虛擬現(xiàn)實+真實實訓在中職實訓教學中的實證研究

沈春燕

摘? 要 針對中職實訓學生學習動機較低、缺乏個人自我效能、學習體驗較差、學習效率不高的問題，利用準實驗研究法探究虛擬現(xiàn)實結(jié)合真實實訓教學方式對學生學習動機、個人自我效能感、心流體驗、學習成績的影響。選擇50名學生按班級分成兩組（實驗組和對照組），實驗組與對照組分別在“虛擬現(xiàn)實+真實實訓”與傳統(tǒng)真實實訓環(huán)境中進行技能訓練。利用SPSS分析兩組學生前測、后測數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示虛實結(jié)合的教學方式能夠提升學生的學習動機、個人自我效能、心流體驗與實訓成績。

關(guān)鍵詞 中職;虛擬現(xiàn)實;實訓教學;職業(yè)教育;教育信息化

中圖分類號：G712? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）03-0130-03

0 引言

虛擬現(xiàn)實在教育領(lǐng)域的應用為職業(yè)教育教學提供了一些新的思路[1]，虛擬現(xiàn)實和人工智能等新興技術(shù)已成為開展職業(yè)教育教學改革和教育信息化的新動力[2]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)擁有改善實訓教學環(huán)境、提高教學效率、激發(fā)學生學習動機等優(yōu)勢[3]。因此，虛擬現(xiàn)實實訓成為傳統(tǒng)真實實訓教學的補充，其應用于職業(yè)學校實訓教學的有效性逐漸成為職教研究者和一線教師關(guān)注的熱點[4]。中職實訓教學過程中由于設(shè)備、技能操作、教學方式等原因，導致學生學習動機較低，學生缺乏個人自我效能感，學習過程心流體驗不佳，學習效率不高[5]。虛擬現(xiàn)實實訓的出現(xiàn)為中職實訓教學提供了新的思路[6]。雖說虛擬現(xiàn)實實訓相對于傳統(tǒng)真實實訓有一定的優(yōu)勢，但也存在一些不足，如缺乏真實的操作體驗、用戶眩暈問題等[6]。因此，本研究將虛擬現(xiàn)實和真實實訓相結(jié)合，對中職學生進行技能教學與訓練，通過實驗驗證虛擬現(xiàn)實實訓能夠有效地與真實實訓相結(jié)合來提高中職學生的學習動機、個人自我效能以及心流體驗，使學生在實訓技能測試中獲得更好的成績。

1 研究設(shè)計

研究假設(shè)? 本研究旨在驗證虛實結(jié)合實訓能否夠提高學生學習動機、個人自我效能、實訓成績與心流體驗。實驗采用單因素被試間設(shè)計，自變量為虛實結(jié)合實訓教學，因變量為學生學習動機、個人自我效能、心流體驗、學習成績。

實驗對象選擇? 實驗選擇浙信校機電191和194班共50名學生作為被試對象，根據(jù)前測結(jié)果，將191班作為實驗組，194班則作為對照組。兩班均為機電部新生，入學時間、教學內(nèi)容、教學進度等都相同。

實驗組和對照組起點知識與能力判斷的依據(jù)是上學期期末電工電子基礎(chǔ)課程的成績，利用獨立樣本t檢驗分析期末成績，數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明，實驗處理前兩組學生起點知識不存在顯著性差異（t=0.613，p=0.541>0.05）。在實驗組和對照組間發(fā)放學習動機量表和學生個人自我效能量表，通過數(shù)據(jù)分析學生這兩個維度是否存在顯著性差異。數(shù)據(jù)處理的結(jié)果顯示，兩組學生學習動機和個人自我效能的p值均大于0.05，說明實驗處理前兩組學生學習動機和個人自我效能不存在顯著性差異。分析結(jié)果見表1。

研究工具的編制

1）虛擬實訓教學資源。虛擬實訓教學資源選擇浙信校開發(fā)的“走進電工電子”中的“做一個家庭電工”知識點進行教學?！白鲆粋€家庭電工”要求學生進行家庭電路連接以實現(xiàn)家庭電路正常工作。圖1所示為“做一個家庭電工”教學演示界面。

2）虛擬現(xiàn)實交互設(shè)備。浙信校虛擬實訓室使用的虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備是HTC VIVE，即虛擬現(xiàn)實頭盔顯示器，并配置兩個手持無線控制器實施手勢追蹤的功能（圖2）。HTC VIVE主要是依靠HTC頭戴顯示器、兩個操控手柄、控制器定位系統(tǒng)三個設(shè)備來給學生提供沉浸式的體驗。

3）測量工具的編制。本研究的學生個人自我效能量表改編自Pintrich等[7]開發(fā)的5點量表;學習動機量表改編自Wang等[8]開發(fā)的5點量表;心流體驗的量表改編自Pearce等[9]開發(fā)的5點量表。各維度量表的可靠性均在0.7以上，符合實驗要求。

4）實訓成績測試。實訓成績測試依靠本研究設(shè)計的總結(jié)性評價表，如表2所示。實訓成績測試包括學習過程評價和學習效果評價。學習過程評價是學生自己和小組成員對基礎(chǔ)知識、學習參與度、合作交流學習積極性等過程性因子進行評價。學習過程評價的分數(shù)占40%，旨在促使學生參與到實訓教學過程中，培養(yǎng)學生良好的學習態(tài)度與合作交流的意識等。學習效果評價的分數(shù)占60%，評價因子包括任務完成時間、任務完成度、操作技能規(guī)范、試誤次數(shù)。試誤次數(shù)作為一個減分項，是想通過這種方式培養(yǎng)學生嚴謹?shù)牟僮鲬B(tài)度。

5）實驗實施。實驗組學生先在虛擬現(xiàn)實實訓室中進行實訓，時間為一課時。首先完成學習模式，然后進入考核模式，考核成績合格即可進入真實實訓，真實實訓環(huán)節(jié)也為一課時。在真實實訓環(huán)節(jié)，學生熟悉電路設(shè)備后進行電路連接，最后完成考核。對照組的學生則按照學校常規(guī)的實訓學習方法進行二課時的技能訓練。教師首先進行講解與演示，讓學生了解家庭電路設(shè)備連接的正確操作以及相關(guān)理論知識，隨后熟悉電路連接中的各種設(shè)備，依次進行實訓操作，最后完成實訓考核。

2 數(shù)據(jù)分析與討論

實訓結(jié)束后，利用總結(jié)性評價表對兩個班級的學生進行技能測試，獲得實訓成績的數(shù)據(jù)。通過發(fā)放學習動機、個人自我效能、心流體驗的量表，獲得這三個維度的后測數(shù)據(jù)。各維度的數(shù)據(jù)均有25個樣本，運用SPSS 24.0對各維度的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，運用配對樣本t檢驗分析兩組學生學習動機和個人自我效能前測與后測的數(shù)據(jù)，運用獨立樣本t檢驗分析實驗組和對照組后測的數(shù)據(jù)。

學習動機和個人自我效能? 運用配對樣本t檢驗處理兩組學習動機與個人自我效能前測與后測數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，實驗組實訓前后的學習動機（p=0.020<0.05）和個人自我效能感（p=0.000<0.05）具有顯著性差異，實訓后學習動機均值（MD=21.6）與自我效能感均值（MD=22.2）高于實訓前學習動機均值（MD=18.3）與個人自我效能感均值（MD=19.1）;對照組實訓前后學習動機（p=0.503）與個人自我效能感（p=0.110>0.05）差異不顯著。運用獨立樣本t檢驗分析實驗組與對照組后測的數(shù)據(jù)，分析結(jié)果見表3。

結(jié)果顯示，實訓后學生學習動機與個人自我效能感p值<0.05，表明實驗組和對照組實訓后學習動機和個人自我效能感存在顯著性差異，且實驗組學習動機與個人自我效能感有明顯提升，而對照組無明顯改變。因此，虛實結(jié)合實訓教學能夠有效地激發(fā)學生學習動機，提升學生的個人自我效能感。

心流體驗? 實訓結(jié)束后利用心流體驗量表收集兩組學生心流體驗數(shù)據(jù)，利用獨立樣本t檢驗分析實驗組和對照組心流體驗的數(shù)據(jù)，分析結(jié)果見表4。

從分析結(jié)果可以看出，p=0.001<0.05，在顯著性水平p=0.05下，實驗組學生和對照組學生經(jīng)過不同的實訓教學方式后，心流體驗具有顯著性差異，且實驗組學生的心流體驗平均值（MD=18.4）明顯高于對照組（MD=14.8）。這說明教師采用虛擬現(xiàn)實實訓結(jié)合真實實訓的教學方式能夠給中職學生帶來更好的心流體驗，讓學生學習過程更愉悅。

實訓成績? 為檢驗虛實結(jié)合的實訓教學方式能否提高學生的學習效率，運用獨立樣本t檢驗分析實驗組和對照組后測的實訓成績，查看在不同學習方式下的實訓成績是否存在顯著性差異，結(jié)果見表5。

從表5的分析結(jié)果可以看出，p<0.05，在顯著性水平p=0.05下，實驗組學生實訓后的成績和對照組學生實訓后的成績存在顯著性差異，教師采用虛實結(jié)合的實訓教學方式對中職生進行實訓教學，學生的實訓成績均值（MD=

70.88）要明顯高于教師采用常規(guī)實訓教學方式的學生實訓成績均值（MD=62.96）。這表明虛擬現(xiàn)實實訓結(jié)合真實實訓能夠使學生的實訓學習過程更有效，能夠在實訓操作技能測試上取得更好的成績。

3 結(jié)語

針對中職實訓教學中存在的學生學習動機較低、學生缺乏自我效能感、學習體驗感不好，最終導致學習效率不高的問題，本研究將虛擬現(xiàn)實實訓與真實實訓相結(jié)合運用到中職電工電子實訓教學中，探討利用虛擬現(xiàn)實實訓與真實實訓相結(jié)合的教學方式提高中職生實訓學習的學習動機、個人自我效能感與心流體驗，最終提高實訓學習的成績。研究結(jié)果表明，虛擬現(xiàn)實實訓結(jié)合真實實訓的教學方式能夠有效提高學生的學習動機、個人自我效能感、心流體驗與實訓的成績。虛擬現(xiàn)實實訓融合真實實訓在中職實訓教學中的有效運用，以及中職教師對虛擬現(xiàn)實實訓的肯定，堅定了在實訓教學中推廣虛擬現(xiàn)實技術(shù)的信心，也鼓勵更多的研究者開發(fā)課程學習中的其他虛擬現(xiàn)實運用?！?/p>

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