VR/AR技術(shù)在高職院校教學(xué)及實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究

項(xiàng)婷婷 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院信息中心 楚曉麗 廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心

VR/AR技術(shù)在高職院校教學(xué)及實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用研究

項(xiàng)婷婷 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院信息中心 楚曉麗 廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心

VR/AR技術(shù)日益成熟，逐步走進(jìn)大學(xué)課堂，是對(duì)教師的信息化教學(xué)模式的根本變革。VR/AR場(chǎng)景真實(shí)并且能夠交互，作為注重實(shí)訓(xùn)操作的高職院校來(lái)說(shuō)，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性。本文闡述了VR/AR技術(shù)的應(yīng)用背景、在高職教學(xué)中的必要性及重要意義，同時(shí)對(duì)目前VR/AR技術(shù)在教育教學(xué)中的不足做出思考。

1 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality VR）技術(shù)包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality AR）、沉浸式VR、桌面VR等系列技術(shù)，國(guó)內(nèi)及國(guó)際行業(yè)巨頭正在密切關(guān)注其發(fā)展：

1.1 國(guó)家政策支持及國(guó)際巨頭投入巨大

十三五規(guī)劃綱要中指出支持新一代信息技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)與互動(dòng)影視等新興前沿領(lǐng)域創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化，形成一批新增長(zhǎng)點(diǎn)。近幾年，VR/AR技術(shù)飛速發(fā)展，穿戴式外設(shè)性能迅速提升和價(jià)格大幅下降，為拓展VR應(yīng)用領(lǐng)域奠定良好的基礎(chǔ)?！癡R+教育”是VR應(yīng)用最有前景的應(yīng)用領(lǐng)域之一。Facebook不久前擬投入1000萬(wàn)美元做VR教育。谷歌和微軟分別推出了Google Cardboard概念和Hololens。

1.2 應(yīng)用效果顯著

在航空航天、裝備制造等戰(zhàn)略行業(yè)應(yīng)用成果令人矚目，波音777機(jī)型和空客380機(jī)型研發(fā)、奔馳寶馬公司的虛擬樣車及當(dāng)前美國(guó)40%的軍事訓(xùn)練都是應(yīng)用VR/AR環(huán)境中進(jìn)行。

1.3 市場(chǎng)前景

據(jù)國(guó)家廣告研究院等多家機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《2016年上半年中國(guó)VR用戶行為研究報(bào)告》中統(tǒng)計(jì)，2016年上半年國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真的潛在用戶預(yù)計(jì)達(dá)到4.5億，重度用戶約為237萬(wàn)，淺度用戶預(yù)計(jì)2700萬(wàn)，國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真市場(chǎng)將會(huì)迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，市場(chǎng)前景巨大。用戶群體中80、90后占據(jù)主導(dǎo)地位，其中6-30歲之間的85后，比例達(dá)到28.4%，用戶群體范圍也從北上廣深等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市向全國(guó)范圍擴(kuò)散趨勢(shì)明顯。

2 VR/AR技術(shù)在高校中的應(yīng)用

VR/AR技術(shù)正逐步的走進(jìn)大學(xué)課堂，因?yàn)閂R/AR技術(shù)可以在以下方面應(yīng)用效果顯著：

第一，將VR/AR資源庫(kù)應(yīng)用于信息化教學(xué)。VR/AR資源庫(kù)內(nèi)容以虛擬仿真制作具有較強(qiáng)交互性、沉浸性的虛擬現(xiàn)實(shí)課堂教學(xué)場(chǎng)景，使課堂教學(xué)由傳統(tǒng)模式向信息化教學(xué)的根本改變，創(chuàng)新信息化教學(xué)手段，能夠讓師生足不出戶就可以進(jìn)行逼真的實(shí)操訓(xùn)練。

第二，VR/AR在市場(chǎng)中已經(jīng)逐步形成產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈涉及硬件制作，內(nèi)容制作、內(nèi)容生產(chǎn)工具制作、內(nèi)容平臺(tái)搭建和系統(tǒng)研發(fā)。高?？梢詫R/AR產(chǎn)業(yè)鏈引入到專業(yè)建設(shè)中，如可以通過(guò)VR教學(xué)云平臺(tái)和VR虛擬現(xiàn)實(shí)仿真軟件、人機(jī)交互追蹤設(shè)備等工具來(lái)保證師生共同快速的制作VR教學(xué)資源內(nèi)容，VR教學(xué)資源內(nèi)容范圍將針對(duì)實(shí)操領(lǐng)域的高風(fēng)險(xiǎn)、高成本、不可及、不可逆的教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如園林設(shè)計(jì)模擬、建筑施工生命周期VR模擬、科普文博、VR旅游、VR視頻直播等來(lái)進(jìn)行開發(fā)。不僅有利于創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展，還可以通過(guò)建設(shè)VR/ AR領(lǐng)域相關(guān)品牌課程，打造品牌專業(yè)。如北航等高校已經(jīng)建立了VR/AR實(shí)驗(yàn)室，主要致力于VR/AR研發(fā)和應(yīng)用，教育部已建成200多個(gè)虛擬仿真教學(xué)中心。

第三，VR/AR重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)入課堂，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，為市場(chǎng)輸送VR/AR專業(yè)人才。

3 在高職院校中的應(yīng)用

高職院校不同于一般本科院校，以提高學(xué)生實(shí)訓(xùn)能力，培養(yǎng)市場(chǎng)需要的人才為主，VR/AR資源庫(kù)的虛擬仿真教學(xué)及實(shí)訓(xùn)素材對(duì)于高職院校來(lái)說(shuō)尤其重要，在高職院校教學(xué)中應(yīng)用的意義：

3.1 利于推進(jìn)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變

VR/AR課堂為學(xué)生提供多種形式的虛擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景和學(xué)習(xí)環(huán)境，打破時(shí)空的限制，將虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合，與虛擬世界進(jìn)行互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，提升學(xué)生的真實(shí)體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的自住學(xué)習(xí)能力。VR/AR技術(shù)是多種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和多樣學(xué)科的交叉和融合，采用多感知、存在感、交互性、自主性參與的學(xué)習(xí)方式，將VR/AR技術(shù)應(yīng)用于課堂，是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的變革，使師生足不出戶就可以使用虛擬化的真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練。

3.2 推動(dòng)課程建設(shè)

VR/AR技術(shù)可以應(yīng)用于各個(gè)專業(yè)，將VR/AR技術(shù)與各專業(yè)建設(shè)結(jié)合，能夠形成新的、適應(yīng)市場(chǎng)的、利于就業(yè)的學(xué)科。

3.3 利于產(chǎn)生新的就業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)

VR/AR應(yīng)用市場(chǎng)逐步擴(kuò)大，但是市場(chǎng)的人才并不充足，開展VR應(yīng)用的高校不多，我校占領(lǐng)就業(yè)市場(chǎng)先機(jī)，能夠?yàn)槭袌?chǎng)培育更多的VR相關(guān)創(chuàng)新型、應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才。

3.4 推動(dòng)產(chǎn)—學(xué)—研成果轉(zhuǎn)化

有利于在VR/AR項(xiàng)目開發(fā)、解決方案研制、資源庫(kù)開發(fā)，關(guān)鍵技術(shù)研究，專業(yè)技術(shù)攻關(guān)、大數(shù)據(jù)分析/可視化等專業(yè)領(lǐng)域的成果轉(zhuǎn)化，擴(kuò)展社會(huì)服務(wù)能力。

4 展望

對(duì)于其他成熟的教育技術(shù)，VR/AR技術(shù)在教育中的應(yīng)用還處于簡(jiǎn)單呈現(xiàn)、交互不深等初步階段，隨著技術(shù)人員對(duì)VR/ AR資源的研究與深入，VR/AR技術(shù)會(huì)逐步成為新型有效的教學(xué)手段。職業(yè)院校學(xué)生人數(shù)約占我國(guó)高校50%，高職院校數(shù)量約占高校50%，廣東省作為全國(guó)職業(yè)教育大省，職業(yè)院校學(xué)生在全國(guó)新增技術(shù)技能人才中占比達(dá)70%，職業(yè)教育直接關(guān)乎提高勞動(dòng)者素質(zhì)這一教育戰(zhàn)略，而職業(yè)教育更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐訓(xùn)練，因此VR在職業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用值得深刻研究。目前，廣東省內(nèi)高校建設(shè)VR/AR實(shí)訓(xùn)基地的數(shù)量不超過(guò)10所，高職院校僅有3所，VR技術(shù)的就業(yè)市場(chǎng)前景廣闊，為VR技術(shù)人才培養(yǎng)提供了思路。

[1]張志禎.虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用：追求身心一體的教育.[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育,2016.6：5-15

[2]王同聚.虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用與前景展望.[J].數(shù)字教育,2017.1：1-10

[3]蔡蘇,張晗等.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）在教學(xué)中的應(yīng)用案例評(píng)述.[J].中國(guó)電化教育,2017.3（362）：1-9