虛擬培訓室在《食品營養學》教學中的應用研究

芮懷瑾　倪凱　孫吉剛

《食品營養學》是研究食物、營養與人體健康關系的一門學科，具有很強的科學性、社會性和應用性，與國計民生的關系密切，在增進我國人民體質、預防疾病，保護和提高健康水平等方面起著重要作用。這些信息的獲取不僅需要學生牢固掌握基本理論知識，同時更需要學生進行知識遷移，并具備處理復雜問題的高階思維技能和策略。然而，現有的教學方法只是強調理論的認知過程，忽略了知識遷移能力的培養，在此教學環境下培養的是相對孤立的低級技能，而對職業能力即專家實踐所需的思維能力、問題求解和處理復雜任務的能力卻缺乏應有的關注。這些能力的忽略弱化了食品營養學的職業素養教學目標，這樣不符合高職院校的教學方向。因此針對目前暴露出來的《食品營養學》教學上的問題，筆者結合幾年的教學經驗嘗試利用虛擬培訓室教學環境組織和設計《食品營養學》教學過程。

虛擬培訓室在？食品營養學？教學中應用的意義

虛擬現實的概念。虛擬現實（Virtual Reality）是20世紀末發展起來的一門涉及眾多學科的高新技術。它集計算機技術、傳感技術、仿真技術、微電子技術為一體，通過計算機創建一種虛擬環境，通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等作用，使用戶產生和現實中一樣的感覺。具體地說，是以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境。用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。典型的虛擬現實系統主要是由人、虛擬環境、傳感器件、作用器件和虛擬環境發生器組成的。常見的虛擬現實系統主要有以下幾種：桌面式虛擬現實系統、增強式虛擬現實系統、沉浸式虛擬現實系統、分布式虛擬現實系統。本文涉及的虛擬培訓室是桌面式虛擬現實系統，雖然參與者會受到周圍現實環境的干擾而缺乏沉浸感，但其成本較低，易于推廣和使用。

針對食品營養學教學難點應用虛擬培訓室的意義。食品營養學是一門利用理論知識解決客觀世界實際問題的學科，相對于本科院校強調的理論研究教學，高職院校在該課程的教學上更注重技能的應用，也就是對真實任務的分析和解決能力的培養，這種能力需要在與客觀世界相近的環境下培養。但目前對食品營養學的教學方式是以教師講解為主的填鴨式教學，教學在教師的控制下進行，這種傳統的固定、統一、僵化的教學模式難以激發學生的學習興趣，而且也不能根據學生水平進行差別化教學。在此模式下的授課內容也主要是以文字的形式呈現，要求學生需要具備較好的抽象思維能力將這些理論知識遷移至學習任務中去，而這樣無形地加重了學生的學習負擔，很多學生也反映這種教學方式缺乏吸引力。食品營養學的技能訓練需要一定的真實情境作支撐，而原有局限于教室中的技能訓練脫離現實，訓練效果不佳。

虛擬培訓室作為一種利用互聯網實施的桌面式虛擬現實系統改變了傳統的食品營養學單向授課形式，極大地調動了學生學習積極性和主動性。此系統是以客觀世界為學習環境以真實案例為訓練任務建立的，縮短了理論和現實的距離，可以使學生以專業角度解決真實任務同時獲得更多的感性知識。利用該系統組織教學可以逐漸弱化教師的主導作用，提升學生的學習熱情，將理論知識融入實際案例，在問題解決過程中學生通過反思和總結得出理論內容。在此系統下，學生可以根據個人學習情況選合適難度等級的任務，另外在課堂之外還可利用此系統進行自學。該系統將書本上重要的理論知識轉變為圖標和案例的形式呈現，使那些抽象、枯燥、難懂的學習內容以生動形象的形式表現出來，提高知識的可接受性，使訓練更富形象性和趣味性，大大提高了學生的感知水平和學習興趣。

虛擬培訓室的構建及應用

虛擬培訓室的構建。該模型是通過多年教學經驗積累搜集與食品營養學相關的真實案例為基礎，以日常生活場景為背景，盡可能擺脫課堂教學環境而建立起來的。這些真實案例主要來自于社區資料和醫院病例。首先對資料內容進行篩選，去掉個人基本信息防止居民個人信息泄露，并將過于專業的醫療詞匯進行解釋或刪除，適當的加入和食品營養學相關的隱性知識以便學生挖掘和研究。策略轉換包括環境、方法和交流三方面。環境策略是指該系統設置環境盡可能貼近現實世界，教學中發現學生更喜歡選擇醫院環境模式，個人角色對應為營養師；方法策略是指在教學中所使用的方法和策略，具體就是使用不同任務引導學生并潛移默化地培養職業素養，根據學生的反饋對任務難度等級進行調整不斷提升技能水平，通過角色轉換及考核方式改變刺激學生自主學習并學會反思和再學習；交流策略是指學生與教師的溝通模式，虛擬培訓室的端口有兩種：一個是學生人口，另一個是教師人口，教師端口可以控制學生界面。虛擬培訓室中的任務根據難易程度不同分為三個級別，學生根據任務完成情況和個人能力選擇任務等級，三級任務和真實案例最為接近，信息量最大，同時超脫書本知識的內容也最多。最后，虛擬培訓室還可以根據授課情況轉移至校外，利用校企合作的途徑搜集企業案例，或通過志愿者活動進行社區服務，在真實環境下對課程技能和職業素養進行提升。

虛擬培訓室的應用。虛擬培訓室中的每一個任務包含了一個子技能，這些子技能通過學生完成任務獲取，但使用虛擬培訓室并不是讓學生獲得獨立的、片段式的子技能，傳統的授課方式使學生掌握的知識和技能多是片段化的、不連貫的，不能形成一個完整的知識體系，更不知道如何使用所學知識去解決實際問題，所以建立虛擬培訓室后教師更應學會如何使用。教師應將學習任務作為一個復雜的整體來對待，學生在學習過程中以一種綜合協調的方式面對所有的任務，從而提高他們在復雜問題解決過程中邏輯思維能力。

學生進入虛擬培訓室后，分組協作，根據個人興趣每組選擇一個一級任務，如某男性教師的日常飲食及生活安排。在一級任務完成過程中，首先教師需要講解一些領域性知識，如RDA、DRIs和中國居民平衡膳食寶塔等基本概念。之后對此任務進行拆解，說明完成此任務需要的步驟和方法，在每一步驟說明完畢后學生利用框架完成一級任務的子任務，至一級任務完成時一般居民的飲食制定步驟及方法學生就完全掌握了。然后每組根據組內情況選擇二級任務，在任務開始前每個學生將收到一份成績評定表，學生需要明白過程考核的內容包含組內考核、組間考核和教師考核三部分，以此督促其學習過程。對二級任務完成過程中需要用到的步驟及方法進行提醒和說明，教師可以以任務實施結構圖的形式展示于培訓室中以便學生時時查看，觀察方案制定過程并進行糾正，對有疑惑的學生進行輔導。在任務完成的后半階段可以根據學生反饋進行任務升級，如根據一天的食譜制定一周食譜。學生可以先自學討論在系統上給出答案，之后教師再講解實物的等價交換，這樣可以增加學生的學習動力并加深對復雜理論的認識。在二級任務完成后學生根據個人能力和興趣選擇三級任務，三級任務庫中的案例難度提高，在任務解決過程中需要用到的一些教師之前并未進行講解的知識，在培訓室中對這一部分內容教師可以給出提示。學生獨立完成任務后進行匯報，小組間點評，教師提出改進意見，學生通過比較反思對報告進行修正，同時對之前所學內容進行補充和完善。另外，三級任務是學生獨立完成，在此過程中如果方案思路出現較大偏差系統將報警，如果繼續錯誤思路，以患者形式出現的案例人物將出現“死亡”提示，這一部分也將計人考核。

虛擬培訓室應用效果評價

第一，以虛擬培訓室為教學平臺結合相應的教學方法在學生反饋中普遍感覺良好。課堂氣氛不再那么壓抑死板，通過多種途徑帶來的感官刺激可以更好地激發學生的學習興趣。在虛擬情境下教學學生可以較好地進入設定角色，通過真實任務能夠更好地培養學生貼近現實的邏輯思維能力。學生通過不斷的試錯和反思可以形成發現式的學習風格和策略，培養高層次的思維技能。教師也可以在不打擾學生學習討論的情況下時時觀察學生的任務進程，及時把握學生的學習情況及問題并及時對學生做出適當的反饋。

第二，虛擬培訓室是以情境化教學為基礎建立起來的一套系統模型，學生在這種全新的“身臨其境”的教學環境中，能夠由一個被動的觀察者變為主動的參與者。在突破了時間和空間的局限后，創造了一個人性化、個性化的教學環境，供學生選擇的教學任務變多了，大大激發了學生的學習動機，提高了學習效果。以患者病例形式存在的隱性知識在學生完成任務過程中不斷被挖掘，培養了學生的再學習能力，填充和豐滿了學生的知識體系。

第三，虛擬培訓室在構建時需要一定的資金支持，但在后期更新完善階段完全可以由教師完成。該系統不僅可以用于課程教學，還可用來進行培訓服務。目前國內在營養師資質考試方面僅限于理論，對于實踐訓練比較欠缺，院校可以利用該系統承接對外培訓增加收入。

傳統的教學方法使食品營養學的教學內容局限于理論，脫離實際，學生感覺“知識無用”。在這樣的教學環境下，學生的技能不能得到訓練和應用，高職教育要求的職業能力素養也很難得到培養，這樣就偏離了高職院校食品營養學的教學目標。筆者在實際教學中以虛擬培訓室為教學平臺發現，學生的學習興趣得到了很大的提高，積極性和主動性也得到了很大的增強，更可貴的是，學生的探究精神和再學習能力得到了一定的發展。

虛擬培訓室作為虛擬現實技術的一種，不僅可以用于食品營養學的教學設計，還可以用于其他專業課程的開發，這需要在后續的實踐中進一步摸索。