淺析VRAR技術(shù)在物流職業(yè)教育中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)與現(xiàn)實(shí)意義

張娜 唐彥 胡賢滿(mǎn) 袁學(xué)青

[摘 要]隨著教育信息化的不斷推進(jìn)，VR/AR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入。本文對(duì)VR/AR技術(shù)的應(yīng)用原理，VR/AR技術(shù)對(duì)大腦學(xué)習(xí)行為的多維度促進(jìn)作用以及物流職業(yè)教育的“能力本位”特點(diǎn)進(jìn)行研究，理清了AR/VR技術(shù)在物流職業(yè)教育領(lǐng)域中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)與現(xiàn)實(shí)意義。

[關(guān)鍵詞]VR/AR技術(shù)；理論基礎(chǔ)；現(xiàn)實(shí)意義

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.16.093

[中圖分類(lèi)號(hào)]G434；G712 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2018）16-0-02

0 引 言

國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)展規(guī)劃司發(fā)布的《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出，要支持各級(jí)各類(lèi)學(xué)校建設(shè)智慧校園，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)探索未來(lái)教育教學(xué)的新模式。國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上確定，在前期已出臺(tái)措施的基礎(chǔ)上，聚焦生活類(lèi)、公共服務(wù)類(lèi)、行業(yè)類(lèi)等消費(fèi)新領(lǐng)域及新型信息產(chǎn)品，推進(jìn)信息消費(fèi)升級(jí)，支持企業(yè)研發(fā)數(shù)字家庭等產(chǎn)品，大力發(fā)展智能可穿戴、虛擬現(xiàn)實(shí)等高端智能設(shè)備，支持用市場(chǎng)化方式發(fā)展知識(shí)分享平臺(tái)。2018年4月，教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》提出：“新時(shí)代賦予教育信息化新的使命，也必然帶動(dòng)教育信息化從1.0時(shí)代進(jìn)入2.0時(shí)代”?！队?jì)劃》強(qiáng)調(diào)，要以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬仿真等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類(lèi)智能設(shè)備、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目等載體，積極開(kāi)展教育教學(xué)實(shí)踐與研究，創(chuàng)新教育理念，改革教學(xué)方法，推進(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)融入教育教學(xué)的全過(guò)程，從而提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。此外，近幾年，AR/VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展勢(shì)頭迅猛，在醫(yī)療、航空、娛樂(lè)、建筑領(lǐng)域都有廣泛的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)于VR/AR技術(shù)應(yīng)用的研究主要集中在宏觀的教育教學(xué)領(lǐng)域，細(xì)分到課程的研究甚少。朱斌 等闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代教學(xué)的載體與理論基礎(chǔ)；劉園在全面分析國(guó)內(nèi)外VR技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，客觀分析了VR虛擬教學(xué)面臨的問(wèn)題，指出VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用尚需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與完善，鮮有文章涉及VR/AR技術(shù)在物流教育方面的應(yīng)用研究。本文試圖從分析VR/AR技術(shù)概念的應(yīng)用原理、VR/AR技術(shù)對(duì)大腦學(xué)習(xí)行為的多維度促進(jìn)作用和物流職業(yè)教育的實(shí)踐性強(qiáng)的“能力本位”特點(diǎn)等幾個(gè)方面入手，探究了VR/AR技術(shù)在物流教育領(lǐng)域進(jìn)行全方位應(yīng)用的基礎(chǔ)理論支撐與重要意義。

1 VR/AR技術(shù)在物流教育中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)

1.1 VR/AR技術(shù)的概念與應(yīng)用原理

在計(jì)算機(jī)誕生之初就有人做過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）的相關(guān)的嘗試，但直到20世紀(jì)80年代初，美國(guó)VPL公司的創(chuàng)始人杰倫·拉尼爾首次提出“Virtual Reality”一詞，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究才進(jìn)入了新時(shí)代。VR是綜合利用圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）技術(shù)，是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù)，是把在現(xiàn)實(shí)世界的有限時(shí)空范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的信息（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等），通過(guò)利用電腦等科學(xué)技術(shù)模擬仿真后，喚起使用人大腦的記憶皮層、聽(tīng)覺(jué)區(qū)域和視覺(jué)區(qū)域等功能區(qū)參與，達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)，從而對(duì)人的行為和心理過(guò)程產(chǎn)生深度影響。格里戈雷·博迪和菲利普·科菲特最早在他們的著作《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)》中指出虛擬現(xiàn)實(shí)有3個(gè)特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和構(gòu)想性（Imagination），即虛擬現(xiàn)實(shí)的“3I”特征。傅莉、趙健指出VR技術(shù)集仿真技術(shù)、圖形技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)于一體，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和傳感器將虛擬和現(xiàn)實(shí)聯(lián)系在一起，用自然的方式實(shí)現(xiàn)交互和體驗(yàn)，在未來(lái)教育領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。

高盛發(fā)布的《VR與AR：解讀下一個(gè)通用計(jì)算平臺(tái)》行業(yè)報(bào)告中指出，到2025年VR/AR市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到800億美元，且在高盛認(rèn)為的最有可能成功的9大VR/AR行業(yè)中就有VR/AR教育。目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，如美國(guó)很多學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始使用zSpace STEM實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生們已經(jīng)探索了虛擬火山和構(gòu)建了先進(jìn)電路板。zSpace STEM實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)為學(xué)生提供了真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境和個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，符合美國(guó)新世紀(jì)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（NGSS）、基礎(chǔ)課和各州標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 VR/AR技術(shù)對(duì)人腦學(xué)習(xí)行為的促進(jìn)作用

菲利普·津巴多教授在《津巴多普通心理學(xué)》一書(shū)中論述到，人的大腦有諸多專(zhuān)門(mén)化的功能區(qū)域，如海馬（Hippocampus）、杏仁核（Amygdala）、額葉（Frontal lobes）、頂葉（Parietal lobe）、顳葉（Temporal lobes）和枕葉（Occipital lobes）等，大腦網(wǎng)絡(luò)的這些功能區(qū)域相互協(xié)調(diào)與合作，巧妙地作用情緒、記憶或其他復(fù)雜的心理過(guò)程。例如，當(dāng)接聽(tīng)手機(jī)時(shí)，顳葉聽(tīng)到鈴聲，在額葉的協(xié)助下辨析鈴聲的意義，依據(jù)額葉和顳葉的指令，頂葉和枕葉幫助視覺(jué)定位，拿起電話，然后額葉和顳葉通過(guò)聽(tīng)取聲音進(jìn)行交談。因此，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，能調(diào)動(dòng)大腦網(wǎng)絡(luò)不同區(qū)域的功能，讓更多擅長(zhǎng)專(zhuān)門(mén)功能的區(qū)域參與學(xué)習(xí)行為，大腦則能形成更寬、更復(fù)雜的記憶路線，人也就會(huì)有更多路徑去回憶、獲取所學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)效果就會(huì)越好。

能夠營(yíng)造沉浸式虛擬世界的VR/AR技術(shù)，就是通過(guò)科學(xué)技術(shù)將模擬的文字、聲音、圖像生成虛擬環(huán)境，調(diào)動(dòng)人腦的顳葉、額葉、頂葉和枕葉等功能區(qū)域參與到實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程中。這種不同功能區(qū)域的多方參與，不僅能夠增加學(xué)習(xí)的生動(dòng)性，還能提升學(xué)習(xí)的趣味性，豐富大腦的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的路徑，也能在大腦回路中形成更多的記憶成分，幫助學(xué)習(xí)者擁有更深刻、更多維度的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，切實(shí)提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)實(shí)效。

1.3 物流職業(yè)教育的“能力本位”特點(diǎn)

高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對(duì)接勞動(dòng)力市場(chǎng)需求的專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)，其核心理念是“能力本位”。較強(qiáng)的實(shí)際操作能力是職業(yè)教育物流管理專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的最重要目標(biāo)，作為市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理的一個(gè)重要組成部分，物流管理具有很強(qiáng)的操作流程靈活特點(diǎn)。對(duì)于物流從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，在具備基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，熟悉這些操作流程至關(guān)重要，只有熟悉物流操作流程，才能進(jìn)行有效管理，進(jìn)而才能改進(jìn)管理理念和模式。在現(xiàn)代市場(chǎng)分工日益細(xì)化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展高度融合的環(huán)境下，物流專(zhuān)業(yè)化的發(fā)展要求相關(guān)崗位進(jìn)行職責(zé)細(xì)化，崗位間協(xié)作、輪崗以及團(tuán)隊(duì)合作等都對(duì)員工的崗位適應(yīng)力提出了更高的要求。因此，物流職業(yè)教育迫切需要注重崗位實(shí)踐能力。夏訓(xùn)嘉 等在研究論文中指出，職業(yè)教育物流管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容需要大力引進(jìn)國(guó)外相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，增加案例教學(xué)方法和物流企業(yè)一線實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生多參加企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。物流信息技術(shù)日新月異，人才培養(yǎng)要加強(qiáng)新型技術(shù)（比如AR/VR技術(shù)）物流實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，增加學(xué)生對(duì)物流設(shè)備設(shè)施和業(yè)務(wù)流程的感性認(rèn)識(shí)。

2 AR/VR技術(shù)在物流職業(yè)教育中應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

隨著社會(huì)信息化的跨越發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，職業(yè)教育課程設(shè)計(jì)在著眼于現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)同時(shí)，更應(yīng)具有面向未來(lái)的預(yù)見(jiàn)性。未來(lái)教育發(fā)展方向在改變教育方式的同時(shí)，開(kāi)始融入AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、全息投影技術(shù)等，是對(duì)多媒體教育的一個(gè)升華，彌補(bǔ)了多媒體教育的互動(dòng)性、體驗(yàn)感不足的一些缺陷，通過(guò)高新的科技感讓學(xué)生更好、更快地融入學(xué)習(xí)氛圍。

VR/AR技術(shù)應(yīng)用于物流教育領(lǐng)域，更有其特有的優(yōu)勢(shì)。在物流教育中應(yīng)用VR/AR技術(shù)，能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，如設(shè)計(jì)倉(cāng)儲(chǔ)布局、操作物流設(shè)備、漫游物流園區(qū)等，使學(xué)生不僅能通過(guò)技術(shù)生成的虛擬世界體驗(yàn)到“身臨其境”的感受，還能在比較難到達(dá)的區(qū)域里突破時(shí)空的限制，在無(wú)限的虛擬體驗(yàn)中調(diào)動(dòng)大腦網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)功能區(qū)參與學(xué)習(xí)，從而加速和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程。學(xué)生親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象地說(shuō)教更具說(shuō)服力，主動(dòng)的交互與被動(dòng)的灌輸，具有本質(zhì)的差別。

物流職業(yè)教育通過(guò)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠建立各種虛擬實(shí)驗(yàn)室，如倉(cāng)儲(chǔ)、配送中心等，也支持遠(yuǎn)程應(yīng)用及管理，擁有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室難以比擬的優(yōu)勢(shì)，而且利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立起來(lái)的虛擬實(shí)訓(xùn)基地，其“設(shè)備”與“部件”多是虛擬的，可以隨時(shí)生成新的“設(shè)備”來(lái)更新教學(xué)內(nèi)容，使實(shí)踐訓(xùn)練能夠隨著技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于資金和場(chǎng)地有限的學(xué)校來(lái)說(shuō)，意義非凡。此外，AR/VR的應(yīng)用不僅有效解決了學(xué)校發(fā)展經(jīng)費(fèi)和實(shí)踐場(chǎng)地受限的難題，也切實(shí)有效地提高了專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)操能力。

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