“翻轉課堂+慕課+VR技術”在物流運輸管理教學中的應用

高怡

【摘 要】文章提出并構建了基于“翻轉課堂+慕課+VR技術”的立體教學模式，以“物流運輸管理”課程為例，探討不同模塊的具體應用。該模式的建立以學生為主體，有助于提高學生的職業實踐能力，對高校課程改革具有重要意義。

【關鍵詞】翻轉課堂 慕課 VR技術 教學模式

中圖分類號：G710 文獻標識碼：A

相關概念及研究概述

翻轉課堂是由美國經濟學家Maureen在論述“經濟學入門”課程時提出的一種課堂轉變的思想[1]。Jonathan教授等人指出，翻轉課堂使學生成為課堂的主人，是一種將直接講解與建構主義學習相結合的教學模式。隨著概念的普及，翻轉課堂更多地被用于教學實踐，Salman Khan通過將教學視頻上傳至YouTube網站，創辦了可汗學院。Jeremy Strayer提出了一種新的智能教學管理系統用于課外學生自學，課堂上學生利用Blackboard課程交互系統參與項目工作。

慕課（MOOC）是一種大規模開放型在線課程。2008年，George Siemens與Stephen Downes開設了“關聯主義與知識關聯”網絡課程。Dave Comier根據該課程創立了MOOC術語，他認為MOOC是一種將分散的學習者與課程資源聚集的過程，在這一過程中教師與學習者通過共同話題討論聯系在一起。2011年斯坦福大學教授Sebastian Thrun和Peter Norvig開設了“人工智能”課程，隨后創辦了在線課程平臺Udacity。慕課具有規模大、交互性強的特點，能夠實現師生互評、在線測驗和討論。

VR技術是借助于仿真技術、計算機圖形學、可視化計算、計算機網絡技術、人工智能技術、傳感技術及硬件設備，構建虛擬環境，通過人的視覺、聽覺、觸覺等自然方式與之進行交互完成一定的任務與操作。VR技術最早被用于教育領域是1992年東卡羅琳娜大學構建的“VR技術與教育實驗室”，用于研究VR技術對教育的影響。1994年，華盛頓大學和西屋科學基金會發起了一項基于三維動畫虛擬現實教學服務的流動項目。諾丁漢大學設立了VIRART項目，用于探索互動式桌面虛擬現實系統。

盡管各國的研究取得了較好的效果，但僅限于在各自領域進行開發和探索，將翻轉課堂、慕課以及虛擬現實技術相結合，構建一個系統性的教學模式是十分必要的。

“翻轉課堂+慕課+VR技術”教學模式的構建

“翻轉課堂+慕課+VR技術”教學模式可分為兩個模塊：前期設計模塊和教學應用模塊。其中，教學應用模塊按照翻轉課堂的思想，可分為課前理論學習和課內實踐子模塊。

1.前期設計模塊

（1）教學內容的設計和篩選

首先對教學內容進行設計和篩選。本文參考肯普模式①，根據教學目標、學習對象特征、教學資源以及預期效果四個因素來進行設計，針對課程劃分項目，在每一項目下分別劃分理論目標和實踐目標。

（2）制作和上傳慕課視頻

根據理論目標設計制作慕課視頻，在制作視頻之前首先要設計視頻腳本，包括名稱、課程目標、知識點、教學類型、學習對象和設計思路等，對包含內容進行分配和重難點的提煉，設置習題和考核標準。視頻制作軟件可采用Camtasia Studio。其次上傳慕課視頻，目前可利用的資源有MOOC中國、慕課網、中國大學MOOC、愛課程等，功能包括課程導入導出、互動參與、習題、考核評價及發放證書等，同時方便進行更新、管理和維護。

（3）VR技術的架構與設計

根據實踐目標進行VR架構與設計。VR技術的實現主要依靠硬件和軟件的支持，硬件有數據手套、數據頭盔、空間跟蹤器、聲音合成設備以及計算機等，軟件包括與硬件設備相配套的MR工具箱、WTK系統、Vega、Java3D、Virtools[2]、cool3D[3]等。虛擬情境的設計必須以課程目標為導向，其操作步驟、操作環境、信息顯示等細節要盡可能貼近真實的作業狀態，最好以真實的企業、車間作為設計原型。

2.教學應用模塊

（1）課前理論學習子模塊

學生可以根據實際情況自行選擇學習時間和學習地點，在學習過程中完成視頻中的習題，針對一些知識難點和重點參與話題討論，將遺留問題進行總結以備上課討論。同時，教師在這個過程中可以根據網絡反饋數據實時掌握學生學習情況，對學生關注度較高的知識點進行記錄，進行學生評價等。

（2）課內實踐子模塊

課內實踐模塊主要分為課堂討論、情境演練和項目總結三個方面。課堂討論是翻轉課堂必要環節，根據討論情況，帶著問題進行虛擬現實系統的情境演練，在演練過程中，教師和學生可以進行多角色互動，共同合作完成一個任務或環節，教師也可通過設置突發情境來考驗學生熟練程度和應變能力。針對演練過程中出現的問題，教師可以組織學生進行進一步討論和總結。

物流運輸管理課程教學模式的構建

1.前期設計

按照肯普模式的教學設計方法，可從四個因素對物流運輸管理課程進行分析，如表1所示。

根據以上分析，對課程的具體項目內容進行分類和篩選，如表2所示。

目前，國內有名的慕課網站尚無與物流運輸管理相關的在線課程，作為任課教師團隊應當積極申報，增加對該課程優秀教學資源的開發，同時為了保證學生學習的自覺性，學校應當將慕課網絡課程納入學分管理體系。虛擬系統的設計和研發環節需要大量的專業技術人員和專業設備，考慮到建模的難度，學校可采用與專業VR軟件公司進行合作，共同開發仿真平臺。

2.教學應用

學生需要提前在慕課網站申請注冊課程，網絡課程開課后學生通過自學以測驗成績，獲得網站提供的結業證書，并以此向學校換取網絡課程學分。在課堂上學生可以利用虛擬仿真平臺進行模擬演練。以物流運輸管理課程中的運輸作業流程教學為例，傳統的實訓軟件雖然也向學生展示了整個作業流程，但是僅依靠簡單的操作，學生很難對整個過程有立體的認知。在VR環境下，學生可以清楚看到整個流程，并且對各環節進行操作，通過扮演不同的崗位角色進行互動，幫助學生更深刻地掌握各項技能。

結 語

本文構建了基于“翻轉課堂+慕課+VR技術”的教學模式，并以物流運輸管理課程為例，探討了不同模塊在物流運輸管理課程中的具體應用。通過該模式的構建，以期能夠為物流運輸管理課程的應用提供指導，同時作為一種教學模式改革的新思路，期望能為其他職業課程的建設提供借鑒與參考。

注釋：

①肯普模式，1997年由J.E.Kemp提出的一種教學設計模式，基本理念是行為主義的“刺激—反應”連接。

參考文獻：

[1]Maureen J.Lage，Glenn J.Platt，and Michael Treglia.“Inverting the Classroom：A Gateway to Creating an Inclusive Learning Environment，”Journal of Economic Education，2000：30-43.

[2]趙卿：《基于VR的GPS仿真實訓教學系統的研究與設計》，學位論文，大連海事大學，2009，第48-49頁。

[3]張佳、黎敏謙、李振杰、李偉：《VR技術在實戰化教學中的應用研究》，《電腦知識與技術》2006年第12期，第172-174頁。

作者單位：西安職業技術學院經濟管理系 陜西西安