基于AR/VR技術(shù)的教育信息化實踐探究

顧瑜萍

[摘? ? ? ? ? ?要]? 教育信息化2.0時代到來之際，主要介紹AR/VR技術(shù)在中職食品專業(yè)課程中的應(yīng)用需求和應(yīng)用現(xiàn)狀;以食品加工類課程糖果與巧克力制作為例，闡述AR/VR技術(shù)的具體實踐應(yīng)用，并談?wù)凙R/VR 技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用策略和應(yīng)用前景。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? AR/VR技術(shù);食品專業(yè);應(yīng)用

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）34-0054-02

2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，教育信息化耀眼開啟2.0時代。2019年4月，在昆明召開全國教育信息化工作會議，做了深入推進(jìn)教育信息化2.0發(fā)展的主題報告。中國職業(yè)教育緊跟教育信息化2.0步伐，充分利用VR/VR/MR等信息技術(shù)手段，逐步構(gòu)建多元信息化教學(xué)平臺，建設(shè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、開發(fā)信息化教學(xué)課程資源。

AR（增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)）對現(xiàn)實的增強(qiáng)主要體現(xiàn)在虛擬影像和現(xiàn)實影像的融合方面。VR（虛擬現(xiàn)實技術(shù)）創(chuàng)建虛擬世界的計算機(jī)仿真系統(tǒng)，在交互式三維動態(tài)實景下，實現(xiàn)系統(tǒng)的仿真行為[1]。AR和VR的結(jié)合使用在教學(xué)中的運(yùn)用前景廣闊、潛力巨大。許多專家學(xué)者針對AR/VR新技術(shù)的應(yīng)用在教育領(lǐng)域展開了多方位的研究[2]。基于前人的研究，結(jié)合我校食品專業(yè)的教學(xué)實際，鋪開一場AR/VR技術(shù)在中職食品專業(yè)課程中的實踐歷程。

一、AR/VR技術(shù)在中職食品專業(yè)課程中的需求和應(yīng)用

（一）理論教學(xué)

在中職食品專業(yè)分析檢測類課程中，傳統(tǒng)理論教學(xué)偏向于大篇幅分析檢測原理和檢測流程，學(xué)生徘徊于檢測要點卻難得其法。在加工類課程中，理論教學(xué)側(cè)重于加工設(shè)備及工作原理、工藝流程及操作要點等內(nèi)容。多數(shù)中職生的學(xué)習(xí)積極性不高、理解能力差，對大段文字不感興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)能動性就顯得困難重重。

因此，在理論學(xué)習(xí)的教學(xué)中，借助AR/VR技術(shù)輔助傳統(tǒng)教學(xué)，將枯燥、抽象的理論知識進(jìn)行可視化、形象化或游戲化的展示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在互動體驗中接收知識，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。例如，在乳制品加工AR教材中，學(xué)生能通過AR模擬多種乳制品的生產(chǎn)加工，接觸巴氏殺菌機(jī)、均質(zhì)機(jī)等加工設(shè)備的虛擬3D模型，對乳制品的生產(chǎn)工藝有更形象的認(rèn)識，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅實的理論基礎(chǔ)。

（二）實操/實訓(xùn)教學(xué)

在中職食品專業(yè)分析檢測類課程中，實操和實訓(xùn)占比較大，可能面臨的問題主要是實訓(xùn)場地的規(guī)模、檢測設(shè)備和試劑數(shù)量等的有限性;理化檢測中會接觸到有毒有害的試劑，微生物檢測則會受制于微生物的培養(yǎng)時間，還有來自致病菌的威脅，有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中還要面對反應(yīng)耗時長、副反應(yīng)多、反應(yīng)條件苛刻等問題。加工類課程則受制于加工設(shè)備老舊、設(shè)備數(shù)量不足，難以向?qū)W生呈現(xiàn)企業(yè)加工車間的流水線生產(chǎn)方式。同時，中職生普遍還存在安全意識淡薄、動手能力不強(qiáng)等問題，難度較大的實驗或操作需要反復(fù)練習(xí)才能掌握。

因此，借助AR/VR技術(shù)，深度還原現(xiàn)實檢測環(huán)境或生產(chǎn)車間，學(xué)生能夠觀察設(shè)備3D結(jié)構(gòu)圖，漫游加工生產(chǎn)線，“身臨其境”地完成檢測或生產(chǎn)加工，彌補(bǔ)現(xiàn)實檢測工位數(shù)量不足或生產(chǎn)線缺失的問題。例如，在微生物檢測VR實訓(xùn)中，學(xué)生可對四種致病菌的檢測進(jìn)行VR演練，在有限的時間內(nèi)觀察實驗結(jié)果，對于薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，并能在一定程度上降低實操中的安全隱患，提高實操時的規(guī)范性和正確性。

二、AR/VR技術(shù)在中職食品專業(yè)課程中的應(yīng)用實例

現(xiàn)以中職食品加工類課程糖果與巧克力制作中巧克力制作部分為例，介紹AR/VR技術(shù)的實踐應(yīng)用。

巧克力制作是可可豆到巧克力的變身，其中包括可可豆、巧克力及其制品的理論知識和加工技能。在傳統(tǒng)教材的基礎(chǔ)上，配以《巧克力誕生記》AR教材，借助AR技術(shù)實現(xiàn)虛實結(jié)合，讓枯燥的理論知識“躍”然紙上，使學(xué)生在視聽上增強(qiáng)對知識的體驗，實現(xiàn)由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍。

我校巧克力加工實訓(xùn)室規(guī)模較小，缺乏巧克力生產(chǎn)設(shè)備，無法實現(xiàn)由可可豆到巧克力的產(chǎn)線加工，目前，僅有小型調(diào)溫裝置，對原料巧克力進(jìn)行調(diào)溫操作后借助巧克力澆注模具成型，完成巧克力的制作。因此，借助巧克力工廠VR實訓(xùn)軟件，深度還原巧克力工廠加工場景，可以彌補(bǔ)實訓(xùn)室中加工設(shè)備的不足。同時，借助VR軟件的評估系統(tǒng)，可實現(xiàn)學(xué)生操作數(shù)據(jù)的及時反饋，精準(zhǔn)糾錯;操作效果及時呈現(xiàn)，操作過程可回溯。

以2019上海市中等職業(yè)學(xué)校教學(xué)能力大賽一等獎作品《可可豆的預(yù)加工》為例（如下表所示），在教學(xué)過程中展示教師應(yīng)用AR/VR技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生把握可可豆預(yù)加工的理論知識和操作技能。

本課應(yīng)用AR/VR技術(shù)手段，在一定程度上彌補(bǔ)學(xué)生理論學(xué)習(xí)上的弱勢，補(bǔ)齊實踐操作的短板，實現(xiàn)學(xué)生全員參與操作，在活動體驗中獲取知識和技能。本課教學(xué)模式可應(yīng)用于本專業(yè)其他課程，同時，AR/VR技術(shù)在我校“巧克力誕生記”職業(yè)體驗日活動中大放光彩，廣受中小學(xué)師生的歡迎，取得了良好的社會效應(yīng)。

三、AR/VR技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用策略和應(yīng)用前景

AR/VR技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)預(yù)示了現(xiàn)代教育方式變革的到來，這也為職業(yè)教育改革找到了很好的切入點[3]。因此，為了加快教育信息化2.0實現(xiàn)跨越式發(fā)展，需多方聯(lián)動，教育部門做好頂層設(shè)計、構(gòu)建信息平臺，學(xué)校積極創(chuàng)造良好的信息化實施環(huán)境，鼓勵教師不斷學(xué)習(xí)，跟隨信息化技術(shù)的腳步，積極提升信息化素養(yǎng)，共同推動AR/VR技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)中的開發(fā)與應(yīng)用。

與國外相比，我國AR/VR技術(shù)的研究起步較晚，但發(fā)展較快，目前，國內(nèi)已經(jīng)有越來越多的企業(yè)著眼于AR/VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究，并獲得了具體的實證研究成果[4]。當(dāng)前，我國正逐漸加大對AR/VR產(chǎn)業(yè)的政策引導(dǎo)和扶持，讓其能夠迅速發(fā)展，力爭全方位打造AR/VR產(chǎn)業(yè)大國[5]。AR/VR技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展前景廣闊，除了在教育領(lǐng)域大放異彩之外，在醫(yī)療、軍事、通訊和娛樂等領(lǐng)域都將會有更非凡的表現(xiàn)。

中職食品專業(yè)課程具有實踐性強(qiáng)、知識面廣、靈活性大等特點，將AR/VR技術(shù)引入專業(yè)課程教學(xué)中，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，借助AR教材、VR實訓(xùn)軟件等手段彌補(bǔ)學(xué)生理論知識薄弱、缺乏實踐操練的短板，切實提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在活動體驗過程中獲取知識和技能。

AR/VR技術(shù)對促進(jìn)教育信息化2.0的發(fā)展有著十分突出的優(yōu)勢，但它也存在限制因素。目前，AR/VR技術(shù)型人才數(shù)量不充足，研發(fā)成本和設(shè)備造價也較高;VR設(shè)備較重，不適合久戴，有學(xué)生佩戴后會產(chǎn)生不適感[6]。但是，教育信息化是職業(yè)教育發(fā)展的大勢所趨，職業(yè)教育定會堅持促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，迎難而上，知難而進(jìn)，必有所得。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹思佳.AR與VR的技術(shù)推進(jìn)與發(fā)展前景探析[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2020（4）：243-244.

[2]吳群彪，方海峰，范紀(jì)華，等.基于VR/AR技術(shù)的機(jī)械課程教學(xué)方法探索[J].機(jī)械設(shè)計，2018（35）：432-434.

[3]馬欣悅，石偉平.VR/AR技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域的價值邏輯與行動策略[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2017（30）：42-47.

[4]黃余燕.VR/AR技術(shù)在中職學(xué)校財會專業(yè)的教學(xué)探究[D].江西：江西科技師范大學(xué)：2019.

[5]雷浩鵬，辛玲.基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式教學(xué)方法設(shè)計研究[J].計算機(jī)教育，2019（1）：130-133.

[6]劉勝峰.VR/AR/MR技術(shù)助力課堂教學(xué)新變革[J].中小學(xué)電教，2019（9）：24-26.

編輯 張 慧