職業(yè)教育中運(yùn)用VR技術(shù)的SWOT分析

摘 要 VR技術(shù)在職業(yè)教育中應(yīng)用有其優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)，也面臨著各種機(jī)會(huì)和威脅，在進(jìn)行SWOT分析的基礎(chǔ)上，本文提出VR技術(shù)在職業(yè)教育中應(yīng)用需要技術(shù)開發(fā)企業(yè)的努力，更需要資本市場(chǎng)及政府政策的支持。

【關(guān)鍵詞】職業(yè)教育 VR SWOT

隨著政策的推動(dòng)，職業(yè)教育近年發(fā)展如火如荼。職業(yè)教育作為產(chǎn)-學(xué)-研一體化的重要催化劑，不管是在教育領(lǐng)域還是在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，都起著重要而特殊的作用。當(dāng)前職業(yè)教育存在嚴(yán)重的問題亟需改革。

（1）教學(xué)模式老舊。職業(yè)教育沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以教師課堂教學(xué)為主，教學(xué)內(nèi)容偏理論化。由于擔(dān)心學(xué)生技術(shù)不熟練損壞機(jī)器設(shè)備或發(fā)生安全事故等風(fēng)險(xiǎn)，許多學(xué)校會(huì)壓縮實(shí)操課課時(shí)，導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手能力差。

（2）教學(xué)與企業(yè)割裂。一方面，高校老師本身缺乏必要的工作崗位實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不清楚企業(yè)的實(shí)際運(yùn)行和生產(chǎn)情況，導(dǎo)致實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐操作相分離。另一方面，考慮到學(xué)生實(shí)習(xí)過程中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，學(xué)校對(duì)學(xué)生到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等實(shí)踐課不積極，企業(yè)對(duì)學(xué)生這種流動(dòng)性大，就業(yè)不明確的群體也不太支持。學(xué)生在學(xué)習(xí)及操作中都無法較深入的了解并參加企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)，嚴(yán)重影響職業(yè)技術(shù)院校學(xué)生素質(zhì)。鑒于教育改革的復(fù)雜性及職業(yè)教育存在問題的窘迫性，通過技術(shù)推動(dòng)職業(yè)教育變革是不二之選。

VR技術(shù)可以很好地解決職業(yè)教育面臨的這些問題，利用虛擬教學(xué)系統(tǒng)打破時(shí)間和空間的限制，模擬學(xué)生學(xué)習(xí)工作中遇到的各種問題，對(duì)學(xué)生提出的各種假設(shè)構(gòu)造模型，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和潛力，便利學(xué)生的技能訓(xùn)練。而學(xué)校利用虛擬現(xiàn)實(shí)教育系統(tǒng)建立各種虛擬實(shí)驗(yàn)室，節(jié)省實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)踐場(chǎng)地，供學(xué)生不限次數(shù)操作。通過推廣標(biāo)準(zhǔn)化沉浸式教學(xué)內(nèi)容，讓不同級(jí)別的學(xué)校享有均等的教學(xué)資源，緩解優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源不足、不均的問題。

1 VR技術(shù)概述

VR，即虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality），是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。 VR技術(shù)是基于綜合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)模擬與仿真等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于三維動(dòng)畫、系統(tǒng)仿真、科學(xué)可視化等領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要有四種類型：

1.1 桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

基于普通計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)與虛擬環(huán)境產(chǎn)生交互。該系統(tǒng)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行、設(shè)備價(jià)格低廉，但虛擬體驗(yàn)性不強(qiáng)。

1.2 共享型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

多個(gè)用戶基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)同時(shí)參加一個(gè)虛擬空間共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷，產(chǎn)生交互。該系統(tǒng)和桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)類似。

1.3 沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

用戶借助頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等設(shè)備與虛擬環(huán)境產(chǎn)生交互。該系統(tǒng)特點(diǎn)是沉浸性深、交互效果最好，但設(shè)備價(jià)格昂貴，普及推廣較難。

1.4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬和仿真現(xiàn)實(shí)世界，增強(qiáng)用戶對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受，如現(xiàn)實(shí)中無法感知或不方便的感受。

2 VR技術(shù)在職業(yè)教育中的SWOT分析

VR技術(shù)在教育領(lǐng)域，尤其是職業(yè)教育中運(yùn)用廣泛，能夠非常明顯的彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，增強(qiáng)操作性。本文通過對(duì)VR技術(shù)在職業(yè)教育中的虛擬教學(xué)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)、機(jī)遇、威脅（即SWOT）分析，以更好地評(píng)價(jià)利用VR技術(shù)在職業(yè)教育中進(jìn)行虛擬教學(xué)的適應(yīng)性，如圖1。

2.1 VR虛擬教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

2.1.1 實(shí)操環(huán)境逼真

利用VR技術(shù)設(shè)計(jì)逼真的三維虛擬環(huán)境，能夠使學(xué)生置身于虛擬的3D學(xué)習(xí)環(huán)境中，體驗(yàn)真機(jī)實(shí)訓(xùn)不可能觀察到的各部件以及重要部件獨(dú)立工作的原理，學(xué)生能夠自己動(dòng)手操作儀器，更好地了解儀器設(shè)備的構(gòu)造、安裝與操作。

2.1.2 交互性好

充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的可交互性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師之間正常教學(xué)般的互動(dòng)。基于系統(tǒng)的共享性，所有學(xué)生可以共享資源，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和操作能力。

2.1.3 不受時(shí)空限制

基于VR技術(shù)的虛擬教學(xué)支持用戶采用登錄并訪問服務(wù)器的方式進(jìn)行遠(yuǎn)程應(yīng)用及管理。一方面，學(xué)生可以不限時(shí)間和空間利用VR教學(xué)設(shè)備學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容及深度可以根據(jù)自己的興趣和理解程度而定。與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比，大大提高學(xué)習(xí)效率，同時(shí)充分挖掘了學(xué)生的興趣愛好。另一方面，這種學(xué)習(xí)方式可實(shí)現(xiàn)學(xué)生和老師同時(shí)登陸設(shè)備進(jìn)行真人“面對(duì)面”的教學(xué)，比尋求家教更方便，更高效。

2.1.4 教學(xué)成本低

首先，利用VR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的環(huán)境和條件都是虛擬的，長(zhǎng)期來看，教學(xué)成本非常低廉?；赩R技術(shù)支持可建立各種虛擬實(shí)踐操作室和虛擬實(shí)訓(xùn)基地，如汽車維修、機(jī)床加工、園林植物生長(zhǎng)系統(tǒng)、設(shè)備制造等，其“設(shè)備”與“部件”也是虛擬的，可以根據(jù)需要隨時(shí)生成新的設(shè)備。其次，根據(jù)實(shí)踐發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容可以較為容易的不斷更新。在廣泛的領(lǐng)域提供給學(xué)生無限的虛擬操作體驗(yàn)，從而不斷鞏固學(xué)生的知識(shí)掌握，增強(qiáng)操作體驗(yàn)。再次，VR技術(shù)的沉浸性和交互性，非常有利于學(xué)生排除干擾進(jìn)行技能訓(xùn)練。包括外科手術(shù)技能、教學(xué)技能、體育技能、汽車駕駛技能、果樹栽培技能、電器維修技能等。

2.1.5 保證安全及操作效果

由于VR技術(shù)支持的教學(xué)環(huán)境、教學(xué)條件都為虛擬的，因此，學(xué)術(shù)在操作過程中，不會(huì)受到傷害。同時(shí)，進(jìn)行虛擬操作，將不同的操作后果進(jìn)行虛擬化投射，即便學(xué)生操作不當(dāng)，也能保證學(xué)生既了解了操作效果，同時(shí)避免傷害。

2.2 VR虛擬教學(xué)面臨的劣勢(shì)

2.2.1 功能不完善，用戶體驗(yàn)需要加強(qiáng)

已有的虛擬教學(xué)平臺(tái)還處于發(fā)展的初級(jí)階段，功能不夠完善，尤其是用戶體驗(yàn)還需要進(jìn)行完善。目前國(guó)內(nèi)的VR虛擬教學(xué)平臺(tái)主要是提供一些簡(jiǎn)單的三維場(chǎng)景還原課程內(nèi)容場(chǎng)景，便于理解課程內(nèi)容。而長(zhǎng)時(shí)間佩戴VR設(shè)備，眼睛感受到的情境和身體感受到的運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生暈眩和不適感。

2.2.2 硬件與內(nèi)容質(zhì)量不匹配

教學(xué)的核心于不斷提供更好的內(nèi)容共教學(xué)者使用、學(xué)習(xí)。對(duì)于虛擬教學(xué)來說，內(nèi)容是根本，技術(shù)是手段。目前，VR技術(shù)研發(fā)大熱，硬件新品不斷被研發(fā)，設(shè)備性能不斷完善。而VR虛擬教學(xué)極度缺乏內(nèi)容，傳統(tǒng)教學(xué)資源還沒有較為廣泛的應(yīng)用在VR虛擬教學(xué)平臺(tái)中，創(chuàng)新性內(nèi)容更是缺乏，更無法實(shí)時(shí)更新。硬件與內(nèi)容發(fā)展不匹配，使得學(xué)生在使用一段時(shí)間后失去興趣，同時(shí)，昂貴的VR設(shè)備價(jià)格也影響了普及的速度。

2.2.3 對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信帶寬有較高的要求

VR技術(shù)支持的虛擬教學(xué)平臺(tái)主要是基于網(wǎng)絡(luò)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的，對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信帶寬有著較高要求。當(dāng)參加者增加時(shí)，帶寬需求也隨著增加。因此，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信帶寬有較高的要求，并且高度依賴于中心服務(wù)器。

2.3 VR虛擬教學(xué)面臨的機(jī)遇

2.3.1 知識(shí)延伸學(xué)習(xí)

在基于VR技術(shù)的虛擬教學(xué)中，虛擬的情境及效果有助于學(xué)生觀察到在現(xiàn)實(shí)生活中不能或不易觀察到的現(xiàn)象或事物，并提供了極為自然的理想觀察模式。同時(shí)虛擬教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)交互性有助于學(xué)生及時(shí)獲取相關(guān)信息、最新信息，進(jìn)行知識(shí)延伸學(xué)習(xí)。

2.3.2 激發(fā)創(chuàng)造力

將合適的實(shí)驗(yàn)在網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室中表達(dá)出來，并由學(xué)生在這些虛擬實(shí)驗(yàn)室中完成實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生進(jìn)行不易觀察的、有危險(xiǎn)的或費(fèi)用高的實(shí)驗(yàn)，提高多媒體教學(xué)中實(shí)驗(yàn)課的效率。也方便學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷“試錯(cuò)”，虛擬教學(xué)系統(tǒng)將進(jìn)行虛擬，呈現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)果或效果。這樣的學(xué)習(xí)方式將極大地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)的探索性學(xué)習(xí)。

2.3.3 技能培訓(xùn)

VR技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在逼真的虛擬環(huán)境中以自然的方式進(jìn)行交互，非常適于進(jìn)行技能培訓(xùn)，使學(xué)習(xí)者在接近真實(shí)的環(huán)境中更易于掌握相應(yīng)的技能。未來，VR技術(shù)在技能培訓(xùn)領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛椤?/p>

2.4 VR虛擬教學(xué)面臨的威脅

2.4.1 產(chǎn)品的價(jià)格與功能存在博弈

一般來說，物品的功能越豐富，價(jià)格越高，買的人就越少，也就無法實(shí)現(xiàn)普及。而走廉價(jià)路線的VR產(chǎn)品，又會(huì)陷入產(chǎn)品性能不過關(guān)，用戶體驗(yàn)不好等惡性循環(huán)的怪圈中。基于VR的虛擬教學(xué)產(chǎn)品在合理定價(jià)和不斷完善功能方面還將存在很久的博弈。

2.4.2 缺乏龐大的資源庫

完善的VR產(chǎn)品必須要結(jié)合龐大的資源庫，才能發(fā)揮其功能，滿足用戶需求。VR設(shè)備主要是通過對(duì)圖像進(jìn)行處理，然后通過從人體接受過來的感官信號(hào)對(duì)圖像進(jìn)行變換，然后利用顯示設(shè)備展現(xiàn)出三維立體影像，這些都需要龐大的存儲(chǔ)區(qū)域才可以實(shí)現(xiàn)。基于VR技術(shù)的虛擬教學(xué)設(shè)備不僅要存放學(xué)科的全部理論知識(shí)點(diǎn)、三維模擬場(chǎng)景影像、學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄、知識(shí)及考核資源等，要建立一個(gè)龐大的資源庫存放。而建設(shè)資源庫初期投入較大，對(duì)于一般學(xué)校來說極為困難。

3 VR技術(shù)在職業(yè)教育中的普遍應(yīng)用的路徑

VR技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域的應(yīng)用是一項(xiàng)大的變革，耗費(fèi)成本高，長(zhǎng)期效益好，不僅需要技術(shù)開發(fā)企業(yè)的努力，更需要資本市場(chǎng)及政府政策的支持。

3.1 不斷改善技術(shù)，完善產(chǎn)品功能

目前，VR產(chǎn)品在用戶體驗(yàn)、內(nèi)容質(zhì)量等方面還不夠完善，相關(guān)延伸功能也還有待開發(fā)。需要不斷改善技術(shù)，完善產(chǎn)品功能。如對(duì)于用戶體驗(yàn)VR產(chǎn)品出現(xiàn)眩暈、不適感等問題。相關(guān)研究顯示，頭動(dòng)和視野的延遲不能超過 20ms，不然就會(huì)出現(xiàn)眩暈。而低于20ms 的延遲對(duì)于 VR 設(shè)備的技術(shù)要求很高設(shè)備一方面要精確地測(cè)出頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、角度和距離，還要及時(shí)渲染并顯示出畫面，這一切都需要在 20ms 以內(nèi)完成。因此，VR產(chǎn)品要保證畫面的穩(wěn)定流暢和信息的同步。還可以通過使用 OLED 等新型顯示器降低余暉，使物體的軌跡更加接近于物理世界的真實(shí)軌跡，在一定刷新率下不會(huì)產(chǎn)生讓人能夠覺察到拖影。

3.2 尋求政府支持，加速VR技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域的試點(diǎn)及普及

“十一五”規(guī)劃綱要實(shí)施以來，在黨中央和政府的支持推動(dòng)下，我國(guó)職業(yè)教育體系不斷完善。在此過程中，職業(yè)教育發(fā)展面臨的諸多問題都可以通過基于VR技術(shù)的虛擬教學(xué)方式解決?；赩R技術(shù)的虛擬教學(xué)平臺(tái)在建設(shè)初期需要龐大的資金支持，一旦建成，后期只需平臺(tái)維護(hù)及內(nèi)容添加等基本費(fèi)用。長(zhǎng)期來看，極大的節(jié)約了教學(xué)成本。有必要尋求政府支持，在政策及資金等方面支持并加速VR技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域的試點(diǎn)及普及。

3.3 尋求資本支持，市場(chǎng)化的不斷實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品迭代

當(dāng)前VR產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、售價(jià)高昂時(shí)期，以最低成本提供最好用戶體驗(yàn)才是產(chǎn)品迭代的核心和必經(jīng)途徑。而基于VR技術(shù)支持的虛擬教學(xué)平臺(tái)在技術(shù)升級(jí)的過程中，資金始終是邁不過去的坎，這需要VR企業(yè)積極發(fā)揮自身力量尋求資本支持，以不斷實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)，滿足市場(chǎng)需求。

基于VR技術(shù)的虛擬教學(xué)是逼真地模仿現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)過程，給了學(xué)生進(jìn)行操作及獲得間接經(jīng)驗(yàn)的手段，輔助了教學(xué)。但它本身并非就是實(shí)踐，并不能完全取代真實(shí)的實(shí)踐教學(xué)，必須在實(shí)踐中接受檢驗(yàn)。因此，我們建議在職業(yè)學(xué)校的教學(xué)過程中，采用“虛實(shí)結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)模式為最佳選擇。

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作者簡(jiǎn)介

羅超（1985-），男，四川省巴中市人。碩士學(xué)位?，F(xiàn)為廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)工程技術(shù)學(xué)院兼職教師，天津掌通無線科技有限公司珠海分公司總經(jīng)理。研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)新媒體、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

作者單位

1.廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院 廣東省珠海市 519090

2.天津掌通無線科技有限公司珠海分公司 廣東省珠海市 519090