VR技術(shù)在職業(yè)教育中的運(yùn)用價(jià)值與瓶頸突破

■摘 要：VR技術(shù)在職業(yè)技能教學(xué)實(shí)習(xí)中的運(yùn)用，最主要的難點(diǎn)不在于技巧而在于資源，資源庫的建立與充實(shí)是難點(diǎn)，是當(dāng)下的一個(gè)瓶頸問題。在知識與專業(yè)的分工越來越繁雜與精細(xì)化的今天，一個(gè)教師是無法做到全知全能的，正所謂隔行如隔山。所以VR教學(xué)課件的制作需要跨專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)的配合和跨學(xué)校的校際合作。

■關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；提質(zhì)增效；瓶頸突破

教育工作者和學(xué)習(xí)者不斷發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容中存在的弊端和缺陷，意識到教育改革的緊迫性和重要性，并不斷嘗試著推進(jìn)教學(xué)方式的革新，VR技術(shù)進(jìn)入大家視野并日益受到大家的青睞。特別是職業(yè)教育，當(dāng)下最主要最直接的途徑就是要將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中，運(yùn)用VR技術(shù)來優(yōu)化教學(xué)模式，增強(qiáng)教學(xué)實(shí)效，為現(xiàn)代教育創(chuàng)設(shè)多樣化的教學(xué)環(huán)境，打造真正意義上的現(xiàn)代化職業(yè)教育，使其能夠和時(shí)代發(fā)展趨勢更契合。

一、VR技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

（一）VR技術(shù)簡介

VR技術(shù)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的簡稱。目前的VR技術(shù)實(shí)際應(yīng)用大致可以分為四類，常見的是桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，多用于汽車拆裝、動物解剖、醫(yī)學(xué)護(hù)理等專業(yè)。其次是沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使用者需要借助VR頭盔顯示器把視覺、聽覺等與外部世界進(jìn)行隔絕，從而產(chǎn)生身臨其境的錯(cuò)覺，一些科技體驗(yàn)館有此配備，這一類目前在教學(xué)層面的普及率不高。另外還有分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和分布式交互仿真系統(tǒng)。

（二）VR技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

與發(fā)達(dá)國家相比，我國在VR技術(shù)上的研究起步較晚，和一些發(fā)達(dá)國家相比還有很大的一段距離。雖然VR技術(shù)是一項(xiàng)投資大、難度高的高科技，我國仍然投入大量人力、物力和財(cái)力發(fā)展VR技術(shù)。2022年11月12日由南昌虛擬現(xiàn)實(shí)研究院牽頭聯(lián)合青島虛擬現(xiàn)實(shí)研究院共同組建國家虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)新中心揭牌，同期，教育部在“國家智慧教育公共服務(wù)平臺”也投資搭建了“虛擬仿真實(shí)訓(xùn)”平臺，供全國教師、學(xué)生及其他人士進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)。

二、中職學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）中職學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀分析

中等職業(yè)學(xué)校的培養(yǎng)重點(diǎn)在于技能而不在于理論。多數(shù)中職學(xué)校學(xué)生愿意動手操作并且能做得很好，例如在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成時(shí)，如果單純地講解計(jì)算機(jī)軟硬件的理論知識，就很難激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，他們愿意動手操作，會積極參與，并在參與中獲得成就感。

所以，中職教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和專業(yè)技能。

國家對職業(yè)教育高度重視，目前各地中職學(xué)校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備水平都有了很大的提升，但技術(shù)在日新月異地變化，職業(yè)教育需要與經(jīng)濟(jì)發(fā)展高度契合，實(shí)訓(xùn)設(shè)備的更新就變成了長久的命題。

（二）中職學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

中等職業(yè)教育以技能型應(yīng)用人才的培養(yǎng)為主要目標(biāo)，其課程分為公共基礎(chǔ)課和專業(yè)技能課，專業(yè)技能課教學(xué)又分為專業(yè)理論教學(xué)和專業(yè)技能教學(xué)，專業(yè)技能教學(xué)重點(diǎn)在實(shí)訓(xùn)（實(shí)習(xí)）。實(shí)習(xí)以在學(xué)校實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)為主，占學(xué)時(shí)數(shù)多，企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)是到企業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)時(shí)長為6個(gè)月左右。例如《中等職業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》指出，“每學(xué)年為52周，其中教學(xué)時(shí)間40周（含復(fù)習(xí)考試），累計(jì)假期12周，周學(xué)時(shí)一般為28學(xué)時(shí)，頂崗實(shí)習(xí)按每周30小時(shí)（1小時(shí)折合1學(xué)時(shí)）安排，三年總學(xué)習(xí)時(shí)長為3000至3300小時(shí)?！钡蚍N種原因，中職學(xué)校很少能開足開齊實(shí)訓(xùn)課。

1.中職學(xué)校實(shí)訓(xùn)設(shè)備價(jià)格昂貴

一些中職學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為實(shí)訓(xùn)設(shè)備貴，有了實(shí)訓(xùn)設(shè)備，其耗材需要持續(xù)投入大量資金。與其在這方面投入大量資金且見效慢，不如搞基建或校園文化建設(shè)。例如建立一個(gè)滿足50人使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室大約需要200萬元。再如一臺普通車床5萬元，建立一個(gè)機(jī)電車床實(shí)訓(xùn)室252萬元到300萬元，還需要為耗材持續(xù)投入大量資金。沒有實(shí)訓(xùn)室或設(shè)備數(shù)量不足，無法滿足實(shí)訓(xùn)要求，就不能體現(xiàn)“實(shí)踐出真知，實(shí)踐長真才”“堅(jiān)持在干中學(xué)、學(xué)中干”。

2.實(shí)訓(xùn)操作過程中存在安全隱患，不能開足開齊實(shí)訓(xùn)課

只要是實(shí)訓(xùn)，就存在安全隱患，一些教師、學(xué)校為了減少麻煩，就本著多一事不如少一事，盡量減少實(shí)訓(xùn)課數(shù)量。筆者所在學(xué)校就曾出現(xiàn)幾次安全隱患，譬如機(jī)電專業(yè)學(xué)生在進(jìn)行車削實(shí)訓(xùn)時(shí)，從原先使用木料練習(xí)轉(zhuǎn)換為使用鐵棒練習(xí)，有幾個(gè)學(xué)生沒有按照要求有序操作，而是直接加大力度，把車刀下得特別深，造成動力電機(jī)變聲，車床跳動。所幸教師發(fā)現(xiàn)及時(shí)，進(jìn)行了快速處理。又如服裝專業(yè)的學(xué)生在練習(xí)電動縫紉時(shí)，一名學(xué)生將剪刀塞到高速運(yùn)轉(zhuǎn)的縫紉機(jī)的針下面，針斷了，發(fā)出刺耳的聲音，教師了解情況后對學(xué)生進(jìn)行了嚴(yán)厲的批評，家長居然沒有意識到問題的嚴(yán)重性。有位教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)組裝實(shí)訓(xùn)中，加電測試前沒有清理機(jī)箱內(nèi)散落的小物件，直接加電測試，造成主板損壞，并產(chǎn)生煙霧和火花。

面對具體學(xué)情和實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀，如何突圍？VR技術(shù)的成熟與更新為職業(yè)教育打開了一扇大門。

三、VR技術(shù)運(yùn)用于中職實(shí)訓(xùn)教學(xué)的優(yōu)勢

使用以VR技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行專業(yè)課實(shí)訓(xùn)，相較于普通真實(shí)實(shí)訓(xùn)具有多方面的優(yōu)勢。利用虛擬實(shí)訓(xùn)室能構(gòu)建虛擬場景滿足實(shí)訓(xùn)需求，可以減少安全隱患和降低設(shè)備維護(hù)更新投入。

（一）構(gòu)建虛擬場景，滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求

利用VR技術(shù)建立的虛擬實(shí)訓(xùn)室模擬各種真實(shí)場景，學(xué)生在虛擬場景中進(jìn)行實(shí)踐操作可以提高技能和應(yīng)用能力。同時(shí)，還可以模擬真實(shí)實(shí)訓(xùn)或?qū)嶋H工作中可能發(fā)生的各種情況和問題，讓學(xué)生從中學(xué)會應(yīng)對和解決實(shí)際工作中遇到的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)實(shí)生活中的一些工作場景很難在真實(shí)的實(shí)訓(xùn)室搭建起來，而虛擬仿真實(shí)訓(xùn)能夠模擬這些很難存在、不存在或者復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)的工作場景，也可以模擬企業(yè)工作環(huán)境，滿足中職專業(yè)課的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。如防火減災(zāi)技術(shù)專業(yè)、輸配電線路施工與運(yùn)行專業(yè)，學(xué)生可以通過VR技術(shù)模擬工作場景，提高實(shí)踐和應(yīng)變能力，提質(zhì)增效。

（二）搭建虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教師使用傳統(tǒng)教學(xué)方法講授專業(yè)課的理論知識有些枯燥，使本身不太難以理解的理論知識也變得晦澀難懂，學(xué)生專業(yè)理論學(xué)不好，又怎么能將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來呢？傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，常常采用教師邊演示邊講解要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，然后由學(xué)生練習(xí)。學(xué)生本就不多的學(xué)習(xí)興趣，也被這種傳統(tǒng)的教學(xué)形式搞得蕩然無存了。

VR技術(shù)對于剛進(jìn)入中職的學(xué)生來說也是一種新鮮的事物，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺是他們在傳統(tǒng)的課程學(xué)習(xí)中沒有接觸過的教學(xué)情境?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建的情境教學(xué)模式和仿真實(shí)訓(xùn)平臺可以為學(xué)生提供各種感官上的刺激，呈現(xiàn)出豐富多彩的知識世界，也能給學(xué)生帶來游戲感受，有助于激發(fā)學(xué)生的好奇心，有助于學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。

（三）運(yùn)用VR技術(shù)教學(xué)，減少安全隱患

由于中職學(xué)生專業(yè)理論基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)不扎實(shí)，實(shí)訓(xùn)課上教師演示操作過程、講解操作要點(diǎn)和安全事項(xiàng)，他們也不認(rèn)真聽教師講，都想直接上手就做，盡快完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。盲目實(shí)訓(xùn)很容易發(fā)生安全問題。學(xué)生可以在虛擬場景中進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，掌握操作流程和操作要點(diǎn)，也可以模擬各種工作過程中可能發(fā)生的安全問題和操作問題情境，讓學(xué)生學(xué)會應(yīng)對和解決實(shí)際工作中的挑戰(zhàn)和問題。在機(jī)電應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的車削實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生可以先通過VR實(shí)訓(xùn)來操作，當(dāng)掌握了車削力度、實(shí)訓(xùn)的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)后，再使用真實(shí)的機(jī)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，以避免安全事故發(fā)生。

（四）虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合，節(jié)省更新和維護(hù)成本

中職實(shí)訓(xùn)設(shè)備價(jià)格昂貴，數(shù)量一般不能滿足一人一臺（套）的實(shí)訓(xùn)需要，在真實(shí)的實(shí)訓(xùn)過程中，通常以6人及6人以上的小組為單位進(jìn)行實(shí)踐操作。要想讓學(xué)生熟練操作，能在職業(yè)技能大賽中奪魁，就需要加強(qiáng)訓(xùn)練，這樣一來，就會加速設(shè)備老化或零件損壞，因此學(xué)校就需要投入大量的資金進(jìn)行維護(hù)。對于一些特殊的設(shè)備，例如機(jī)器人、無人機(jī)等，只能供少數(shù)人使用，其他學(xué)生只能觀看教師演示。另外，實(shí)訓(xùn)耗材需求量大，也需要持續(xù)投入大量的資金。

四、VR技術(shù)運(yùn)用的瓶頸與突破

VR技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用，首先基于智慧教室的建設(shè)。從硬件上說，一般包括智慧黑板、授課系統(tǒng)電腦、控制學(xué)生頭顯的VR控制器、學(xué)生端的IPAD及VR頭盔等，市場價(jià)位較高，參數(shù)復(fù)雜。智慧教室建設(shè)是一項(xiàng)專業(yè)水平極高的工程，必須依賴第三方設(shè)計(jì)裝配并負(fù)責(zé)后期跟進(jìn)管理。目前也有一些專業(yè)公司為中高職學(xué)校安裝專業(yè)裝備，包括VR場館設(shè)計(jì)與建設(shè)，幫助培養(yǎng)VR專業(yè)人才和進(jìn)行師資教學(xué)能力培訓(xùn)，提供VR教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源，規(guī)劃創(chuàng)新教學(xué)實(shí)訓(xùn)模式，跟進(jìn) VR教學(xué)資源運(yùn)用過程中的問題解決，中職學(xué)?？梢酝ㄟ^市場化運(yùn)作，校企合作開發(fā)VR資源和VR人才培養(yǎng)及配套服務(wù)應(yīng)該是當(dāng)下一個(gè)主要的渠道。

VR技術(shù)在職業(yè)技能教學(xué)實(shí)習(xí)中的運(yùn)用，最主要的難點(diǎn)不在于技巧也不在于裝配，而在于資源。因?yàn)檫\(yùn)用技能完全可以通過短期培訓(xùn)和平時(shí)的摸索歷練達(dá)到，硬件設(shè)備也可以通過市場采購由專業(yè)機(jī)構(gòu)來協(xié)助完成。資源庫的建立與充實(shí)是難點(diǎn)，是當(dāng)下的一個(gè)瓶頸問題，在知識與專業(yè)的分工越來越繁雜與精細(xì)化的今天，一個(gè)教師是無法做到全知全能的，可謂隔行如隔山。所以VR教學(xué)課件的制作需要跨專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)的配合和跨學(xué)校的校際合作。譬如建筑專業(yè)的二維圖，如何把它拆解開來，細(xì)化到每個(gè)部分、每個(gè)環(huán)節(jié)，然后以三維動畫的形式把他們呈現(xiàn)出來，這既需要建筑專業(yè)的課程教師對知識結(jié)構(gòu)的解讀，也需要計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師、動漫專業(yè)教師協(xié)同作戰(zhàn)。當(dāng)然，校際同行的合作、共建共享更是不可或缺的。護(hù)理專業(yè)人體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知與解剖學(xué)的初步認(rèn)識以及基本護(hù)理技能的實(shí)訓(xùn)，都需要專業(yè)教師開發(fā)利用VR資源并合理使用；汽修專業(yè)機(jī)械的拆裝，更是一個(gè)需要不斷更新的教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。新技術(shù)不斷涌現(xiàn)倒逼著職業(yè)教育的專業(yè)設(shè)置與專業(yè)教學(xué)必須跟進(jìn)，所以VR教學(xué)資源庫的建設(shè)絕不可能是一勞永逸的事，需要月月新，日日新。

目前有一些專業(yè)的教育研究機(jī)構(gòu)，包括一些職業(yè)教材的出版機(jī)構(gòu)，配合教材提供部分教輔資料，也會有配套的教學(xué)資源，其中包括一些質(zhì)量相對比較高的VR課程資源，中職學(xué)?？梢栽黾宇A(yù)算投入，通過招標(biāo)，由專家團(tuán)隊(duì)遴選出質(zhì)量較高的資源為我所用。這些資源專業(yè)化水平比較高，使用方便，因?yàn)槭巧虡I(yè)化運(yùn)作，后續(xù)的跟進(jìn)服務(wù)也是比較到位的，就VR資源的構(gòu)建而言，它實(shí)際上是一個(gè)捷徑，不足的是，教材會不斷修訂，各學(xué)校的校情與學(xué)情差異性大，既成的資源很難普適，需要調(diào)整和更新，提高針對性和實(shí)用性，所以教師自身不斷學(xué)習(xí)、努力提升依然是關(guān)鍵所在。

可喜的是，全國VR教育資源管理云平臺就是將海量的教育資源和豐富的教育工具集中在云端平臺上，不需要使用專業(yè)的、昂貴的VR設(shè)備，便能實(shí)現(xiàn)無門檻的VR教學(xué)。由此看來，VR技術(shù)在教育上的應(yīng)用越來越廣泛，將成為未來教育特別是職業(yè)教育重要的輔助手段和實(shí)訓(xùn)方式。

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[1]趙培欣，范可心，曹來領(lǐng).職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)教學(xué)效能提升文獻(xiàn)綜述[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2019（3）.

（作者：高操，宿州環(huán)保工程學(xué)校教師）