航空醫學論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇航空醫學論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.1 寫作的主題，來源于以下幾個方面：總結性的文章，包括日常工作中的各種發現，經驗總結，有意義的個案等，屬于回顧性的；而前瞻性研究，是在文獻綜述的基礎上進行科研設計，通常是大樣本、雙盲、隨機、對照的設計，對科研結果進行歸納總結、演繹推理，然后才有針對某一方向的研究文章，一般是科研論文，有較高的學術價值。不論是哪一種類型的主題，看書、看雜志、復習文獻是產生寫作的基本動因。

1.2 組織文章的結構時，要充分考慮投稿的要求。醫學雜志屬于科技期刊，對稿件的總體的要求大致相同。文章結構的通用模式是IMRAD，即引言(Introduction)、材料和方法(Materials and Methods)、結果(Results)和(and)討論(Discussion)。臨床研究的文章以臨床資料來代替材料與方法。除此之外，為了節省編輯部和讀者的寶貴時間，上個世紀60年代國外首先提出科技論文應附摘要，《中華醫學雜志》(CMJ)英文版1972年也提出要求附摘要。但是，在寫論文之前，最好還是好好閱讀雜志編輯部對稿件的要求，或者叫做稿約說明，稿約一般在雜志每年的第一期。論文的具體寫作方法這里不再贅述。

2 要結合療養院工作的性質，突出療養醫學論文的特點。療養院不同于治療醫院，不是干部休養所，更不是托老院。療養院與治療醫院有明顯不同的地方。從性質上來說，療養院是利用各種療養因子，對人體健康起促進作用，對疾病起康復作用，達到防病治病的機構。從治療手段來說，醫院是利用藥物、手術等為主要方法，對病人進行治療，達到挽救生命、消除病痛的目的。從服務對象來看，療養院是以健康休養員和患慢性疾病的療養員為主要服務對象；而醫院是以患者／病人為主要服務對象。因此，療養院的性質決定了療養治療手段的特殊性。

干部休養院（所）是離退休干部離開工作崗位后一定時期居住和生活的地方，它的選擇要交通便利、醫療保障充足，具有居家生活的特點。而療養院通常選擇風光秀麗、氣候宜人自然療養因子豐富的區域建造；而且療養生活通常有一定的療養期限。療養院擔負著療養康復的任務，干部休養所一般不具備這一功能。由于療養院所處的地域不同，經緯度不一樣，療養區的療養因子也各不相同。根據療養因子不同，把療養院稱礦泉療養院、海濱療養院、湖濱療養院、山地療養院、森林療養院、草原療養院等。例如，鼓浪嶼療養院是一個什么單位呢?是以海濱自然療養因子為基礎，以現代療養理論為指導，在合理的生活制度安排下，為增進部隊指戰員體質、傷后康復、疾病防治的醫療保健機構。療養院的醫護人員所從事的業務工作，涉及臨床醫學、療養學、康復醫學、預防醫學、心理學、醫學氣象學等許多學科的內容，如果擔負著特殊勤務的療養任務，還需要航空生理、潛水生理的專業知識，也就決定了療養院撰寫學術論文內容的特點。

3 要緊密聯系療養工作的實際，總結療養工作經驗，探索研究成果，推廣具有普遍指導的療養方法。療養學是研究自然理化因子為主的各種療養因子的性質，療養因子對人體的作用機制，以及利用這些因子預防和治療疾病，增強體質，促進機體康復的學科。特色是突出療養和療養因子。在自然療養因子的研究方面，如“鼓浪嶼療養地開展沙療的可行性分析”，文章探討鼓浪嶼療養地沙溫與氣溫的關系，夏秋季節不同月份沙溫的變化，以及天氣情況對進行沙浴的影響。通過分析，得出了鼓浪嶼療養地夏秋季節的氣候條件、海沙溫度適合進行沙浴療法的結論。在療養因子的作用機制方面，如 “沙療對兔膝骨關節炎治療作用的實驗研究”，通過研究沙浴對兔膝關節骨性關節炎關節周圍血流、膝關節滑膜及軟骨的病理改變的影響，得出了沙療能增加治療部位的血流，改善局部血液循環，促進炎癥的消退，對正常關節無不利影響的結論，為中老年人膝骨關節炎的沙浴治療提供依據。在療養因子的利用方面，如“沙浴療法對中老年膝骨關節炎療效觀察”，選擇夏秋季節晴朗天氣情況下，在鼓浪嶼療養地天然海沙灘上利用清潔干熱的海沙包埋患肢30min～40min，觀察沙療過程中病人反應和療程結束前后疼痛、活動能力等進行評價，得出在適當的沙溫條件下進行限定時間的沙療對膝骨關節炎的治療效果確實，也是安全的，值得有條件的海濱療養院推廣應用的結論。

篇2

隨著自動化技術、計算機技術和網絡通信技術的飛速發展和廣泛應用，論文工業過程的智能化、自動化監測與控制系統的應用日益廣泛．單片機系統由于其抗干擾性能較好被大量應用到工業過程控制的各個領域。因為工業現場環境較惡劣，單片機系統在使用過程中通常會出現一些設計時想不到的新情況、新問題，這就需要進一步修改和完善．因此，有必要設計一套單片機綜合實驗系統，根據工業現場反饋的各種問題，隨時對系統中的功能模塊進行實驗研究和分析，解決工程實際問題．本文設計的這套單片機綜合實驗系統具有自動采集多路模擬量、對采集的數據進行處理和顯示、根據設定的參數自動調節和控制輸出、與計算機進行遠距離數據通信等功能．

1系統組成及工作原理

綜合實驗系統主要由以下幾部分組成：89C51單片機及其仿真系統，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉換模塊，數據存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時鐘模塊，看門狗電路模塊，FP—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計算機，其組成框圖如圖1所示．系統采用89C51單片機作為主控芯片，A／D轉換模塊將多路模擬信號轉換為數字信號；外部數據存儲模塊為該系統采集的數據提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設置和調節系統參數；日歷時鐘芯片不僅可以給系統提供準確的時間，而且為系統提供掉電保護功能；看門狗電路模塊為系統提供了精確復位和低電壓監控功能，一旦系統出現故障或程序跑飛，它就可以在超時周期之后使CPU復位，提高系統的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數據、系統時間等；兼容RS485和RS232兩種協議的全雙工串行通信接口，可以與上位計算機進行遠(約1200m)近(約15m)距離的數據通信[1]；上位計算機將接收的數據進行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數據文件，按照用戶的具體要求作進一步的數據分析和處理，同時發送控制參數，對被測對象的溫度、壓力等進行控制和調節．

2系統硬件設計

2．1單片機仿真系統

單片機仿真系統可以模擬CPU在仿真機上運行用戶程序(程序和數據存儲器借用仿真機的)，也可以連接外部電路來實現動態監測與控制功能．仿真機一般都具有單片機的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區、鍵盤等；具有單步、設置斷點(以便隨時觀察內部各RAM、特殊功能寄存器的數據變化)、連續運行用戶程序的功能[2]．

監控程序放置在仿真機內，要仿真的CPU器件位于仿真機外仿真線的端頭，畢業論文更換不同的仿真頭和CPU，該機可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機，該機的調試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機進行編程和調試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當程序調試順利通過才將程序寫入芯片，編程方便且節省時間．

2．2傳感器的選擇及信號變送電路的設計

傳感器作為系統的感知器件，直接影響著系統的精度和穩定性．本實驗系統中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標準應變式壓力傳感器，它具有精度高、響應速度快、分辨率高等特點．傳感器接El電路的設計采用了模塊化設計方法，設計了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進行放大，同時為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強的高精度運放OP07，其特點是輸入失調電壓較高、溫漂較小、開環電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經10位A／D轉換器TLC1543轉換成數字信號后，送人89C51進行處理．

2．3通信模塊的設計

計算機(PC)串行通信端口是RS232負邏輯電平，該實驗系統上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進行點對點通信，也可以通過RS485總線進行多機通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個綜合實驗系統，總體布局如圖2所示．所以實現計算機和該實驗系統之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實現計算機和該實驗系統之間的遠距離通信，則必須將RS232電平轉換為RS485電平后，才可將實驗系統掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉換原理如圖3所示，通過MAX485的差動輸入(A、B)與RS485總線相連進行信號的收／發，由于RS485總線上只能進行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發送線外，還有一個信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側，通過PC的請求發送(RTS)來控制．

2．4串行總線I*2C

I*2C總線是PHILIPS公司開發的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時鐘線SCL和串行數據線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個IC器件與微處理器之問的數據交換．該實驗系統采用具有IC總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實時時鐘芯片PCF8563，由于單片機89C51自身沒有IC總線接口，所以采用軟件合成IC總線與它們相接．

IC串行總線與并行總線的最大區別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而IC總線利用數據傳送中的前幾個字節傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，IC串行總線正在逐步取代傳統的并行總線．．5抗干擾設計

工業監控現場工作環境一般較差，干擾較嚴重，為了保證系統可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業監控現場可能產生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統進行抗干擾設計．硬件抗干擾設計主要包括：對電源噪聲進行濾波、大功率驅動電路接口進行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優化電路板的布線、看門狗監控等；軟件抗干擾設計主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復、數字濾波、求平均值等．

對于數據輸入通道的干擾，采用軟硬件結合的方法進行濾波．當存在隨機干擾而使被測信號中混入了無用成分時，碩士論文首先經過一個時間連續的RC濾波電路，再經A／D變換成二進制數字量后，進行數字濾波．因為硬件濾波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．

在控制強電設備的開關量輸出通道中，為防止現場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監控系統，采用了光電隔離技術．因為光信號的傳輸不受電場、磁場的干擾，可有效地防止干擾信號因耦合而進入系統，達到電氣隔離的效果．

3系統軟件設計

系統軟件包括單片機軟件和PC機軟件．單片機軟件采用模塊化結構，利用MCS一51匯編語言編寫．根據要實現的功能，該軟件由主程序以及數據采集、A／D轉換、數據通信、日歷時鐘編程、鍵盤中斷調控、液晶顯示、D／A轉換、數碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統程序流程圖如圖4所示．

PC機軟件的主要功能是對單片機系統采集的數據進行存儲、處理、動態模擬顯示、報表繪制、打印輸出等．PC機軟件采用VisualBasic6．0編寫，醫學論文PC機與單片機之間的實時通信程序主要是通過計算機的串行通訊口進行數據的實時采集和雙向通信，此外，PC機程序還將單片機采集過來的數據按照用戶的具體要求進行動態顯示、數據統計、生成報表和數據文件等，并對不同情況下得到的數據進行對比分析，總結出變化規律．

4實驗結果與分析

為了測試該系統的實時性，將5臺綜合實驗系統與工業計算機組成分布式多機通信系統，單片機串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2400bps，一幀數據采用5個字節(其中數據占2個字節是因為A／D轉換結果是10位)的格式，如表1所示．5臺實驗系統各采集一次數據給PC機傳送時，理論上連續發送速率為2400／(10*5*5)===9．6次／s．經過測試發現，計算機在120ms后收到了5臺綜合實驗系統發送的共250位數據，實際發送速率約為8次／s，這是因為有狀態轉換和等待時間；為了測試系統的可靠性和穩定性，將調試好的程序寫入單片機芯片，使系統連續運行，120h后觀察系統仍然在按設定的流程工作，沒有出現死機現象．該系統經過多次改進和實驗驗證后，據此設計了工業加熱爐爐溫控制系統并在工業現場安裝使用，結果系統能連續正常工作(工業計算機故障除外)，測量隨機誤差為±0．01℃，控制結果滿

足了實際要求．

5結論

該綜合實驗系統不僅能為以單片機為核心的系統前期探索研究提供一種方便的實驗裝置，而且能在遠離工業現場的實驗室解決工業應用中的實際問題．實驗結果表明該系統可以將許多分散的實驗項目整合在一起進行研究和分析，節約資源，降低成本；實驗數據正確率高，通信實時性強，系統工作可靠；單片機串行網絡構成的分布式通訊系統靈活性強，易于擴充，其基本原理適用于工業現場的分布式數據采集、檢測及控制系統，具有很大的實用價值．

參考文獻：

[1]李朝青．PC機及單片機數據通信技術[M]．北京：北京航空航天大學出版，2001．

LIChao-qing．DataCommunicationTechnologyofPCandSCM[M]．Beijing：BeijingUniversityofAero—nauticsandSpaceflightPress，2001．(inChinese)

[2]楊文龍．單片機原理及應用[M]．西安：西安電子科技大學出版社，1993．

YANGWen—long．PrincipleandApplicationofSCM[M]．Xi’an：Xi’anUniversityofElectronicsTechnol-ogyPress，1993．(inChinese)

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關鍵詞：醫療信息統計；醫院管理；多重作用

中圖分類號：F49 文獻標識碼：A 文章編號：16723198（2014）03018001

一般來說，醫療信息統計是指對有關醫療信息數據運用統計學的方法由點到面進行深入的、具體的搜集、整理、計算、分析、解釋、表述等的活動。醫療信息統計是醫院信息的重要來源，任何一家醫院，無論是領導評價和總結工作，還是醫院研究及制定政策和計劃，都需要依托醫療信息統計才能正常進行。因此可以說，任何一家醫院的正常運轉，也都離不開醫療信息統計。而醫療信息統計具體包括三個方面的含義：一是醫療信息統計工作；二是醫療信息統計資料；三是醫療信息統計科學。隨著醫院信息化進程的不斷發展，醫療信息統計中數據的收集必須越來越全面，整理必須越來越規范，計算必須越來越準確，分析必須越來越透徹，揭示必須越來越深刻，表述必須越來越嚴謹。扎扎實實地做好醫療信息統計工作，不僅能提升醫院的信息化水平，而且能在現代醫院管理中發揮出多重作用。

1 高效配置醫務人員的參考作用

科學發展觀的核心是以人為本。目前，許多醫院的醫務人員普遍緊狹，如果崗位配置不科學、不妥當，勢必會影響到工作效率的高低。做細、做好了醫療信息統計工作，就能根據醫院的規模、地域等差異，醫院各個科室、部門人員需要的差異，以及患病者來院就醫的季節性差異等，分析、了解哪些科室或部門什么季節的業務量更大，找出本醫院醫務人員安排上存在的缺憾，并根據具體需要調配更多的專業人員。

科學安排久了，就能優化區域內醫院醫療、護理、行政、后勤人員的合理配置，優化業務人員崗位結構，并以此完善醫院的人事編制和崗位規制。

2 周密安排病房床位的依據作用

床位資源管理是現代醫院管理的一個重要內容。目前，許多醫院的床位普遍緊張，尤其是三等甲級以上醫院，一床難求的現象更為突出，在醫院管理中必須將床位使用率、周轉率以及出院患者平均住院日等作為反映醫院工作效率的重要指標。以病床使用率為例，病床使用率過高，說明病床數量不足；病床使用率過低，則說明病床使用效率不高。還有，有的科室病床使用率雖然很高，但由于周轉率低，占床現象嚴重，造成床位資源的浪費。

而開展扎實有效的醫療信息統計工作，就能根據醫院病床的日常統計數據分析和調整床位分布，盡量配置適當的病床數量，合理安排病床的周轉率，盡量縮短病人的平均住院日，通過病房床位的周密安排滿足各個科室收治病人的需求，使床位資源得到充分合理的利用。

3 合理使用各種診療設備的參謀作用

診療設備是現代醫院必備的物資基礎，是醫院現代化程度的重要標志。尤其是B超、CT和核磁共振（MRI）等現代診療設備，更是不斷提高醫院診療水平的重要條件。

目前，基層醫院的診療設備（尤其是現代化的診療設備）配備嚴重不足，而三等甲級以上醫院的診療設備（尤其是現代化的診療設備）配備比較齊全，但使用卻不盡合理。而通過開展醫療信息統計，就能對醫院的各種醫療設備、儀器等的供應、使用和管理情況進行統計調查分析，準確判斷醫院的診療設備供應是否充足，使用是否充分，管理是否到位。

再根據病人診療需要及經濟、實用的原則，通過正確選購為醫院提供品種、性能、精度適當的各種診療技術裝備，通過科學調配提高在用儀器的作用率，通過建立健全管理制度形成科學、先進的管理方法，進而使各種診療設備得到充分有效合理的利用。

4 系統規范醫院日常事務的助手作用

醫院大大小小的日常事務很多很多，也都離不開醫療信息統計。比如：對于醫院門診科室治療的人數、急診室治療人數、病危人數、住院人數、手術治療人數、醫院研究成果、醫院收入等諸多情況，醫院的醫療統計人員只有每天進行這方面的數據整理和統計分析，得出準確的參數數據，才能為醫院系統規范日常事務提供一個便捷方式，使醫院工作更有效率。

同時，現代醫院都必須面對兩大挑戰：一是生存；二是競爭。生存是競爭的基礎，競爭是為了更好地生存。尤其是基層醫院，本來生存壓力就比較大，且由于醫務人員素質不夠高，裝備水平不夠高，在競爭中更處于不利地位。為了在生存和競爭中揚長避短，更應該重視醫療信息統計工作，在做好常規的日報、月報、年報和定期分析的同時，對醫療業務工作的劇增或銳減等異常現象進行跟蹤調查，分析形成原因，提出應對方略。

比如：建立健全醫院衛生統計信息系統，并通過該信息系統對醫院日常管理中的相關數據進行對比整理，綜合運用各種統計學知識，統計出月度、季度、年度的統計分析報表，對每個科室完成的業務指標和經濟指標及其德、能、勤、績情況等進行全面、公正、客觀的評價，正確判斷醫院的運行狀態，歸納成效，發現問題，提出解決辦法，并上報給醫院

管理者。可以說，規范、全面的醫療信息統計，既是醫院領導掌握全院各科室工作狀況的直觀依據，也是制定合理的工作目標、充分調動科室工作主動性和積極性的理想助手。

5 科學進行醫院管理決策的支持作用

俗話說，細節決定成敗。醫院管理又是一門多知識結構的綜合學科。由于醫院是一個非常特殊的民生服務行業，診療質量是醫院社會經濟效益好壞的生命線，任何一個細節疏忽或決策錯誤都可能給患者造成經濟上、身心上的不良后果。經濟上，管理疏漏或決策錯誤可能給患者造成不必多付的經濟損失；身心上，管理疏漏或決策錯誤可能給患者造成痛苦、殘疾乃至失去寶貴的生命。所以，詳細記錄、整理、分析、提煉、判斷和監督醫院的經營情況、社會影響力、經濟效益及運行趨勢的醫療信息統計，在醫院管理中的作用是不可代替的，不斷強化醫院的細節管理，努力提高醫院管理中的科學決策水平，顯得尤其重要。

為此，必須要特別加強醫療信息的統計工作。因為隨著醫療信息技術的快速發展，醫療信息統計已經成為對醫院各項工作的數量、質量進行綜合評價的重要手段，以及醫院制定工作計劃和發展規劃的信息反饋中樞。只有醫療信息統計這一中樞手段發達了、健康了和暢通了，才能有效地開展醫院的目標管理和績效管理，有效地開發利用醫院的人力、物力和財力資源。

具體說，醫療信息統計在醫院管理中能發揮兩方面的作用：一方面，醫院自身建設方面，醫療信息統計有助于醫院管理者掌握本院在本區域內、省內、國內所處的地位，有沒有比較優勢，重要學科和重點實驗室、重點科室的建設該如何提升；另一方面，診療服務方面，醫療信息統計有助于醫院弄明本區域內、省內、國內不同人群的健康狀況和不同疾病分類結構及其變化趨勢，及時了解本區域內、省內、國內衛生事業的發展及衛生資源的分布利用情況，掌握本區域內、省內、國內主要的社會問題和人民群眾對衛生服務的要求及就醫人員結構，并解決與本區域內相適應的醫務人才培養、設備配置、技術引進等關鍵問題。

為此，必須要特別加強醫療信息的統計工作。通過醫療信息統計數據分析，把各種復雜的工作用量化的指標精確地體現出來，為醫院管理者進行決策提供可靠的數據，促進醫院管理的科學性和先進性，不斷優化重要崗位的管理，加強薄弱環節的管理，優化工作流程，提高工作效率，提升服務水平，改善就醫環境，均衡各部門人員資源配置，規避和防范出現無謂的失誤和錯誤，從而更好地促進醫院各項工作的又好又快發展。

參考文獻

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[2]王洪波.淺談統計信息在醫院管理中的作用[J].中國醫院統計，2012，（05）.

[3]王瑋，周錦明.衛生統計在現代醫院管理中的地位與作用[J].中華醫院管理雜志，2009，（12）.

[4]段麗萍.醫療統計信息在醫院管理中的作用數據[J].2009，（05）.

篇4

前言

隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展，絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非常快的特點使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術，它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業教育中的應用。

一、虛擬現實技術

多媒體技術與網絡技術的發展為現代教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展，現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上．而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展，特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式，是一種最新出現的教學模式，具有廣闊的發展前景，代表了教育的未來和發展的方向。

1．1虛擬現實技術概念

虛擬現實(VirtualReality，簡稱VR)，又稱為靈境技術，畢業論文它匯集了數字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術，以及人體行為學等多項天技術．是計算機技術的綜合應用。具體地說，就是采川以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創建的維虛擬環境中處于一種全身心投入的狀態。

1．2虛擬現實系統的構成

一個虛擬現實系統由以下幾部分組成：

(1)虛擬環境。它由虛擬環境發生器所產生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結果是使用者有全身心進入這一環境的感覺。

(2)傳感器件。它將虛擬環境中的物體的形、動作、聲音等進行轉換，使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實際環境中的感覺一致。

(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息，讓虛擬環境有所察覺。

(4)人。虛擬現實實質上是一內含反饋的閉環系統，只有人的存在才能使這一反饋環路有效成立。碩士論文所以人是VR系統中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環境，使其作出相應的變化。

(5)虛擬環境發生器。它能產生使用者所需要的虛擬環境，且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產生的虛擬環境作出相應的修改。

1．3虛擬現實技術基本特征

(1)沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備，便可將自己置身于虛擬環境中，成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時。虛擬環境中的圖像也實時地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。

(2)交互性。虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。

(3)多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置，因此，使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。

1．4虛擬現實系統的類型

虛擬現實技術按其功能，可分為以下幾種類型：

(1)沉浸式虛擬現實系統

沉浸式虛擬現實系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設備復雜而且昂貴，難以在教育行業普及推廣。

(2)桌面式虛擬現實系統

桌面式虛擬現實系統是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景．用戶通過鍵盤、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統由于用戶坐在顯示器前，通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會受到周圍環境的影響，難以做到完全投入．但是結構簡單、成本較低，易于普及推廣。

(3)分布式虛擬現實系統

分布式虛擬系統是多個用戶通過網絡共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。

(4)增強現實性虛擬現實系統

增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法感知的感受。

1．5虛擬現實造型語言VRML

VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現實建模語言，是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域相關的，在Intemet上營造虛擬環境的技術。它用來在網絡上創建可導航的、超鏈接的三維虛擬場景。

VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標點的數據來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數據量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標記文本語言來描述三維場景．就像我們的編程語言。比如，一個立方體的描述文本是：Box(size3.03.03.0)。VRML就是一種描述語言標準，規定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時，需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說，文本描述是嵌在WEB頁面中，在瀏覽器請求相應頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數據傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態地生成虛擬場景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會在屏幕上繪制一個立體的球形。概括地說，就是用文本信息描述三維場景．在Intemet網上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景．解釋生成的標準規范即是VRML規范。

VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節點、腳本和路由。在這四個要素中．醫學論文只有文件頭部分是必須的，它用來告訴瀏覽器該文件符合的規范標準以及使用的字符集等信息。原型定義了創建帶有指定名稱、接口和整體的新節點類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節點是VRML中的基本建造模塊．它構成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節點定義而產生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節點的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作．然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應用程序，一個典型的腳本是由Java或javascript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個節點之間創建了一個路由．第一個節點可以順著路由傳遞消息給第二個節點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節點和域值、定義的節點名、使用的節點名等。

設計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本，它類似于程序設計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設計者的空間想象能力要求也較高，設計的效率不高。現在有很多的可視化的VRML設計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標準節點都做成可視的組件，用戶設計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后，系統自動將這些可視的虛擬場景生成標準的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會在用戶的屏幕上重現這個虛擬場景。

VRML使得Intemet的平面世界出現了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發展前景的新興技術。VRML在各方面都展現出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中，它可廣泛用于學習情景創設上，以增加學習內容的形象性和趣味性。例如：創建網上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實，匯編或查閱時書籍只需要鼠標輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現實空間中操作的難度和危險。

更為重要的是它可以使訓練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應用成為可能。由于這種模擬系統具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統介入而造成較差的訓練效果。現在虛擬校園、虛擬考場也已經陸續地出現在網絡中，這些新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。

二、虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用

2．1虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用

眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合，設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內容。

制作VRML課件的基本思路是：

(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。

(2)引入VRML的相關節點，建立虛擬運動空間。實現課件多媒體功能。

(3)優化VRML場景，即在構建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術適當優化程序。

(4)VRML文件的輸出，將已創建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。

例如，設計VRML課件來實現網上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。

首先，在介紹計算機組件選擇知識同時。可以在網上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型．增強感性認識，并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和VRMLScript的動畫鏈接．虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件，再通過把VRML文件嵌入到網頁的方法，使學習者既能在網頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學習者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過文字和圖片向學習者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節點控制和VRMLScript的結合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果，然后按照六個安裝步驟：第一，機箱、主板的安裝；第二，風扇、內存的安裝；第三，光驅、軟驅、硬盤的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；

第六。顯示器、鍵盤、鼠標的安裝，組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。

在學習的過程中，只要點擊相應的按鈕，就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅和軟驅后，點擊光驅的開、關鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅的按鈕，軟盤會自動取出．使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。

通過VRMLScript語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如．當你點擊軟驅上的按鈕，會發出聲音并彈出一張軟盤；當你點擊光驅按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現注釋信息，當學習者的鼠標碰到硬件設備時。在對象的旁邊會出現一個注釋信息，說明該對象名稱。

又如，在《數據結構》課程中，對于常用的數據結構的算法思想．由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。例如，遞歸算法是學生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現，而通過虛擬技術可以將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來，這樣學生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現。方便教師的教學和學生的理解。

總之，通過制作課件來輔助課堂的教學，能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料，使抽象的學習直觀化、形象化，幫助學習者解決學習中的重點和難點，提高學習者的積極性。

2．2虛擬現實技術在計算機實驗中的應用

由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統，包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。例如，在城域網和廣域網的網絡建設過程中，不必真正把網絡構建起來就可以親身體驗，猶如進行現場的操作。在數字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達到電路設計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中，可以虛擬商務環境，讓學生進入這個虛擬環境。身臨其境地體驗現場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統的安裝是比較基礎但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統不可避免地會對原有的操作系統產生影響。

使用虛擬計算機來進行操作系統的安裝試驗就十分的方便了。工作總結使用虛擬機的軟件VMware可以創建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創建的虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中進行操作，熟悉操作和新技術，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件。可以幫助你在一個操作系統的環境下安裝另一個操作系統，而不會對當前的操作系統產生影響。

虛擬現實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬．通過虛擬系統便可以直接地觀察到這一假設所產生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索，設計出新型的網絡設備和電子器件．從而激發學生的創造性思維，培養學生的創造能力。:

通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且，虛擬實驗具有先進性和共享性，易擴充．易于改變教學項目，減少設備投入經費，使教學內容在虛擬的環境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術的發展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中，并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗，缺少“實物感”，正如在網上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網絡實驗中，用到的網絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學生很難見到這些設備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應該虛實進行結合。有目的地安排一些實驗在真實環境中操作，這樣，他們會對實驗的設備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。

三、結束語

虛擬現實技術在計算機教育領域發展的潛力是巨大的，只有親身去經歷、親身去體驗去感受，比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動地觀看有質的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容，有效地營造一個發展的教學環境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優化教學過程、提高教學質量的目的，從而解決傳統教學方式無法解決的問題。隨著計算機網絡技術的飛速發展，基于WEB的虛擬現實遠程教育具有廣泛的應用前景，必將成為21世紀教育的主流。

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