时间：2022-08-26 05:49:06
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1 如何着手写作
1.1 写作的主题，来源于以下几个方面：总结性的文章，包括日常工作中的各种发现，经验总结，有意义的个案等，属于回顾性的；而前瞻性研究，是在文献综述的基础上进行科研设计，通常是大样本、双盲、随机、对照的设计，对科研结果进行归纳总结、演绎推理，然后才有针对某一方向的研究文章，一般是科研论文，有较高的学术价值。不论是哪一种类型的主题，看书、看杂志、复习文献是产生写作的基本动因。
1.2 组织文章的结构时，要充分考虑投稿的要求。医学杂志属于科技期刊，对稿件的总体的要求大致相同。文章结构的通用模式是IMRAD，即引言(Introduction)、材料和方法(Materials and Methods)、结果(Results)和(and)讨论(Discussion)。临床研究的文章以临床资料来代替材料与方法。除此之外，为了节省编辑部和读者的宝贵时间，上个世纪60年代国外首先提出科技论文应附摘要，《中华医学杂志》(CMJ)英文版1972年也提出要求附摘要。但是，在写论文之前，最好还是好好阅读杂志编辑部对稿件的要求，或者叫做稿约说明，稿约一般在杂志每年的第一期。论文的具体写作方法这里不再赘述。
2 要结合疗养院工作的性质，突出疗养医学论文的特点。疗养院不同于治疗医院，不是干部休养所，更不是托老院。疗养院与治疗医院有明显不同的地方。从性质上来说，疗养院是利用各种疗养因子，对人体健康起促进作用，对疾病起康复作用，达到防病治病的机构。从治疗手段来说，医院是利用药物、手术等为主要方法，对病人进行治疗，达到挽救生命、消除病痛的目的。从服务对象来看，疗养院是以健康休养员和患慢性疾病的疗养员为主要服务对象；而医院是以患者／病人为主要服务对象。因此，疗养院的性质决定了疗养治疗手段的特殊性。
干部休养院（所）是离退休干部离开工作岗位后一定时期居住和生活的地方，它的选择要交通便利、医疗保障充足，具有居家生活的特点。而疗养院通常选择风光秀丽、气候宜人自然疗养因子丰富的区域建造；而且疗养生活通常有一定的疗养期限。疗养院担负着疗养康复的任务，干部休养所一般不具备这一功能。由于疗养院所处的地域不同，经纬度不一样，疗养区的疗养因子也各不相同。根据疗养因子不同，把疗养院称矿泉疗养院、海滨疗养院、湖滨疗养院、山地疗养院、森林疗养院、草原疗养院等。例如，鼓浪屿疗养院是一个什么单位呢?是以海滨自然疗养因子为基础，以现代疗养理论为指导，在合理的生活制度安排下，为增进部队指战员体质、伤后康复、疾病防治的医疗保健机构。疗养院的医护人员所从事的业务工作，涉及临床医学、疗养学、康复医学、预防医学、心理学、医学气象学等许多学科的内容，如果担负着特殊勤务的疗养任务，还需要航空生理、潜水生理的专业知识，也就决定了疗养院撰写学术论文内容的特点。
3 要紧密联系疗养工作的实际，总结疗养工作经验，探索研究成果，推广具有普遍指导的疗养方法。疗养学是研究自然理化因子为主的各种疗养因子的性质，疗养因子对人体的作用机制，以及利用这些因子预防和治疗疾病，增强体质，促进机体康复的学科。特色是突出疗养和疗养因子。在自然疗养因子的研究方面，如“鼓浪屿疗养地开展沙疗的可行性分析”，文章探讨鼓浪屿疗养地沙温与气温的关系，夏秋季节不同月份沙温的变化，以及天气情况对进行沙浴的影响。通过分析，得出了鼓浪屿疗养地夏秋季节的气候条件、海沙温度适合进行沙浴疗法的结论。在疗养因子的作用机制方面，如 “沙疗对兔膝骨关节炎治疗作用的实验研究”，通过研究沙浴对兔膝关节骨性关节炎关节周围血流、膝关节滑膜及软骨的病理改变的影响，得出了沙疗能增加治疗部位的血流，改善局部血液循环，促进炎症的消退，对正常关节无不利影响的结论，为中老年人膝骨关节炎的沙浴治疗提供依据。在疗养因子的利用方面，如“沙浴疗法对中老年膝骨关节炎疗效观察”，选择夏秋季节晴朗天气情况下，在鼓浪屿疗养地天然海沙滩上利用清洁干热的海沙包埋患肢30min～40min，观察沙疗过程中病人反应和疗程结束前后疼痛、活动能力等进行评价，得出在适当的沙温条件下进行限定时间的沙疗对膝骨关节炎的治疗效果确实，也是安全的，值得有条件的海滨疗养院推广应用的结论。
总而言之，作为疗养院医护人员，思想上要重视论文的撰写，按照疗养学的要求，根据各自疗养院的特点，依照科学论文的写作方法，一定会写出好的文章。
这起校园投毒案也让19年前的另一起案件再次成为舆论热点。当时正在清华大学化学系读书的女生朱令，被测出严重铊中毒，后经诊治虽然保住了性命，残酷的后遗症却伴其终生。朱令曾经被视作清华的“完美女生”，民乐队明星、国家游泳二级运动员，成绩名列前茅，而今她的智力水平仅五六岁，双目几乎失明，全靠年逾古稀的父母照顾。近20年来，网络舆论从未忘却朱令。
从朱令到黄洋，发生在高等学府里的离奇投毒案成为人们难以直面的刻骨之痛。
黄洋案起因未明
查阅人人网等社交网络，可以看到黄洋生前照片，一个阳光男生带着憨厚的微笑。
出生于1985年的黄洋是复旦大学医学院2010级在读研究生，不久前刚刚以第一名的成绩转为复旦大学附属眼耳鼻喉科医院临床博士。
据复旦大学医学院负责学生工作的一位老师介绍，这个来自四川自贡的小伙子一直是优等生。黄洋的父母在他上高中时双双下岗，母亲体弱多病，家里欠下一大笔钱。读书期间，黄洋的学费全部来自奖助学金和勤工俭学收入，不仅没有向家里要钱，还支付了妈妈肝病所需的手术费用。黄洋还参与过两次学校的支教活动，曾在安徽颍上和墨脱支教。
4月1日早上，黄洋从寝室内的饮水机中接了一杯水，因为感觉到异味，将水吐出，随后特地把饮水机中的水倒掉，还清洗了饮水机。他告诉同宿舍的同学不要再喝了。
当天中午，黄洋就出现了恶心、呕吐并伴有发烧的症状。他曾独自前往复旦大学附属中山医院就诊，当时医院初步诊断为急性肠胃炎，医生为他开出了抗感染及解痉的处方。
据黄洋的同校师弟莫慈（化名）回忆，当天中午他曾接到黄的电话，“他说感觉不舒服，要打针，希望我过去看他。”当天下午莫慈赶到点滴室，当时医生推测黄洋的病因可能是饮水机内的桶装水置放日久，细菌滋生而引发食物中毒。在众多被考虑的细菌中，金黄色葡萄球菌在当时嫌疑较大。
4月2日，黄洋症状并未好转，他的师兄弟下班后赶去看他，发现他的手和脸都肿起来了，怀疑不是吃坏了东西那么简单。当晚9点，黄洋在同学的陪同下去看急诊，化验结果显示其肝功能已出现损伤。到了晚上10点多，学生们把情况告知了黄洋的导师，导师马上携带现金赶到医院，安排黄洋住院治疗。
4月3日，黄洋病情继续恶化，血小板开始减少，住进了外科重症监护室。医生会诊初步认为是中毒造成了肝功能损伤，但究竟是什么毒素，一时依然难以判断，无法及时对症下药。
接下去的几天，医生们不断会诊，检测毒素，缓慢治疗……他的导师、师兄弟们也日夜守护在他身边，并千方百计查找原因。
7日，黄洋开始鼻孔出血，治疗不起作用；8日，他陷入昏迷，但病因仍然未明。9日，黄洋的师兄孙某收到了一个陌生人发来的短信，提请注意一种化学药物，周围有人常在用。孙某收到短信后，马上将情况告诉了黄洋的导师，并查询了校内的医学论文资料，发现使用该药物后的实验室小白鼠症状与黄洋此前症状十分相似，而相关实验论文的作者正是黄洋的同寝室室友林森浩。
“大家立即把情况向医学院和学校领导反映，并向复旦大学保卫处、上海市公安局文保分局报了案。”负责学生工作的该校老师说，“学校和公安部门都很重视，跟黄洋的老师、同学一一谈话。”
11日，警方称，在该学生寝室饮水机残留水中检出有毒化合物N-二甲基亚硝胺。12日，警方基本认定同寝室同学林森浩存在嫌疑。
当日，黄洋中毒太深，医院发出了病危通知书；13日下午，黄洋瞳孔放大；14日下午，没有了脑电图，肺部纤维化无法自主呼吸……
15日晚，复旦大学校方官方微博称，该校一名医科在读研究生因身体不适入院，后病情严重，学校组织专家会诊未发现病因，校方遂请警方介入，警方称该生寝室饮水机检出有毒化合物。此事进入公众视野。
16日15时23分，医院宣布：黄洋去世。复旦大学官微公布这一消息后，很多网友都为他点上了一支蜡烛，表达惋惜之情。
此事传出后，有消息称，被警方刑拘的室友林森浩因妒忌黄洋获得直升博士生的机会而起意投毒。但根据多方确认，这一消息并不准确。复旦大学宣传部副部长方明在接受媒体采访时称，受害人黄洋与嫌疑人林森浩在两家医院的不同科室从事不同方向的研究，并不存在直接的竞争关系。
另一种说法是林森浩原来想要加害的是同寝室的另一名上海籍学生，有人甚至从网络上找到了疑似林森浩化名与人讨论使用N-二甲基亚硝胺杀人的言论。但这一说法因为该上海籍学生较少在寝室喝水，显得并不可靠。
林森浩是广东汕头人，家境富裕，2010年因成绩优异被中山大学推荐，免试进入上海复旦大学医学院攻读研究生，并在中山医院见习。在此期间，林森浩成绩较好，并在研究生学生会担任干部，还曾获得复旦的校外冠名奖学金。
案发前他在中山医院超声诊断科实习，众多媒体查阅其新浪微博发现，今年3月至4月，林森浩似乎处于工作压力较大的状态，还曾在微博上说“出来混就要不怕死”的话。
此外，林森浩对于“N -二甲基亚硝胺”颇为熟悉。他本人曾在国内肝胆类核心期刊上发表过文章，对肝胆病理了解程度较高。网上搜索林森浩的论文，有7篇是专业论文，其中4篇涉及“N -二甲基亚硝胺”。但即便综合上述信息，其作案动机依然令人费解。
18日，有媒体称涉案嫌疑人林森浩已向警方供述作案动机，但是上海警方尚未公开相关情况。
舆论呼吁起底朱令案
今天的朱令和父母住在北京南城的一间公房里。自朱令中毒后，十几年来，朱令的父母几乎把所有的时间和精力都放在了对女儿的照料上。如今朱令除了睡觉和吃饭，其余的时间都是在父母的陪伴下做康复运动。
1992年9月，朱令考入清华化学系物化2班。这个班级人数31人，女生分别住在6号楼的3个女生宿舍：朱令、 孙维等住114室。1992年秋，朱令进入清华学生乐团民乐队并很快成为主角。孙维也曾进入民乐社团。
1994年10月，当时读大三的朱令开始明显地出现掉头发的现象，曾经两次出现暂时性失明。12月5日，朱令因不明原因引起腹、腰、四肢关节痛。经过治疗，1995年1月23日，朱令担心落下功课，病情稍有好转就要求出院。
1995年3月6日中午，朱令再次发病，8日白天病症继续恶化，协和医院神经内科主任李舜伟告诉朱令家人，朱令的症状“太像60年代清华大学的一例铊盐中毒病例了”。但因条件限制，朱令没有做铊中毒鉴定，而是在协和医院急诊室一边观察一边等待住院床位。
朱令在神智清醒的时候，曾向李舜伟否认她在实验室接触过铊盐的传言。化学系老师出示了学生接触化学药品的清单，肯定朱令并无铊盐接触史。
由于一直得不到有效救治，1995年3月26日，朱令被送进协和ICU病房，靠呼吸机生存，进入长达5个多月的深度昏迷。
1995年4月，朱令的中学同学、北京大学力学系92级学生贝志城请同学帮忙，在互联网上发电子邮件求助，描述朱令病情，希望得到专家意见以确定病因。十天内他们共收到来自18个国家的专家回信1635封，30%认定为铊中毒。加州大学洛杉矶分校学习远程医疗专业的博士生李新，专门建立网页帮助对朱令进行网上会诊。此事成为轰动一时的热点新闻。
1995 年4月28日，朱令的检测报告显示，她的病况起源于铊中毒，且是两次中毒。公安部门介入调查。
1995年底，朱令同宿舍同学孙维被列为犯罪嫌疑人。根据后来孙维本人在天涯发表的声明，1997年4月2日，孙维被公安局带走讯问，持续8小时，然后由家人领回。
此后至今的十多年间，众多媒体依然在关注朱令案件，网络舆论对此事的关注更为执著，整个事件因为复杂、曲折，甚至被写成了一本电子书。
至今在互联网上搜索“孙维”二字，可以看到对朱令事件的简单叙述以及孙维的家庭关系背景链接，其中包括她的祖父孙越崎（1893～1995），曾经担任中国革命委员会副主席等。
由于黄洋事件的刺激，舆论再次呼吁：起底朱令案。
数起校园投毒案曾经成为舆论热点
从朱令案到黄洋案的近20年间，通过媒体曝光，还有数起校园投毒案曾经成为舆论热点。
1997年5月，北京大学发生“铊”投毒案件。受害人江林、陆晨光是北京大学化学系1994级的男生，犯罪嫌疑人王晓龙与江林同班不同寝室，与陆晨光同寝室不同班。
王晓龙曾交待，过去江林与他关系好，后来却不理他了，所以投毒。为了确定投毒量，他把陆晨光当作实验对象，也投了毒。所幸投毒者良心发现，为挽救被害人提供了正确信息并向公安机关自首。
2007年5月，中国矿业大学发生的投毒案也是因同学之间矛盾激化而引发。中国矿业大学（徐州）学生常宇庆，因对几名同学有意见，决定报复。他购买了230克硝酸铊晶体，趁同学上课时，将两勺硝酸铊溶入矿泉水中，并使用注射器，分别向3名同学的茶杯中各注入2ml，致使他们中毒。后来这3名中毒学生经过救治康复。
2007年8月5日，经初次鉴定，常宇庆被江苏检察机关以涉嫌投放危险物质罪批准逮捕。之后，常宇庆家人向检方公开了儿子曾患精神抑郁症的病史。经二次鉴定，常宇庆患精神抑郁症，作案时没有完全刑事责任能力，江苏检方对常宇庆作出不决定。
关键词：单片机；串行通信；总线；计算机；接口
随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用， 工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛．单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣，单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题，这就需要进一步修改和完善．因此，有必要设计一套单片机综合实验系统，根据工业现场反馈的各种问题，随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析，解决工程实际问题．本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能．
1 系统组成及工作原理
综合实验系统主要由以下几部分组成：89C51单片机及其仿真系统，温度、压力等模拟量传感器及其接口电路，A／D转换模块，数据存储模块，按键控制模块，日历时钟模块，看门狗电路模块，FP—GA模块，液晶显示模块，通信模块及上位计算机，其组成框图如图1所示．系统采用89C51单片机作为主控芯片，A／D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号；外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间；按键控制模块向CPU传回键值，用来设置和调节系统参数；日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间，而且为系统提供掉电保护功能；看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能，一旦系统出现故障或程序跑飞，它就可以在超时周期之后使CPU复位，提高系统的整体可靠性和抗干扰能力．FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列，通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用；LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形，主要用来显示采集到的数据、系统时间等；兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口，可以与上位计算机进行远(约1 200 m)近(约15 m)距离的数据通信[1] ；上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件，按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理，同时发送控制参数，对被测对象的温度、压力等进行控制和调节．
2 系统硬件设计
2．1 单片机仿真系统
单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的)，也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能．仿真机一般都具有单片机的基本功能部件，如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等；具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2]．
监控程序放置在仿真机内，要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头，毕业论文 更换不同的仿真头和CPU，该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机，该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序．通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作，只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片，编程方便且节省时间．
2．2 传感器的选择及信号变送电路的设计
传感器作为系统的感知器件，直接影响着系统的精度和稳定性．本实验系统中，温度传感器选用精度高，线性度好，使用方便的LM335传感器；压力传感器选用标准应变式压力传感器，它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点．传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法，设计了温度、压力等专门接口电路，直接与上述各种传感器相连．由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱，需对这些模拟信号进行放大，同时为了确保信号不失真，选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07，其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大，它输出的模拟信号经10位A／D转换器TLC1543转换成数字信号后，送人89C51进行处理．
2．3 通信模块的设计
计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平，该实验系统上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通过RS232总线进行点对点通信，也可以通过RS485总线进行多机通信_3]，RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统，总体布局如图2所示．所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信，通过RS232接口即可；若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信，则必须将RS232电平转换为RS485电平后，才可将实验系统挂接在RS485总线上．RS232-RS485电平转换原理如图3所示，通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收／发，由于RS485总线上只能进行半双工通信，所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外，还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE)，在PC与RS232相连的这一侧，通过PC的请求发送(RTS)来控制．
2．4 串行总线I*2C
I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4]．它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个I C器件与微处理器之问的数据交换．该实验系统采用具有I C总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563，由于单片机89C51自身没有I C总线接口，所以采用软件合成I C总线与它们相接．
I C串行总线与并行总线的最大区别在于：并行总线有地址总线，CPU通过地址总线访问从器件；而I C总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息，所以占用CPU的口线大大减少[5]．随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化，I C串行总线正在逐步取代传统的并行总线．
转贴于 2．5 抗干扰设计
工业监控现场工作环境一般较差，干扰较严重，为了保证系统可靠工作，必须解决抗干扰问题．针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等，采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计．硬件抗干扰设计主要包括：对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等；软件抗干扰设计主要包括：软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等．
对于数据输入通道的干扰，采用软硬件结合的方法进行滤波．当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时，硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路，再经A／D变换成二进制数字量后，进行数字滤波．因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰，而对低频干扰的滤波效果却较差；而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力．
在控制强电设备的开关量输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统，采用了光电隔离技术．因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰，可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统，达到电气隔离的效果．
3 系统软件设计
系统软件包括单片机软件和PC机软件．单片机软件采用模块化结构，利用MCS一51汇编语言编写．根据要实现的功能，该软件由主程序以及数据采集、A／D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D／A转换、数码管显示等程序模块组成．下面以加热炉的炉温控制为例，给出系统程序流程图如图4所示．
PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等．PC机软件采用Visual Basic 6．0编写，医学论文 PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信，此外，PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等，并对不同情况下得到的数据进行对比分析，总结出变化规律．
4 实验结果与分析
为了测试该系统的实时性，将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统，单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位)，波特率2 400 bps，一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A／D转换结果是10位)的格式，如表1所示．5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时，理论上连续发送速率为2 400／(10*5*5)= = =9．6次／s．经过测试发现，计算机在120 ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据，实际发送速率约为8次／s，这是因为有状态转换和等待时间；为了测试系统的可靠性和稳定性，将调试好的程序写入单片机芯片，使系统连续运行，120 h后观察系统仍然在按设定的流程工作，没有出现死机现象．该系统经过多次改进和实验验证后，据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用，结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外)，测量随机误差为±0．01℃，控制结果满
足了实际要求．
5 结论
该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置，而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题．实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析，节约资源，降低成本；实验数据正确率高，通信实时性强，系统工作可靠；单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强，易于扩充，其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统，具有很大的实用价值．
参考文献
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YANG W en—long．Principle and Application of SCM[M]．Xi’an：Xi’an University of Electronics Technol-ogy Press，1993．(in Chinese)
[3]高红红．矿区专用铁路调度监督系统的研制[J]．现代电子技术，2005，21：84．GAO Hong-hong．Research and Development of Dis—patch and Supervision System of Mine Railway[J]．Modern Electronics Technique，2005，21：84．(in Chinese)
关键词：虚拟现实技术；虚拟实验；VRML；计算机专业
前言
随着我国教育的不断改革和科学技术的飞速发展，络教育的出现改变了传统的教学方式。尤其是计算机更新速度非常快的特点使得传统的教学方式难以满足学习的需要。虚拟现实技术作为一门新的技术，它在教育领域的发展将为教育提供新的活力。本文主要从虚拟现实技术特征和VRML语言的角度探讨其在计算机专业教育中的应用。
一、虚拟现实技术
多媒体技术与网络技术的发展为现代教育手段的现代化带来了新的机遇和挑战。随着计算机技术的快速发展，现代教育技术的应用已不再是停留在音像技术课堂中应用的常规模式层次上．而是朝着多媒体化、网络化、信息化、教育技术应用模式多样化和远程教育普及化的趋势发展，特别是基于计算机仿真技术的虚拟教学形式，是一种最新出现的教学模式，具有广阔的发展前景，代表了教育的未来和发展的方向。
1．1虚拟现实技术概念
虚拟现实(VirtualReality，简称VR)，又称为灵境技术，毕业论文它汇集了数字图象处理、计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术，以及人体行为学等多项天技术．是计算机技术的综合应用。具体地说，就是采川以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用，相互影响，从而产生如同真实环境的感受和体验。尽管该环境并不真实存在，但它作为一个逼真的三维环境．仿佛就在我们周围。由于用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存存意识或幻觉，从而使得用户在计算机所创建的维虚拟环境中处于一种全身心投入的状态。
1．2虚拟现实系统的构成
一个虚拟现实系统由以下几部分组成：
(1)虚拟环境。它由虚拟环境发生器所产生，且可让使用者通过传感器件和作用器件与之交互，这种交互的结果是使用者有全身心进入这一环境的感觉。
(2)传感器件。它将虚拟环境中的物体的形、动作、声音等进行转换，使人能获得视觉、听觉、触觉等多方面的感觉。这些感觉与他以往在实际环境中的感觉一致。
(3)作用器件。它将人的一些约定动作(如行走、手势等)变成作用的信息，让虚拟环境有所察觉。
(4)人。虚拟现实实质上是一内含反馈的闭环系统，只有人的存在才能使这一反馈环路有效成立。硕士论文所以人是VR系统中不可缺少的成分。人通过传感器件感受虚拟环境的存在．又通过作用器件去影响虚拟环境，使其作出相应的变化。
(5)虚拟环境发生器。它能产生使用者所需要的虚拟环境，且能通过作用器件传来的作用信息。了解使用者的位置和动作。并对已产生的虚拟环境作出相应的修改。
1．3虚拟现实技术基本特征
(1)沉浸性。虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像。使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样。当使用者移动头部时。虚拟环境中的图像也实时地跟随变化，拿起物体可使物体随着手的移动而运动，而且还可以听到三维仿真声音。使用者在虚拟环境中，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。
(2)交互性。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互．使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动，来调整系统呈现的图像及声音。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能．就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
(3)多感知性。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。
1．4虚拟现实系统的类型
虚拟现实技术按其功能，可分为以下几种类型：
(1)沉浸式虚拟现实系统
沉浸式虚拟现实系统是利用头盔显示器、数据手套、三维鼠标等传感跟踪装置与虚拟世界进行交互。由于这种系统把人的视觉、听觉和其它感觉封闭在虚拟的感觉空间，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之处在于专用设备复杂而且昂贵，难以在教育行业普及推广。
(2)桌面式虚拟现实系统
桌面式虚拟现实系统是运用软件编程的方法在显示器上显示三维场景．用户通过键盘、鼠标等简单的设备与虚拟场景进行交互。这种系统由于用户坐在显示器前，通过屏幕观察虚拟世界并与之交互，往往会受到周围环境的影响，难以做到完全投入．但是结构简单、成本较低，易于普及推广。
(3)分布式虚拟现实系统
分布式虚拟系统是多个用户通过网络共享一个虚拟空间，共同参与虚拟活动。
(4)增强现实性虚拟现实系统
增强现实性的虚拟现实系统不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知的感受。
1．5虚拟现实造型语言VRML
VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虚拟现实建模语言，是一项和多媒体通讯、因特网、虚拟现实等领域相关的，在Intemet上营造虚拟环境的技术。它用来在网络上创建可导航的、超链接的三维虚拟场景。
VRML的基本工作原理可概括为：文本描述、远程传输和本地计算生成。所谓文本描述，是指VRML并不是用三维坐标点的数据来描述三维物体的，因为这样会有很大的数据量．在Intemet上传输会遇到很多困难．VRML是用类似HTML的标记文本语言来描述三维场景．就像我们的编程语言。比如，一个立方体的描述文本是：Box(size3.03.03.0)。VRML就是一种描述语言标准，规定了用来描述三维场景的文本描述语言。远程传输是指用户浏览VRML描述的虚拟场景时，需要通过Intemet将描述场景的文本传送到本地。一般来说，文本描述是嵌在WEB页面中，在浏览器请求相应页面时与页面描述文本一起传送本地。本地计算生成是指描述虚拟场景的数据传送到本地后，浏览器对它进行解释计算，动态地生成虚拟场景。比如，描述球形的文本，浏览器会在屏幕上绘制一个立体的球形。概括地说，就是用文本信息描述三维场景．在Intemet网上传输，在本地机上由VRML的浏览器解释生成三维场景．解释生成的标准规范即是VRML规范。
VRML文件主要包括四个主要成分：VRML文件头、原型、造型节点、脚本和路由。在这四个要素中．医学论文只有文件头部分是必须的，它用来告诉浏览器该文件符合的规范标准以及使用的字符集等信息。原型定义了创建带有指定名称、接口和整体的新节点类型。一旦成功地定义了原型，它就可以在VRML文件的其他地方随意使用。造型节点是VRML中的基本建造模块．它构成了VRML文件的主体部分，正是由于造型节点定义而产生了虚拟的VRML空间。脚本可以看作是一个节点的外壳，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身没有任何动作．然而你可以通过程序脚本来赋予你脚本节点的动作。程序脚本实际上是一种简化了的应用程序，一个典型的脚本是由Java或javascript编程语言写成的程序。路由是一种文本描述的消息．一旦在两个节点之间创建了一个路由．第一个节点可以顺着路由传递消息给第二个节点，这样的消息被称为事件。VRML还可以包含下列条目：注释、节点和域值、定义的节点名、使用的节点名等。
设计VRML虚拟场景时。最简单的方法是直接使用文本编辑器来编辑描述文本，它类似于程序设计，这种方法简单方便．但不是很直观．对设计者的空间想象能力要求也较高，设计的效率不高。现在有很多的可视化的VRML设计工具，如CosmoWorld和WebWorld等．这些工具将VRML的标准节点都做成可视的组件，用户设计时，只需要将这些组件组全自己需要的虚拟场景就可以了．而且设计的效果在设计时就可以看到。设计完毕后，系统自动将这些可视的虚拟场景生成标准的VRML描述文本，这样，这些文本传送到用户的浏览器后．便会在用户的屏幕上重现这个虚拟场景。
VRML使得Intemet的平面世界出现了三维场景。它的问世在世界上引起了极大的反响．得到众多的软硬件厂商的支持，成为了Intemet上最有发展前景的新兴技术。VRML在各方面都展现出了强大的应用可能性。蕴藏了无限生机。在教育领域的WEB站点中，它可广泛用于学习情景创设上，以增加学习内容的形象性和趣味性。例如：创建网上三维图书馆，它的好处就在于书籍归类整理更接近真实并将高于真实，汇编或查阅时书籍只需要鼠标轻轻地点击对应的虚拟图书。另外，使用VRML做模拟训练是一种可行性极高的措施，它不仅可以减少某些情况下现实空间中操作的难度和危险。
更为重要的是它可以使训练造价得到大幅度降低，这样就使得在教育方面的应用成为可能。由于这种模拟系统具有高度的真实性，所以并不会因为没有真实系统介入而造成较差的训练效果。现在虚拟校园、虚拟考场也已经陆续地出现在网络中，这些新兴的教育形式必将因其优越的一面而在未来教育领域中占有一席之地。
二、虚拟现实技术在计算机专业教育中的应用
2．1虚拟现实技术在辅助课堂教学中的应用
众所周知，计算机课程实践性很强，在书本上体现难免会给人们的理解带来困难。利用虚拟现实技术制作的课件能够很好地解决这一问题。例如，在计算机基础课程中介绍计算机中各个组件的结构和讲解计算机组装的过程时，书本的文字难以让学习者了解组件结构和组装的过程。利用虚拟现实技术可以将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式有机地结合，设计出生动活泼的界面。制作出一些三维的、交式的、具有沉浸感的内容，满足学习者从各个角度观察和学习，仿佛身临其境，更好地理解学习的内容。
制作VRML课件的基本思路是：
(1)制作一系列空间形体的三维造型和动画．并且为这些造型指定所需要的颜色、大小等。
(2)引入VRML的相关节点，建立虚拟运动空间。实现课件多媒体功能。
(3)优化VRML场景，即在构建场景的过程中，利用VRML提供的高级造型技术适当优化程序。
(4)VRML文件的输出，将已创建的空间场景输出为．wrl形式的文件。
例如，设计VRML课件来实现网上虚拟计算机组件结构和组装的辅助教学。
首先，在介绍计算机组件选择知识同时。可以在网上从各个角度来观察VRML制作的计算机组件的造型．增强感性认识，并使学习者对怎样组装计算机有个初步的了解。利用VRML的造型设计和VRMLScript的动画链接．虚拟出组装计算机过程中所需的主要硬件，再通过把VRML文件嵌入到网页的方法，使学习者既能在网页中看到二维不同型号硬件的图片和一些描述硬件的文字．又能看到三维的虚拟制作出来的硬件模型。这样使学习者能真切地、直观地感受到二维和三维的不同．感受到虚拟世界的美妙。然后，通过文字和图片向学习者介绍如何将各计算机组件组装到一起。接着，通过VRML的动画节点控制和VRMLScript的结合。制作出安装、注释和视点切换的效果，然后按照六个安装步骤：第一，机箱、主板的安装；第二，风扇、内存的安装；第三，光驱、软驱、硬盘的安装；第四，声卡、显卡的安装；第五，电源的安装；
第六。显示器、键盘、鼠标的安装，组合完成整个在虚拟三维世界中组装计算机的过程。
在学习的过程中，只要点击相应的按钮，就可以按相应的步骤进行安装。拖动鼠标或按钮可以随意地移动计算机组件到指定的位置进行安装。在安装完光驱和软驱后，点击光驱的开、关键，光盘托会自动拖出和送入，点击软驱的按钮，软盘会自动取出．使学习者能动态地观看到效果。有一种身临其境的感觉来完成学习的过程。
通过VRMLScript语言的链接。制作出生动有趣的动画效果和逼真的声音效果。例如．当你点击软驱上的按钮，会发出声音并弹出一张软盘；当你点击光驱按钮时，盘盒会自动地弹缩并发出逼真的声音。为了方便学习。还可以实现注释信息，当学习者的鼠标碰到硬件设备时。在对象的旁边会出现一个注释信息，说明该对象名称。
又如，在《数据结构》课程中，对于常用的数据结构的算法思想．由于其抽象程度高。使得学生很难理解。我们也可以通过虚拟技术将其制作成课件进行教学。将抽象的算法过程以浅显易懂、形象直观的形式展现出来。例如，递归算法是学生比较难理解的，因为其算法是靠隐形调用堆栈来实现，而通过虚拟技术可以将堆栈内部情况的变化动态、直观、形象地表现出来，这样学生就很容易理解。同样在讲解树和图的遍历时，可以从可视化的角度观察遍历的顺序。二叉树与树的概念的区别、Hanoi塔等问题都可以直观地表现。方便教师的教学和学生的理解。
总之，通过制作课件来辅助课堂的教学，能为学习者提供生动、逼真的感性学习材料，使抽象的学习直观化、形象化，帮助学习者解决学习中的重点和难点，提高学习者的积极性。
2．2虚拟现实技术在计算机实验中的应用
由虚拟现实技术生成的适用于进行虚拟实验的实验系统，包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象。以及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实再现。也可以是虚拟构想的实验室。例如，在城域网和广域网的网络建设过程中，不必真正把网络构建起来就可以亲身体验，犹如进行现场的操作。在数字电路的课程实验中，可以通过虚拟的电路器件来达到电路设计的目的，而没有购买器件问题所带来的麻烦。在电子商务课程实验中，可以虚拟商务环境，让学生进入这个虚拟环境。身临其境地体验现场交易的气氛和参与交易的过程。计算机操作系统的安装是比较基础但又是难做好的一个实验。由于在计算机上安装新的操作系统不可避免地会对原有的操作系统产生影响。
使用虚拟计算机来进行操作系统的安装试验就十分的方便了。工作总结使用虚拟机的软件VMware可以创建与真实计算机一模一样的虚拟机。创建的虚拟机有自己的CPU、内存、硬盘、光驱，在这个虚拟机上，可以安装Windows、Linux等真实的操作系统以及各种应用程序。通过在虚拟的操作系统环境中进行操作，熟悉操作和新技术，达到事半功倍的效果。VMware只是一个软件。可以帮助你在一个操作系统的环境下安装另一个操作系统，而不会对当前的操作系统产生影响。
虚拟现实技术还可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟．通过虚拟系统便可以直接地观察到这一假设所产生的结果或效果。利用虚拟技术。学生还可以进行网络设备设计、电路设计等方面的学习探索，设计出新型的网络设备和电子器件．从而激发学生的创造性思维，培养学生的创造能力。:
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。但是在采用虚拟实验进行教学的过程中，并不能完全代替真实实验。虚拟实验是虚拟的实验，缺少“实物感”，正如在网上看书与拿真实的书看时，会觉得真实的书更实在。在网络实验中，用到的网络设备像路由器、交换机等种类、型号都很多，在虚拟实验中．学生很难见到这些设备，如果在真正的实践中可能会无从下手。因此，在具体实施中，应该虚实进行结合。有目的地安排一些实验在真实环境中操作，这样，他们会对实验的设备有亲身的体会，更能加深实验的印象，提高实验的效果。
三、结束语
虚拟现实技术在计算机教育领域发展的潜力是巨大的，只有亲身去经历、亲身去体验去感受，比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动地观看有质的不同。虚拟现实技术能形象、生动、逼真地表现教学内容，有效地营造一个发展的教学环境。提高学生掌握知识和技能的效率和积极性，达到优化教学过程、提高教学质量的目的，从而解决传统教学方式无法解决的问题。随着计算机网络技术的飞速发展，基于WEB的虚拟现实远程教育具有广泛的应用前景，必将成为21世纪教育的主流。
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