筆記本電腦維修虛擬仿真學(xué)習(xí)平臺的 設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：本文提及的筆記本電腦維修虛擬仿真學(xué)習(xí)平臺是為中職?！肮P記本電腦維修”課程教學(xué)、實(shí)訓(xùn)和課堂評價而開發(fā)的交互式教學(xué)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)的“虛擬仿真操作+操作行為實(shí)時反饋”。該學(xué)習(xí)平臺集在線學(xué)習(xí)、筆記本電腦虛擬拆裝功能、故障排查功能、實(shí)時反饋功能、故障實(shí)例題庫、拆裝微課、故障排查微課等于一體，突破了傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐機(jī)會少、教師難以掌握學(xué)生出錯思維以及缺乏互動反饋等局限。經(jīng)作者學(xué)校課堂實(shí)踐應(yīng)用，教學(xué)效率及學(xué)習(xí)效果均有提高。

關(guān)鍵詞：筆記本電腦;虛擬仿真;學(xué)習(xí)平臺;故障排查

中圖分類號：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2020）05/06-0151-04

● 引言

筆記本電腦維修是中等職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)與數(shù)碼產(chǎn)品維修專業(yè)二年級學(xué)生必修的一門專業(yè)核心課程，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生從事筆記本電腦拆組裝，故障檢測、判定及維修，整機(jī)維修流程的組織與實(shí)施等專業(yè)技能。在實(shí)際操作時，由于筆記本電腦制造工藝的精密性，學(xué)生在筆記本電腦整機(jī)拆組裝以及故障排查過程中稍微的操作不慎就可能會對機(jī)器造成新的損壞，使維修過程變得更加復(fù)雜。課堂教學(xué)中由于學(xué)生人數(shù)多、筆記本電腦故障的排查過程較為復(fù)雜，教師無法同時關(guān)注所有學(xué)生的實(shí)踐操作，了解每位學(xué)生的故障排查思路，難以對學(xué)生的觀察能力、動手能力、協(xié)作能力、工作態(tài)度等進(jìn)行評價，操作過程實(shí)時評價缺失，課堂效率低下。同時，由于教師很難提供足夠的筆記本電腦故障設(shè)備，只能用單一的實(shí)例進(jìn)行實(shí)踐操作，學(xué)生難以在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)進(jìn)行多次故障排查，導(dǎo)致操作次數(shù)少，無法形成有效的筆記本電腦故障診斷思路，教學(xué)目標(biāo)難以達(dá)成。

針對這些教學(xué)困惑和痛點(diǎn)，筆者所在教研團(tuán)隊(duì)開展了一系列的探索研究工作，并開發(fā)了一套筆記本電腦維修虛擬仿真學(xué)習(xí)平臺系統(tǒng)，通過將虛擬仿真操作有效融合到筆記本電腦維修日常教學(xué)過程中來輔助教學(xué)，使教學(xué)質(zhì)量得以有效提高。

● 總體設(shè)計(jì)

筆記本電腦維修虛擬仿真學(xué)習(xí)平臺的研發(fā)，將虛擬拆裝功能、故障排查功能、實(shí)時反饋功能、故障實(shí)例題庫、拆裝微課、故障排查微課等資源進(jìn)行整合，課堂教學(xué)中采用虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生課前、課后也可以隨時通過電腦、平板登錄學(xué)習(xí)平臺，充分利用碎片時間進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)平臺總體設(shè)計(jì)如下頁圖1所示。

學(xué)習(xí)平臺開發(fā)過程中應(yīng)用了多種技術(shù)，平臺采用基于B/S架構(gòu)的軟件體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用Pure MVC框架——一種基于MVC（Model View Controller）模式建立的一個輕量級應(yīng)用框架[1]、Visual Studio Code編輯器、Egret Engine引擎以及JAVA程序設(shè)計(jì)語言，實(shí)現(xiàn)客戶端的研發(fā);使用Spring MVC框架——一種基于Java的實(shí)現(xiàn)了Web MVC設(shè)計(jì)模式的請求驅(qū)動類型的輕量級Web框架[2-3]、Eclipse編輯器、Tomcat+JDK運(yùn)行環(huán)境、MySQL數(shù)據(jù)庫以及TypeScript程序設(shè)計(jì)語言，實(shí)現(xiàn)后臺的研發(fā)。

● 主要功能介紹

筆記本電腦維修虛擬仿真學(xué)習(xí)平臺包含四大功能（虛擬拆裝功能、故障排查功能、實(shí)時反饋功能和在線學(xué)習(xí)功能）和一個題庫（故障實(shí)例題庫）。故障實(shí)例題庫+故障排查功能+實(shí)時反饋功能，增加了學(xué)生的操作次數(shù)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的過程性數(shù)據(jù)采集，全程記錄學(xué)生實(shí)際操作的學(xué)習(xí)痕跡，幫助教師及時掌握學(xué)生對各類故障的排查能力，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)，提升課堂效率;虛擬拆裝功能+故障排查功能+在線學(xué)習(xí)功能，打破了筆記本電腦維修課程只能在實(shí)訓(xùn)室里真機(jī)操練的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，實(shí)現(xiàn)了不受時間地點(diǎn)限制的課前、課后線上學(xué)習(xí)模式，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主操練的主動性。

1.虛擬拆裝功能

登錄虛擬拆裝功能界面，能夠進(jìn)行筆記本電腦各部件的拆組裝，包括電池、D殼擋板、硬盤、內(nèi)存、無線網(wǎng)卡、鍵盤及鍵盤排線、主板各排線、風(fēng)扇及CPU導(dǎo)熱管、屏幕轉(zhuǎn)軸、顯示屏及顯示屏排線等，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)筆記本電腦的拆裝步驟及注意事項(xiàng)，并熟記筆記本電腦的功能部件。

2.故障排查功能

登錄故障排查功能界面，通過故障實(shí)例題庫發(fā)布故障排查題目，學(xué)生能夠在虛擬排查過程中按照“觀察→檢測→診斷”的排查思路進(jìn)行筆記本電腦各類常見故障排查。學(xué)生在課前完成故障排查引導(dǎo)題，課中完成限時故障排查任務(wù)，課后完成個性化故障排查題目。

3.實(shí)時反饋功能

實(shí)時反饋功能實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的過程性數(shù)據(jù)采集，全程記錄學(xué)生實(shí)際操作的學(xué)習(xí)痕跡，包括操作用時、操作結(jié)果，并形成排查思路流程圖（如圖2）;依據(jù)全班同學(xué)的操作用時、正確排查故障個數(shù)，形成班級排名數(shù)據(jù)。在操作過程中，實(shí)時反饋功能自動記錄并呈現(xiàn)學(xué)生的排查思路流程圖，教師能夠?qū)崟r掌握學(xué)生的故障排查思路，并通過將學(xué)生排查思路流程圖與故障實(shí)例題庫中標(biāo)準(zhǔn)排查思路流程圖（如圖3）進(jìn)行比對，幫助學(xué)生掌握快速準(zhǔn)確的故障排查思路。

4.在線學(xué)習(xí)功能

在線學(xué)習(xí)功能包括拆裝微課和故障排查微課兩大部分，學(xué)生可以下載或在線觀看，方便課前預(yù)習(xí)和課后鞏固復(fù)習(xí)。筆記本電腦拆裝微課的制作是以惠普PROBOOK 450G2為例，示范筆記本電腦的電池、D殼小擋板、硬盤、光驅(qū)、內(nèi)存條、鍵盤排線、鍵盤、C殼、主板，以及顯示屏模組的拆組裝步驟和注意事項(xiàng)。拆裝微課共分為D殼及其零部件的拆卸、鍵盤及鍵盤排線的拆卸、主板及其零部件的拆卸、顯示屏模組的拆卸、顯示屏模組的組裝、主板及其零部件的組裝、鍵盤及鍵盤排線的組裝、D殼及其零部件的組裝等8個微課。

故障排查微課與故障實(shí)例題庫中的題目一一對應(yīng)，分別針對不進(jìn)系統(tǒng)、藍(lán)屏死機(jī)、運(yùn)行慢、溫度高、輸入設(shè)備、顯示故障、聲音故障、網(wǎng)絡(luò)故障、存儲設(shè)備故障等筆記本電腦九大類故障中各種常見故障現(xiàn)象，按照故障現(xiàn)象→原因分析→排查過程→診斷結(jié)果的順序制作。例如，顯示故障中包含屏幕沒有畫面，硬盤有運(yùn)轉(zhuǎn)聲音、電腦運(yùn)行中黑屏、顯示花屏、白屏故障、水波紋故障、播放存儲的高清影片卡、單機(jī)游戲時畫面出現(xiàn)破損或延時、游戲時不能全屏顯示、屏幕顯示偏色（偏紅/綠/藍(lán)）、顯示器無畫面，出現(xiàn)out of range信息、顯示器有壞點(diǎn)（亮點(diǎn)、暗點(diǎn)或顏色點(diǎn)）、顯示字體模糊、顯示倒置，上下顛倒，左右顛倒等13種故障現(xiàn)象，共計(jì)38個故障點(diǎn)的微課視頻。

5.故障實(shí)例題庫

與企業(yè)合作收集真實(shí)的、典型的、可操作的常見筆記本電腦故障維修案例，形成故障實(shí)例題庫。常見的筆記本電腦故障可分為不進(jìn)系統(tǒng)、藍(lán)屏死機(jī)、運(yùn)行慢、溫度高、輸入設(shè)備故障、顯示故障、聲音故障、網(wǎng)絡(luò)故障、存儲設(shè)備故障等九大類，而各類故障又包含若干個常見故障現(xiàn)象及對應(yīng)的故障點(diǎn)。故障實(shí)例題庫中包括故障現(xiàn)象、原因分析（觀察）、排查過程（檢測）、排查結(jié)果（診斷）、題號等，下表為“屏幕沒有畫面，硬盤有運(yùn)轉(zhuǎn)聲音”故障實(shí)例樣表。故障實(shí)例題庫中包含若干道故障題目及其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)排查思路流程圖，方便學(xué)生進(jìn)行比對。

● 虛擬仿真學(xué)習(xí)平臺的應(yīng)用

1.課前自主學(xué)習(xí)

（1）熟記部件，了解故障排查流程

課前，學(xué)生登錄學(xué)習(xí)平臺，通過虛擬拆裝功能界面，進(jìn)行筆記本電腦整機(jī)拆裝，熟記筆記本電腦相關(guān)部件，并觀看本次課將要學(xué)習(xí)的故障排查微課。之后點(diǎn)擊進(jìn)入故障排查功能界面，獲取故障排查引導(dǎo)題，按照“觀察→檢測→診斷”排查思路的引導(dǎo)，初次完成本次課將要學(xué)習(xí)的故障排查。

（2）依據(jù)實(shí)時反饋功能的數(shù)據(jù)，為教學(xué)設(shè)計(jì)提供依據(jù)

實(shí)時反饋功能直觀地反映學(xué)生的故障排查結(jié)果，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示正確排故的學(xué)生人數(shù)，以及每位學(xué)生的排查用時、錯誤排查次數(shù)，這些數(shù)據(jù)為教師接下來的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

2.課中合作探究

（1）呈現(xiàn)課前排故結(jié)果，初建“觀察→檢測→診斷”排查思路

首先，教師呈現(xiàn)課前學(xué)生的排查結(jié)果，根據(jù)實(shí)時反饋功能的排名數(shù)據(jù)，選取學(xué)生代表分享其故障排查思路。教師通過將學(xué)生排查思路流程圖與故障實(shí)例題庫中標(biāo)準(zhǔn)排查思路流程圖進(jìn)行比對，分析該故障的原因及排查過程，總結(jié)歸納出常見筆記本電腦的此類故障現(xiàn)象及排查方法，幫助學(xué)生初步建立“觀察→檢測→診斷”的故障排查思路。

（2）全班開展限時競賽，掌握“觀察→檢測→診斷”排查思路

學(xué)生登錄學(xué)習(xí)平臺，進(jìn)入排故界面依次獲取四道故障題目，15分鐘內(nèi)完成故障排查任務(wù)，訓(xùn)練在虛擬環(huán)境中掌握“觀察→檢測→診斷”的故障排查思路。實(shí)時反饋功能顯示學(xué)生排查結(jié)果，根據(jù)排名數(shù)據(jù)選取優(yōu)秀學(xué)生代表上臺分享其故障排查思路。教師通過將學(xué)生排查思路流程圖與故障實(shí)例題庫中標(biāo)準(zhǔn)排查思路流程圖進(jìn)行比對，總結(jié)故障的原因及排查過程。

（3）真機(jī)操作實(shí)踐鞏固，運(yùn)用“觀察→檢測→診斷”排查思路

故障排查功能依據(jù)學(xué)生虛擬排查結(jié)果進(jìn)行差異分組，排名靠前的學(xué)生擔(dān)任組長。分小組獲得一臺故障機(jī)，運(yùn)用已形成的故障排查思路在真機(jī)演練中快速準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)。之后，由用時最短的小組組長上臺分享故障現(xiàn)象、原因分析、排查過程、診斷結(jié)果以及小組成員分工情況，教師點(diǎn)評。

（4）開展組間限時競賽，養(yǎng)成“觀察→檢測→診斷”排查思路

全班進(jìn)行組間限時競賽，每個小組的每位成員從故障實(shí)例題庫中隨機(jī)獲取故障題目，按照已形成的“觀察→檢測→診斷”思路進(jìn)行故障排查。實(shí)時反饋功能在15分鐘之內(nèi)記錄每個小組成功排查故障的個數(shù)及排查行為數(shù)據(jù)，成功排查故障個數(shù)最多的小組獲得冠軍。冠軍小組上臺，展示多個故障排查流程圖，分享故障排查思路。

（5）教師點(diǎn)評

教師總結(jié)回顧，對學(xué)生“觀察→檢測→診斷”排查思路的養(yǎng)成情況進(jìn)行點(diǎn)評。

3.課后鞏固提升

教師依據(jù)課前、課中的反饋數(shù)據(jù)，為每位學(xué)生推薦觀看具有針對性的故障排查微課;針對每位學(xué)生的不足之處從故障實(shí)例題庫中推送個性化的故障排查題目，并提供指導(dǎo)建議。學(xué)生觀看視頻，完成故障排查任務(wù)。

● 結(jié)論

筆者所在教研團(tuán)隊(duì)依托計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，研發(fā)了筆記本電腦維修虛擬仿真學(xué)習(xí)平臺，形成了虛擬仿真與真機(jī)操作相結(jié)合的教學(xué)體系。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，該學(xué)習(xí)平臺增加了學(xué)生的故障排除次數(shù)，提升了故障排查正確率，縮減了真機(jī)故障排查耗時，提升了課堂效率，為中職校同類專業(yè)課程的教學(xué)改革提供了借鑒。學(xué)習(xí)平臺中的故障實(shí)例題庫為學(xué)生故障排查提供了真實(shí)的、典型的、可操作的案例，但是由于筆記本電腦品種繁多，故障類型復(fù)雜，今后還需繼續(xù)加強(qiáng)對故障案例的收集，不斷豐富故障實(shí)例題庫。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉淦.基于Spring MVC框架下的配置管理平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2017.

[3]王姝賢.基于Spring MVC框架下的圖片視頻庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京交通大學(xué)，2018.

作者簡介：徐燕（1982—）女，湖北宜城人，碩士，講師，主要從事計(jì)算機(jī)信息技術(shù)研究。

基金項(xiàng)目：2019年度校級重點(diǎn)課程建設(shè)“筆記本電腦檢測與維護(hù)”（課題編號：6601038）。