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高校虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計研究論文
目前，大多數(shù)高校都使用了虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)軟件，但由于每個專業(yè)或課程的情況不同，購買虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)軟件所采用的工作環(huán)境、體系結(jié)構(gòu)、編程語言、開發(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”.主要面臨如下問題：（1）管理混亂，各種仿真實訓(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）可擴展性差，無法支持課程和相應(yīng)實驗的擴展；（4）各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)無法共享，容易形成“信息孤島”;（5）缺乏足夠的開放性；（6）軟件部署復(fù)雜，不同的軟件不能運行在同一臺服務(wù)器上。
1 虛擬仿真平臺的使用技術(shù)。
虛擬仿真實訓(xùn)平臺中操縱不是真實的實訓(xùn)設(shè)備和儀器 , 而是使用軟件虛擬仿真出來的實訓(xùn)設(shè)備。但是虛擬設(shè)備與真實設(shè)備具有一樣的屬性及功能特點。基于 WEB 方式的虛擬仿真實訓(xùn)平臺可以讓學(xué)生在不同時間不同地點都能通過互聯(lián)網(wǎng)進行實訓(xùn)，因此，基于 WEB 的 B/S 模式是實現(xiàn)虛擬仿真實訓(xùn)平臺的趨勢。
2 虛擬實訓(xùn)的實現(xiàn)方法。
虛擬實訓(xùn)實現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容包括：建立共享型實訓(xùn)教學(xué)資源庫、建立共享型數(shù)據(jù)庫、能夠支持教師與學(xué)生之間的溝通交流、可靠的安全機制、協(xié)同虛擬環(huán)境實現(xiàn)技術(shù)、面向?qū)ο缶幊谭椒ǖ膶崿F(xiàn)。
在設(shè)計虛擬實訓(xùn)室應(yīng)當考慮如下：（1）虛擬實訓(xùn)室的設(shè)計應(yīng)考慮友好的操作頁面并且注重交互性；（2）虛擬實訓(xùn)室系統(tǒng)的運行應(yīng)遵循安全性和可靠性原則；（3）虛擬實訓(xùn)室的軟件系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可拓展性和可維護性，在實訓(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 虛擬仿真實訓(xùn)平臺的設(shè)計。
3.1 設(shè)計原則。
虛擬仿真實訓(xùn)平臺設(shè)計依據(jù)互動性、易用性、實用性、經(jīng)濟性、可拓展性，可維護性的原則來設(shè)計。充分結(jié)合三維模型構(gòu)建技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、實驗場景虛擬構(gòu)建技術(shù)、信息安全技術(shù)、網(wǎng)站建設(shè)技術(shù)。虛擬仿真實訓(xùn)平臺采用 ASP.NET（C#） 語言編寫 , 數(shù)據(jù)庫采用 SQLSERVER2005.
3.2 總計設(shè)計。
虛擬仿真實訓(xùn)平臺是基于實訓(xùn)項目系統(tǒng)。 WEB 服務(wù)器是后臺服務(wù)器與客戶端瀏覽器之間的橋梁，學(xué)生通過瀏覽器登陸虛擬仿真實訓(xùn)平臺，用戶認證服務(wù)器驗證用戶身份，頒發(fā)在線實訓(xùn)平臺網(wǎng)站數(shù)字證書。學(xué)生通過瀏覽器請求實訓(xùn)服務(wù) ,WEB 服務(wù)器根據(jù)請求服務(wù)發(fā)給虛擬仿真實訓(xùn)服務(wù)器，再由實訓(xùn)后臺服務(wù)執(zhí)行相應(yīng)的訓(xùn)練業(yè)務(wù)邏輯處理。
實訓(xùn)項目數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于存儲實訓(xùn)項目相關(guān)數(shù)據(jù)、用戶使用的信息數(shù)據(jù)、項目的信息數(shù)據(jù)、服務(wù)器設(shè)備的信息數(shù)據(jù)等實訓(xùn)項目的數(shù)據(jù)管理工作 , 包括實訓(xùn)項目相關(guān)數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、查詢、修改等功能。
虛擬仿真實訓(xùn)平臺的開發(fā)采用 MVC 的設(shè)計模式及把業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)層、表示層分開。系統(tǒng)做到低藕合 , 即某功能模塊的業(yè)務(wù)邏輯發(fā)生改變也不會對其它功能模塊造成任何影響。系統(tǒng)采用分工協(xié)作開發(fā) , 實現(xiàn)系統(tǒng)的快速開發(fā) , 同時系統(tǒng)也達到高穩(wěn)定性、可擴展性和可維護性的標準。
遵循上述設(shè)計原則 , 將虛擬仿真實訓(xùn)平臺系統(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 虛擬仿真實訓(xùn)平臺的模塊設(shè)計。
平臺的主要模塊及功能如下：
站：包括學(xué)院實訓(xùn)信息及動態(tài)，實訓(xùn)教學(xué)安排情況，各課程的實訓(xùn)內(nèi)容介紹等信息的發(fā)布。
實訓(xùn)教學(xué)資源庫：包括各課程實訓(xùn)教學(xué)資源，包括實訓(xùn)指導(dǎo)書，任務(wù)書，具體的實訓(xùn)內(nèi)容及步驟的文字，視頻資源。
實訓(xùn)教學(xué)管理：包括實訓(xùn)教學(xué)的安排，實訓(xùn)教學(xué)計劃，實訓(xùn)地點的管理，各實訓(xùn)室的介紹。
實訓(xùn)教學(xué)互動答疑：課前課后學(xué)生與教師的互動平臺，學(xué)生可以在此模塊下進行提問，教師可以對學(xué)生進行輔導(dǎo)答疑。
實訓(xùn)教學(xué)效果評估：學(xué)生可以通過此模塊了解到自己的實訓(xùn)成績，并且此模塊可以通過對學(xué)生的實訓(xùn)成績進行統(tǒng)計與分析，總結(jié)出學(xué)生掌握實際操作的薄弱環(huán)節(jié)。
4 結(jié)束語。
虛擬仿真實訓(xùn)平臺的建設(shè)對高職院校的信息化建設(shè)的完善有著支撐作用，對高職院校的實訓(xùn)教學(xué)的管理以及實訓(xùn)教學(xué)水平的提高有著輔助及推動作用。
參考文獻：
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