虚拟训练系统的远程教学实现技术方法研究

虚拟训练系统的远程教学实现技术方法研究

张,盼  ,季武强

中航西安飞机工业集团股份有限公司  客户服务部 

摘要：随着网络信息化建设的不断发展，远程训练技术已逐渐成为打破传统环境下本地教学模式的新兴技术，本文以满足实现虚拟训练系统的远程教学为目标，分析需要面临解决的实际问题，研究实现远程教学的技术方法及可行性，从而满足实现虚拟训练的远程教学目的，提出的一种解决该问题的途径和方法，提升了该训练系统的教学手段，拓展并满足了新形势下的培训市场环境需求。

关键词：远程训练；虚拟训练；BS架构

引言：

随着信息与通讯技术的快速发展，远程技术得到了长足进步，并被广泛的应用于教育、医疗等领域，诸多行业为了保证工作业务高效提升和持续发展，采用突破技术性的远程训练方式从而推动业务领域的发展优势。

虚拟训练系统是利用虚拟仿真技术并结合用户训练需求建立的一套桌面式模拟训练系统，结合计算机技术以硬件为支撑平台，通过软件设计等手段进行建模构建逼真的训练场景，从而满足维护人员的实际训练需求。受限于网络条件和软件架构的特殊性，该套训练系统采用现场授课的方式达到日常教学目的，随着训练任务的增长和远程技术的发展，常规的教学方式呈现出了一定的不足，该套训练系统面临着教学方式的改进。本文对实现远程训练技术面临的问题进行了分析，重点研究解决该问题的技术方法及可行性，从而实现远程教学的训练目的。

一、远程教学实现的技术方式

远程教学技术的最核心任务就是研究开发便利于学生自主学习的网络文化交互式学习资源，这些开发涉及数据管理、媒体、编程、网络等各个方面的技术，这些技术有不同的解决方案，而 XML和基于XML规范的各种应用技术可以以统一的方式来满足这些技术要求，是网络远程教学实现技术的最优秀的整体解决方案。

（1）网络远程教学媒体技术

媒体技术是网络远程教学实现的最基本技术，一种是物理实体，另一种是承载和表示信息的符码系统，网络远程教学主要关注的是软媒体相关的开发和运用等技术。媒体文件格式包括文本文件（TXT、HTML、PDF等）、图像（BMP/GIF/JPG/PNG等）、视频（AVI/DV/MPEG/MOV/PPJ等）、图形（EPS/PICT/WMF/AI等）、动画（SWF/SVG/WRL/MA等）。

（2）网络远程教学交互技术

网络远程教学资源在Web服务器发布，学习者使用浏览器浏览学习，学习者首先使用IE向服务器发送资源请求，服务器根据资源文件类型预处理后发送到浏览器，浏览器装载XHTML文档并显示文档，在XHTML文档中使用脚本语言，可满足网络远程教学信息的交互式传播。服务器端交互需要使用ASP文档，ASP文档等组成的网络远程教学资源在Web服务器发布，学习者使用浏览器学习，服务区端数据典型的有XML数据、ACCESS关系型数据库、SQL Server关系型数据库等。

（3）运行环境与技术平台

网络课程本质上都必须是（Browser/Server,浏览器、服务器B/S）模式的Web资源及其应用系统，才能保证资源的迁移、组合，并符合教学资源的统一、再生、维护、更新、互联等理念。

二、虚拟训练系统结构特征

虚拟训练系统是一种典型的CS架构(Client-Server客户端-服务器)，该系统以局域网形式部署于本地教学环境内，每台主机安装一套虚拟训练系统，可独立运行，将一台计算机设置为服务器，通过交换机与教室其他计算机相连，共享同一个数据库中的数据，网络结构如下图所示。

图1 虚拟训练系统网络结构图

该系统开发语言为C#、C++，系统框架使用VS2010（C#）开发，主要开发软件有VS 2010、Maya、Unity3D、Flash、MySql等。

三、虚拟训练系统远程教学技术方法

基于远程教学技术的实现机理和虚拟训练系统的框架结构，可以看出远程教学技术的实现必须是（Browser/Server,浏览器、服务器B/S）模式的Web资源及其应用系统，而虚拟训练系统是典型的CS架构。因此我们要实现基于该系统下的远程教学方式面临的问题，第一，不同架构之间的转变方法和可行性；第二，在架构不变的情况下实现远程教学的技术方法。

（1）BS架构与CS架构特征

CS架构是Browser-Server（浏览器-服务器），所有网站都是BS。C/S客户端的计算机电脑配置要求较高，每一个客户端都必须安装和配置专用的软件，且每一个客户端都要进行升级和维护，对信息安全的控制能力很强。B/S客户端的计算机电脑配置要求较低，不用安装任何专门的软件，只要有一个浏览器就可以，且客户端不必安装及维护。

（2）远程训练技术实现方法

1.1从C/S到B/S架构转变

从C/S架构和B/S架构的特点可以看出，B/S架构具有一定的便捷性和高效性，因此要实现虚拟训练系统的远程教学技术，其中一种方法就是该系统软件设计C/S架构更改为可实现远程技术的B/S架构。转换和开发 Browser/Server模式的应用程序的解决方案有很多，例如ASP、VBScript等技术，这些技术是微软提倡Web开发技术。使用这些技术开发Browser/Server模式应用程序时，程序员必须在脚本语言中建立ASP对象，再由ASP对象建立ADO对象技术存储数据、再把取得的数据转换为HTML格式，最后通过Web服务器回传给客户端的浏览器显示出来。以这种技术实现取得的数据是静态数据，如需开发能够更新数据的Web应用程序，程序员必须编写大量的程序代码在ASP中处理数据的更新。虚拟训练系统软件功能模块较多，底层运行程序量较大，要通过该技术全面实现符合远程训练要求的系统架构，必须经过大量的软件代码编辑和更改，工作量及工作难度较大，因此该方法适用于系统更改较小的程序软件。

1.2基于硬件扩容的远程控制技术

虚拟训练系统在本地客户端进行安装操作的运行软件，通过SQL数据库进行数据信息管理和更新。要实现系统的远程教学，首先将虚拟训练系统在异地客户端不断的复制扩容，然后将数据库放置在服务器端，实现硬件环境的教学环境布置。其次，分析虚拟训练系统功能信息数据，统计用于教学过程交互和更新的功能模块，将该模块数据下的运行程序代码更改至符合B/S架构下的数据接口要求，从而实现远程教学的数据交互。最后，通过远程投屏控制软件实现教学过程中操作画面的显示和互动，从而达到远程教学目的。该方法的实现软件程序更改较小，但硬件配置要求较高，同时对于远程网络和服务器响应的流畅性、安全性要求也较高。

结语：

综上所述，虚拟训练系统要实现远程教学的方法有很多种，针对面临的问题种类分析解决它的不同方法，综合性评判技术可行性、经济可行性、风险因素控制可行性等方面，才能够更加合理的解决并实现该系统的远程培训技术，也为该类技术问题的拓展提供方法和思路。

参考文献：

[1]郑斌，李小勇.一种基于BS架构的车载嵌入式系统维护软件的设计与实现.铁道机车车辆第40卷第5期，2020（05）-0040-04.

[2]黄敏,方明.基于云计算的教师远程培训系统架构设计.成都师范学院学报第30卷第11期，5642.2014.11.106.