，實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)的管理，各實(shí)訓(xùn)室的介紹。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)互動(dòng)答疑：課前課后學(xué)生與教師的互動(dòng)平臺(tái)，學(xué)生可以在此模塊下進(jìn)行提問(wèn)，教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)答疑。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果評(píng)估：學(xué)生可以通過(guò)此模塊了解到自己的實(shí)訓(xùn)成績(jī)，并且此模塊可以通過(guò)對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，總結(jié)出學(xué)生掌握實(shí)際操作的薄弱環(huán)節(jié)。

4 結(jié)束語(yǔ)

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)對(duì)高職院校的信息化建設(shè)的完善有著支撐作用，對(duì)高職院校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)的管理以及實(shí)訓(xùn)教學(xué)水平的提高有著輔助及推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：管煜（1985-），男，湖南祁東人，本科，助教職稱，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件。