虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職教學(xué)中的應(yīng)用研究

雷玨

[摘 ? ? ? ? ? 要] ? 首先介紹VR技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，然后討論了VR技術(shù)對教育的影響及變革，最后闡述了VR技術(shù)與教育融合過程中應(yīng)該注意的若干問題。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ? 虛擬現(xiàn)實技術(shù);高職教學(xué);應(yīng)用研究

[中圖分類號] ? G712 ? ? ? ? ? [文獻標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? [文章編號] ?2096-0603（2018）27-0130-02

一、VR技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，VR）是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它包含了增強現(xiàn)實（AR）、沉浸式VR、CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實、桌面VR等。雖然VR產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還沒有出臺，但是VR的應(yīng)用卻正在快速滲入各個領(lǐng)域，比如軍事、航空航天、工業(yè)仿真、文物古跡、教育等。[1]

VR應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個大進步，并貫穿于教育的各個階段，它營造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，可以由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)者自己主動通過信息交互獲得新技能、新知識的學(xué)習(xí)方式[2]。2016年北京師范大學(xué)舉辦了“智慧學(xué)習(xí)與VR教育應(yīng)用學(xué)術(shù)周”，分別從VR增強學(xué)習(xí)體驗、AR技術(shù)與用戶體驗設(shè)計、VR教育平臺設(shè)計角度三個角度解讀了“VR+教育”的發(fā)展性，2017年網(wǎng)龍公司舉辦了“VR高技能型人才培養(yǎng)的思考與探索”研討會，從各個角度審視了VR應(yīng)用于教育的典型應(yīng)用，為學(xué)習(xí)者提供完整的虛擬現(xiàn)實實驗室系統(tǒng)和視景仿真實訓(xùn)系統(tǒng)整體解決方案。實踐證明：VR技術(shù)可以為學(xué)生提供更有效的學(xué)習(xí)機會，VR作為教學(xué)媒體資源，需要學(xué)生主動參與，從認知觀確立感知體驗在認知和學(xué)習(xí)過程中的合法地位，為VR教育奠定學(xué)理基礎(chǔ)。典型的應(yīng)用案例表明VR在體驗、探究、訓(xùn)練、交流、創(chuàng)作中發(fā)揮巨大的作用，更有學(xué)者指出，VR有著重塑教育的能力。

二、VR技術(shù)為教育帶來的變革

在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程中有情境學(xué)習(xí)理論、任務(wù)驅(qū)動學(xué)習(xí)理論、啟發(fā)式引導(dǎo)學(xué)習(xí)、教師演示學(xué)習(xí)法、分層學(xué)習(xí)法等，與VR技術(shù)融合后，情境學(xué)習(xí)理論得到了更好的發(fā)展。情境學(xué)習(xí)更加注重“情境”，突出的是環(huán)境的重要作用，更加注重學(xué)生和環(huán)境的交互與實踐，促進了移動學(xué)習(xí)和泛在學(xué)習(xí)的發(fā)展。情境學(xué)習(xí)理論認為，有意義的知識傳遞一定要在真實的場景中進行，體驗式學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了非常真實的模擬環(huán)境，使學(xué)生有了更好的體驗。對學(xué)校的教育而言，課程是主體，教學(xué)內(nèi)容以資源為載體，通過體驗的形式獲得知識，如果體驗更加真實化，就更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低認知難度，有效幫助學(xué)生理解比較抽象的原理。例如，傅里葉變換是一個典型數(shù)學(xué)公式，很多人認識不到傅里葉變換的應(yīng)用價值，如果能結(jié)合具體的應(yīng)用領(lǐng)域，設(shè)計出傅里葉變換的VR場景，學(xué)生就可以很快認識到傅里葉變換的神奇，從而增強學(xué)生接下來探究課程內(nèi)容的信心。

本著“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的基本原則，教學(xué)方法主要用任務(wù)驅(qū)動法、情境教學(xué)法、啟發(fā)式引導(dǎo)法、教師演示法、分層教學(xué)法進行教學(xué)，在做中教、做中學(xué)[3]。從教學(xué)方法的角度看，VR技術(shù)并不需要教師調(diào)整教學(xué)方法，但是需要做好教學(xué)設(shè)計，羅伯特·海涅克（Robert Heinich）等提出了計劃、準(zhǔn)備、實施、跟進四階段模型[4]，為我們提供了很有意義的參考。

從VR設(shè)計內(nèi)容看需要注意以下幾個方面：（1）內(nèi)容真實可靠。（2）符合社會、倫理、歷史等層面。（3）具有可傳遞性。（4）針對教學(xué)重點和難點創(chuàng)新設(shè)計。[5]

高職教育更加注重實踐教學(xué)，從VR看教學(xué)實施：

（1）實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的關(guān)鍵步驟，是學(xué)生崗位能力提升的核心部分，而能力的培養(yǎng)需要學(xué)校提供真實的工作場景，如果設(shè)備耗資比較大，就可以借助虛擬現(xiàn)實搭建仿真工作場景，以工作過程或項目導(dǎo)入為依據(jù)，按照實踐教學(xué)的基本原則，結(jié)合教學(xué)設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計教學(xué)實施環(huán)節(jié)，利用VR的沉浸式特點，構(gòu)造出三維教學(xué)環(huán)境，將學(xué)習(xí)任務(wù)與教學(xué)任務(wù)融為一體，使學(xué)生通過此環(huán)境真實體會到職業(yè)的特點及崗位關(guān)鍵要素，實現(xiàn)職業(yè)與情景的結(jié)合。

（2）隨著職業(yè)教育的不斷發(fā)展，職業(yè)教育教學(xué)改革不斷深入，社會需要崗位適應(yīng)能力強的學(xué)生，所以教學(xué)更加注重職業(yè)競爭力的培養(yǎng)，更加關(guān)注學(xué)生職業(yè)能力的全面發(fā)展。因此，在實踐教學(xué)過程中應(yīng)該以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生在獲取目標(biāo)任務(wù)、制訂計劃、實施計劃、成果展示等幾個環(huán)節(jié)中能了解完整的工作過程及相關(guān)崗位的具體要求，掌握完成工作或解決問題的操作技巧，完成知識的構(gòu)建，從而可以盡快適應(yīng)將來工作崗位的需求。同時，如果傳統(tǒng)的實踐教學(xué)手段可以解決問題，則無需采用虛擬教學(xué)，應(yīng)該把更多的精力放在傳統(tǒng)教學(xué)難以實現(xiàn)的難點上。

（3）教師在利用VR實現(xiàn)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)時，應(yīng)充分利用虛擬現(xiàn)實交互性及智能性的顯著特點，實現(xiàn)多協(xié)作的教學(xué)互動，并及時跟蹤、評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，提高學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進職業(yè)能力的形成。在虛擬現(xiàn)實的教學(xué)設(shè)計中，合理利用VR構(gòu)想性特點，根據(jù)學(xué)生認知水平，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，把知識性、趣味性融入學(xué)生的思維和想象空間，拓展學(xué)生知識架構(gòu)系統(tǒng)，落實教學(xué)信息化教學(xué)環(huán)節(jié)，抽象問題具體化、復(fù)雜問題簡單化，實現(xiàn)教學(xué)效果的最大化。

教學(xué)實施的下一個環(huán)節(jié)是教學(xué)效果評價，通過這一環(huán)節(jié)對教學(xué)實施過程中存在的問題進行分析，為后面的教學(xué)設(shè)計及教學(xué)實施提供反饋支持。[6]“VR+教育”的目標(biāo)是提升教學(xué)效果，不管是陳述性知識還是程序性知識，正確的引導(dǎo)和反饋都很重要，對陳述性知識的反饋，詳盡的解釋比視覺感知更為重要，對程序性知識，錯誤的提醒強于視覺引導(dǎo)，所以要合理安排VR實訓(xùn)環(huán)節(jié)，提高實訓(xùn)教學(xué)的效益。

三、“VR+教育”需要注意的問題

（一）平衡虛擬實踐與實操實踐的關(guān)系

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于高職實訓(xùn)教學(xué)，改善了實訓(xùn)環(huán)境，優(yōu)化了教學(xué)實施過程，解決了一些實訓(xùn)操作無法解決的難題。但是，要注意的是，虛擬實踐教學(xué)模仿了真實的實踐過程，卻不能完全替代實踐過程，在實踐中可以將虛擬實踐教學(xué)安排在前，實操教學(xué)安排在后，做好二者的銜接，從而實現(xiàn)最佳的教學(xué)效果。

（二）注重技能培養(yǎng)與情感培養(yǎng)的結(jié)合

學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)是技能和情感的結(jié)合，情感教育在促進學(xué)生個人素質(zhì)、個性發(fā)展、挖掘?qū)W習(xí)潛能方面發(fā)揮著重要作用，因此，在VR與教育的結(jié)合過程中要注意二者的關(guān)系。（1）充分利用虛擬現(xiàn)實的特點創(chuàng)設(shè)和諧情境，激發(fā)學(xué)生情感，調(diào)動學(xué)生的自覺性和創(chuàng)造性。（2）在教學(xué)設(shè)計中充分利用交流、協(xié)作、討論等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生與教師、學(xué)生與團隊之間的合作精神。（3）運用多元化的評價機制，對學(xué)生的展示作品給予激勵評價，鼓勵其快樂學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其樂觀的個性和健康的人格。

（三）合理利用信息化，理清信息技術(shù)與專業(yè)技術(shù)的關(guān)系

在虛擬實訓(xùn)教學(xué)過程中，要避免重“技術(shù)”輕“專業(yè)”，重“演示”輕“操作”，重“呈現(xiàn)”輕“實踐”，不應(yīng)過分依賴信息技術(shù)，而忽略專業(yè)操作技能的考核，所以在教學(xué)的設(shè)計環(huán)節(jié)中，就要理清信息技術(shù)與專業(yè)技術(shù)的主次關(guān)系，突出學(xué)生核心素質(zhì)的培養(yǎng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。

綜上所述，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實踐教學(xué)中已經(jīng)開始發(fā)揮作用了，隨著虛擬設(shè)備的不斷成熟與技術(shù)的不斷發(fā)展，高職教學(xué)必然向著虛擬仿真、校內(nèi)實踐操作和校外頂崗實習(xí)相結(jié)合的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，從而進一步推動高職教學(xué)的改革，推動現(xiàn)代學(xué)徒制的落地，促進現(xiàn)代教育的合理發(fā)展。

參考文獻：

[1]王德宇，宋述強，陳震.增強現(xiàn)實技術(shù)在高校創(chuàng)客教育中的應(yīng)用[J].中國電化教育，2016（10）：112-115.

[2]蔡蘇，張晗，薛曉茹，等.增強現(xiàn)實（AR）在教學(xué)中的應(yīng)用案例評述[J].中國電化教育，2017（3）：1-9.

[3]尚俊杰，莊紹勇，陳高偉.學(xué)習(xí)科學(xué)：推動教育的深層變革[J].中國電化教育，2015（1）：6-13.

[4]Heitao.AR/VR技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀及前景[EB/OL].2017-05-03.

[5]趙一鳴，郝建江，王海燕，等.虛擬現(xiàn)實技術(shù)教育應(yīng)用研究演進的可視化分析[J].電化教育研究，2016（12）：26-33.