MR技術(shù)對學生非專業(yè)能力培養(yǎng)的適用性初探

摘? 要：在現(xiàn)代社會職業(yè)競爭越來越激烈的大環(huán)境下，各大院校對畢業(yè)生的職業(yè)素養(yǎng)要求不斷提高，對其非專業(yè)能力培養(yǎng)越來越重視。在教育領(lǐng)域內(nèi)，MR技術(shù)的成功應用為培養(yǎng)學生非專業(yè)能力帶來了一個新的視角。引入MR技術(shù)培養(yǎng)學生的非專業(yè)能力，順應了現(xiàn)代化教學發(fā)展的趨勢，能夠吸引學生更加主動地參與教學活動，有利于改變當前在學生非專業(yè)能力培養(yǎng)中存在的一些弊病。隨著技術(shù)成本的降低，相信MR技術(shù)在學生非專業(yè)能力培養(yǎng)中的應用將會擁有更廣闊的前景。

關(guān)鍵詞：MR技術(shù);非專業(yè)能力;沉浸感;適用性

基金項目：本文系2018年江蘇高校哲學社會科學研究基金項目“MR技術(shù)對學生非專業(yè)能力培養(yǎng)的實證研究”（2018SJA0681）研究成果。

隨著科技的高速發(fā)展和社會的不斷進步，信息化時代對高校人才的要求越來越高，單一型的人才已無法適應社會的需要，社會更需要“一專多能”的復合型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才[1]。為應對競爭激烈的就業(yè)市場，高校需要全方面提升學生的綜合素質(zhì)，增強其自身的競爭力和生存力，加大對學生非專業(yè)能力的培養(yǎng)力度，并對相關(guān)方法、途徑等進行探討。近年逐漸成熟并開始被應用于教育領(lǐng)域的MR技術(shù)則為學生非專業(yè)能力的培養(yǎng)帶來了新的契機，本文試從這一角度探討其對學生非專業(yè)能力培養(yǎng)的適用性。

一、學生非專業(yè)能力培養(yǎng)與MR技術(shù)的應用

當下社會就業(yè)和全面發(fā)展所需要的是學生完善的職業(yè)能力，該能力由兩個重要的部分構(gòu)成：一是專業(yè)能力，二是非專業(yè)能力。專業(yè)能力指的是在進入社會后的職業(yè)活動中運用專業(yè)知識以及專業(yè)技巧的能力。非專業(yè)能力則是指在專業(yè)能力之外，能夠普遍滿足所有崗位需求的其他職業(yè)能力。非專業(yè)能力主要分為三個部分：一是方法能力，二是社會能力，三是情感能力，更為具體地表現(xiàn)為學生的信息搜集處理能力、語言表達能力、人際社交能力、組織管理能力、適應變化能力、學習創(chuàng)新的能力等。不難發(fā)現(xiàn)，不同于通過語言等信息符號進行傳授的專業(yè)能力培養(yǎng)，對學生非專業(yè)能力的培養(yǎng)不能僅限于傳統(tǒng)的課堂講授，它更需要實踐和體驗，需要教師指導學生切實參與到集體項目，融入社會實踐，從而改變學生被動的知識接收方式，轉(zhuǎn)換為主動接收，這樣才能全方位發(fā)揮和鍛煉學生的各種能力。

混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）全稱Mixed Reality，是增強現(xiàn)實技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的延續(xù)，也是由這兩種技術(shù)發(fā)展而來的。它將增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實兩種技術(shù)的特點結(jié)合，在一個畫面中既可顯示模擬的數(shù)字畫面，同時又能疊加真實的物理場景。它利用實時視頻、三維建模以及多傳感器信息融合等技術(shù)和設(shè)備，制造虛擬對象并將虛擬對象和真實環(huán)境有機融合，使二者能夠?qū)崟r地顯示在同一個畫面或者空間之中，并且能夠通過感應使用者的動作變化進行實時的畫面改變，實現(xiàn)智能交互，提供完美的沉浸體驗。同時還可以為使用者提供一種自然的交互方式，形成視覺、觸覺以及嗅覺的多方位感知，以此促進使用者與MR融合出的環(huán)境發(fā)生聯(lián)系。現(xiàn)如今，混合現(xiàn)實技術(shù)已在醫(yī)療行業(yè)、教育行業(yè)、藝術(shù)活動、娛樂活動等諸多領(lǐng)域應用。在教育領(lǐng)域的應用也應引起教育從業(yè)者的重視，它支持多種學科的具體教學，還可創(chuàng)設(shè)虛擬的線上課堂，并支持多領(lǐng)域的技能培訓以及仿真訓練。MR技術(shù)在教育領(lǐng)域的成功應用，為學生的非專業(yè)能力培養(yǎng)提供了一種新的思路。

二、MR技術(shù)對學生非專業(yè)能力培養(yǎng)的適用性分析

對學生非專業(yè)能力的培養(yǎng)首先離不開對專業(yè)能力的培養(yǎng)，在此基礎(chǔ)之上再結(jié)合多樣的實踐內(nèi)容完成全面培養(yǎng)。MR技術(shù)所能提供的一些教育應用場景以及新的學習方式恰好滿足培養(yǎng)學生非專業(yè)能力所需的實踐與體驗的要求。

（一）智慧學習

MR技術(shù)支持的智慧學習環(huán)境可為學生提供具有交互性的個性化學習內(nèi)容，形成有效認知，培養(yǎng)學生的思維能力和情感能力。MR技術(shù)能夠為學習者制作出可實時交互的智慧學習資料，將原本抽象的概念轉(zhuǎn)化為具象化的可視的學習資料，啟發(fā)學生的想象力，調(diào)動學生的學習興趣，進而增強其對學習內(nèi)容的理解，形成有效的認知。具體體現(xiàn)在一些學科將二維的學習資料轉(zhuǎn)換為帶有交互信息的三維模型，比如在醫(yī)學教學時，使用全息數(shù)字化的人體解剖模型進行講解，就能比平面的醫(yī)學圖譜更直觀、更具象地展示出復雜人體結(jié)構(gòu)，并且教師和學生還能反復多次地進行解剖練習、手術(shù)練習，增加學生在實踐中學習的機會。醫(yī)生在手術(shù)中使用MR技術(shù)，將虛擬的影像與真實手術(shù)對象疊加在一起，可以實時引導手術(shù)，現(xiàn)今已有不少成功案例。

在教育行業(yè)引入MR技術(shù)，離不開自適應技術(shù)、智能識別技術(shù)以及情感計算技術(shù)等的支持，在多種技術(shù)的協(xié)同分析下，MR技術(shù)所搭建的學習情景能夠迅速地識別學習者的學習狀態(tài)，并根據(jù)學習者產(chǎn)生的生理數(shù)據(jù)通過計算做出相應的調(diào)整，從而滿足其專屬對應的學習需求，提供相應的虛擬教學空間，使學習者在專業(yè)能力提升的同時也促進非專業(yè)能力的提升。例如，在佛羅里達大學為師范生設(shè)置的模擬課堂系統(tǒng)中，師范生會在教室中面對虛擬的學生進行講課，其教學行為會觸發(fā)不同的學生反應，系統(tǒng)會記錄并檢測師范生和學生的表現(xiàn)，對師范生的表現(xiàn)做出數(shù)據(jù)分析并及時反饋，師范生可結(jié)合錄像根據(jù)系統(tǒng)做出的反饋進行針對性的調(diào)整，并可以利用該系統(tǒng)進行反復的教學練習。實驗證明，學習者的專業(yè)教學水平、自我管理水平、數(shù)據(jù)分析能力以及反思能力等都通過虛擬課堂的訓練得到了提升。

（二）情景化學習

情景學習理論顯示知識具有情境性，學生在對學習內(nèi)容進行思考時不可避免地會受到學習情境的影響。傳統(tǒng)的教學方法是向?qū)W生灌輸純理論知識，這樣既難勾起學生的學習興趣，也很難將純理論的學習應用于實際生活，同時也難以為培養(yǎng)學生非專業(yè)能力形成有效的助力。具身認知理論將人的身體作為認識世界的媒介，這種媒介為人類的認知學習提供了一種新方式，所以學習環(huán)境中的場景布局方式、環(huán)境色彩構(gòu)成對學生的學習狀態(tài)都有潛在影響。MR技術(shù)可將人類“想象”中的環(huán)境付諸“現(xiàn)實”，將對情境學習、體驗學習、場館學習提供支持輔助，幫助學習者實現(xiàn)由傳統(tǒng)學習方式向新型學習方式的轉(zhuǎn)變[2]。這種沉浸式的學習體驗，把真實與虛擬的世界聯(lián)通，將學生的感官感受在原有的基礎(chǔ)上拓展至模擬出的學習場景之中，學生的眼與耳等多種感官器官在這樣的沉浸式場景中被充分地調(diào)動起來。隨著感知體驗的提高，學習者便能迅速處于高效的學習狀態(tài)。

MR技術(shù)可為學生構(gòu)建一個技能實踐的場景，以幫助其將課堂所學內(nèi)容運用到實際操作之中，在實踐中激活學習者的認知，啟發(fā)其聯(lián)想，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造能力。同時，還可以在虛擬情境中設(shè)置一些會發(fā)生的情境問題，利用MR技術(shù)自然且逼真的交互方式，鍛煉學生的應變能力以及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。例如在航空航天的教學訓練中，使用MR所支持的仿真訓練系統(tǒng)，可在真實環(huán)境中投射進虛擬的景物，受訓學員就能看到當前時空中不存在的景物，以此得到超越真實的模擬駕駛環(huán)境。系統(tǒng)可模擬不同氣候下的飛行環(huán)境，提供多種任務的練習場景。仿真訓練系統(tǒng)的運用，不僅有效縮短了學習所用時間，還大幅提升了受訓學生面對突發(fā)事件的應變能力，在節(jié)約受訓所需的高額成本的同時，還能降低可能發(fā)生的風險。

（三）游戲化學習

在MR技術(shù)所支持的游戲化學習中，源于游戲的趣味性以及技術(shù)帶來的真實感、沉浸感共同為學生提供了良好的學習體驗，大幅提高了學習的專注度，改變了原本的被動學習方式，使學生主動學習。游戲化學習是隨著教育游戲發(fā)展而來的，它強調(diào)通過游戲中所設(shè)計的游戲情境、游戲玩法、游戲規(guī)則等，提升學習者的學習動力，使其能夠更加主動地進入學習狀態(tài)，以此培養(yǎng)或鍛煉學生的知識、技能、情感等。MR技術(shù)所支持的游戲化學習，結(jié)合游戲設(shè)定進行虛擬游戲道具、場景設(shè)計，將此投入在真實環(huán)境中構(gòu)建虛擬學習環(huán)境?；趯W習內(nèi)容設(shè)計游戲情節(jié)，學生可以第一人稱視角借助手持設(shè)備、身體動作、聲音等與游戲中的人物、道具等進行互動交流，在完成游戲任務的過程中實現(xiàn)體驗式學習[3]。游戲中的多種元素與知識點巧妙融合，在為學生提供游戲沉浸感、臨場感、真實感的同時完成表達知識、傳遞知識、建構(gòu)知識的任務[4]。

由于MR 技術(shù)支持下的游戲化學習帶給學生強烈的沉浸感，沉浸式的情景體驗使學生的角色代入感增強，使學生能夠按照游戲規(guī)則參與游戲，完成游戲設(shè)計的學習關(guān)卡。一些復雜的難度任務則設(shè)置為小組合作的形式，促使多人協(xié)同完成學習任務，讓學生在游戲的過程中獲得知識與經(jīng)驗。在代入角色進行思考和完成游戲任務的時候，學生的情感能力得到增強，并且能夠充分鍛煉學生的人際交往能力、組織管理能力、語言表達能力等非專業(yè)能力?？梢灶A見，在進行非專業(yè)能力培養(yǎng)的過程中，游戲化學習將會是最容易被學生接納的一種學習方式。

（四）在線學習

MR技術(shù)提供了一種新的在線學習方式，它打破了時間的限制，擺脫了現(xiàn)實教學課堂和場景的制約，建立起線上的師生交流、校企聯(lián)系，能夠充分培養(yǎng)學生的合作交流能力。借助MR技術(shù)可創(chuàng)建線上虛擬課堂、虛擬項目，讓異地師生、企業(yè)方以項目操作者的第一視角進行觀察和操作，及時發(fā)現(xiàn)問題并溝通解決。借助實時交互技術(shù)，教師可進行實時指導，學生間可交流合作，企業(yè)方可提出專業(yè)意見，這樣的交流方式甚至比當面交流還更有效果，因為可以在項目操作中增添標注、協(xié)助操作、遠程演示等。本地系統(tǒng)中的操作者能在第一時間看到協(xié)助者的遠程操作，使學生的學習難度以及雙方的交流障礙降低，便于雙方高效解決問題。在醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)有借助MR技術(shù)遠程協(xié)助完成手術(shù)的成功例子，2018年新疆博州人民醫(yī)院借助MR技術(shù)，在武漢協(xié)和醫(yī)院主任醫(yī)師的指導下，完成了遠程會診手術(shù)。

這種在線學習方式利于教師同步了解學生的學習狀態(tài)，便于進行異地實時教學，更能彌補部分區(qū)域優(yōu)質(zhì)教育資源的缺少。教師與學生同時在MR生成的環(huán)境中進行互動，能夠有效提升學習積極性，增強使用者的合作能力，可徹底打破培養(yǎng)學生非專業(yè)能力時所面對的時空限制。同時，這種在線學習方式還有利于組建不同學科的線上虛擬團隊，借助先進的技術(shù)，組員間可進行無障礙溝通，理解并結(jié)合各學科間的優(yōu)勢，協(xié)同完成多學科交叉的復雜項目，以此增進學生的語言表述能力、組織管理能力以及適應變化的能力等。

三、MR技術(shù)對學生非專業(yè)能力培養(yǎng)的應用難點

（一）缺乏具體的MR教育資源。對學生非專業(yè)能力培養(yǎng)的過程中引入MR技術(shù)，是建立在結(jié)合具體項目或課堂實例的基礎(chǔ)上的，在教學過程中所要使用的MR資源涉及到具體的課程內(nèi)容設(shè)計、場景、道具和3D建模，這就需要專業(yè)的開發(fā)人員結(jié)合具體學科進行MR課程的研發(fā)與設(shè)計，同時也要對教授課程的教師提出新的要求，教師需要與技術(shù)研發(fā)人員一起參加到MR教育資源的研發(fā)當中，結(jié)合教學團隊的教學經(jīng)驗與MR的技術(shù)優(yōu)勢共同完成教學資源的設(shè)計。受限于MR教學資源的開發(fā)難度，現(xiàn)今這樣的教學資源寥寥無幾，已有的一些基于MR技術(shù)的教學資源也都缺乏通用性，難以被廣泛地運用在對學生非專業(yè)能力的培養(yǎng)當中，并且這些資源缺乏一定的針對性，無法具體到某一特定的能力進行針對性的培養(yǎng)。

（二）暫無系統(tǒng)的培養(yǎng)模式及指導方法。從現(xiàn)有的引入MR技術(shù)培養(yǎng)學生非專業(yè)能力的案例中來看，均是針對具體學科或者具體項目來分析，尚未上升至教學理論的討論，更未有對具體的培養(yǎng)模式進行探討。MR技術(shù)支持下的教學培養(yǎng)環(huán)境與傳統(tǒng)的教學培養(yǎng)完全不同，由于學生在MR技術(shù)環(huán)境下的認知方式發(fā)生了改變，教學團隊和技術(shù)團隊在進行教學資源開發(fā)的時候，勢必將面對在MR技術(shù)環(huán)境下如何選取內(nèi)容、如何重新組織構(gòu)建教學場景以及以何種形式呈現(xiàn)內(nèi)容、以何種方式進行交互等問題。

（三）引入MR技術(shù)培養(yǎng)學生非專業(yè)能力所需成本較高。整套的MR設(shè)備涵蓋了頭戴式顯示設(shè)備、輔助定位設(shè)備、體感交互裝置等，有些還使用到了全息投影，這些設(shè)備的價格頗高，普通院校由于教研資金有限，除了個別學科，一般不會大量配備MR設(shè)備供所有學生使用。并且設(shè)備的使用還要投入后續(xù)的人力、物力去維護，這也成為了制約MR技術(shù)應用于學生非專業(yè)能力培養(yǎng)的因素之一。

四、結(jié)語

MR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應用轉(zhuǎn)變了陳舊的教育培養(yǎng)方式，教師的教學方法以及學生的學習模式也發(fā)生了變化，變得更加多元，更加豐富。在對學生的非專業(yè)能力培養(yǎng)上，智慧學習、情景化學習、游戲化學習以及在線學習等不僅豐富了對學生非專業(yè)能力的培養(yǎng)內(nèi)容，還拓寬了培養(yǎng)途徑。引入MR技術(shù)培養(yǎng)學生的非專業(yè)能力，順應了現(xiàn)代化教學發(fā)展的趨勢，能夠吸引學生更加主動地參與教學活動，有利于改變當前在學生非專業(yè)能力培養(yǎng)中存在的一些弊病。隨著技術(shù)成本的降低，相信MR技術(shù)在對學生非專業(yè)能力培養(yǎng)中的應用將會擁有更廣闊的未來。

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作者簡介：羅恒，碩士，南京信息職業(yè)技術(shù)學院講師。研究方向：藝術(shù)設(shè)計、高職教育。