淺析AutoXR創(chuàng)作平臺技術在職業(yè)教育中的應用價值

（安徽警官職業(yè)學院 安徽 合肥 230031）

0.引言

2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》強調(diào)：“要以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬仿真等新興技術為基礎……，從而提升人才培養(yǎng)質(zhì)量”。2019年2月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022年）》（以下簡稱《實施方案》），指出今后5年加快推進教育現(xiàn)代化的指導思想，提出了推進教育現(xiàn)代化十項重點任務。《實施方案》第六大重點任務——大力推進教育信息化明確指出：“著力構建基于信息技術的新型教育教學模式……。促進信息技術與教育教學深度融合，支持學校充分利用信息技術開展人才培養(yǎng)模式和教學方法改革……，開展國家虛擬仿真實驗教學項目等建設，實施人工智能助推教師隊伍建設行動。”國家如此高度重視，多次將虛擬仿真技術應用寫入教育發(fā)展戰(zhàn)略和實施方案，尤其是“能力本位，技能培養(yǎng)”的職業(yè)教育，虛擬仿真、人工智能、AR/VR、AutoXR的應用具有深刻的價值意義。

目前，學術界對于虛擬仿真、人工智能、VRAR技術應用的研究主要集中在教育領域價值研究和教學體驗設計研究。朱斌等(2007)[1]呈現(xiàn)了虛擬仿真技術在現(xiàn)代教學應用的載體與理論支撐；李小平等（2017）[2]在深刻探討汽車課程教學的基礎上，提出VR教學融合框架的混合形態(tài)教學設計方法；馬欣悅 石偉平（2017）[3]從教育行政部門、學校和教師等層面提出了AR/VR技術在職業(yè)教育領域的價值邏輯與行動策略；李小平等（2018）[4]從心理學角度給出了VR/AR教學體驗蘊含的內(nèi)容，闡述了教學體驗設計的方法。至今尚未有文章涉及到AutoXR創(chuàng)作平臺技術在職業(yè)教育方面的應用研究。本文根據(jù)AutoXR創(chuàng)作平臺技術的內(nèi)涵特征與應用原理，試圖探尋其在職業(yè)教育應用中對人才培養(yǎng)模式、教學方法改革和師資隊伍建設的價值意義。

1.AutoXR創(chuàng)作平臺技術的特征與原理

AutoXR內(nèi)容創(chuàng)作平臺是由知感科技自主研發(fā)的輕量級虛擬現(xiàn)實內(nèi)容創(chuàng)作軟件，搭載于普通計算機上，允許各個領域的從業(yè)者在無需編程的前提下，依據(jù)專業(yè)特色自主進行可視化VR資源的創(chuàng)作。就像微軟的PowerPoint，創(chuàng)視界在兼顧通用型功能的同時，將繁瑣、專業(yè)的演示內(nèi)容制作流程模塊化、預制化，讓使用者在很短時間內(nèi)創(chuàng)作出可漫游、可交互、可演繹的VR世界。這極大降低了VR課程開發(fā)的門檻，為教學、科研及工業(yè)應用中的虛擬實訓、仿真教學提供了最為便捷的開放式內(nèi)容創(chuàng)作平臺。

1.1 中文可視化界面

有別于市面上常見的Unity，Unreal Engine等專業(yè)級VR開發(fā)引擎，AutoXR的界面簡潔，采用全中文命名方式，各模塊功能一目了然，用戶短時間內(nèi)就能上手。

1.2 海量資源支持

AutoXR內(nèi)置外部資源導入功能模塊，支持外部40多種格式的3D模型，允許圖片、音頻、視頻、PPT、文檔、全景資源統(tǒng)一導入，能夠迅速將傳統(tǒng)的教學資源VR可視化，以新的教學環(huán)境進行展開。AutoXR還配置有醫(yī)療、機械、建筑、旅游、交通等不同專業(yè)的模型庫，模型總數(shù)超過20000個，保障各個學科的初步教學使用。

1.3 快速場景搭建

通過簡單的拖拽操作，用戶可以迅速在AutoXR中創(chuàng)建一個虛擬的世界，并用勾選的方式對單個物體進行屬性設置，如帶重力、可抓取、碰撞檢測、材質(zhì)替換、位置改變、大小改變等，讓沒有計算機背景的人也可以自行創(chuàng)建VR場景。（下圖為迅速搭建虛擬空間）

1.4 簡明邏輯事件

AutoXR支持單線程邏輯和局部多邏輯定義，能夠像PPT一樣用邏輯序列的方式演繹一個事件。用戶可以通過這種方式進行教育、工業(yè)、商業(yè)案例展示，設置教學考核，靈活創(chuàng)造一個可交互的世界。

1.5 A/V/MR多平臺支持

AutoXR能夠為多種硬件平臺創(chuàng)建內(nèi)容，包括PC虛擬仿真平臺、VR頭盔、AR眼鏡、MR頭顯、全息桌面、全息一體機、CAVE、環(huán)幕等。可發(fā)布.exe格式可執(zhí)行程序文件，支持大部分Windows平臺通用。（下圖為一鍵發(fā)布到多平臺進行使用）

2.AutoXR創(chuàng)作平臺技術應用的優(yōu)勢

2.1 在高等教育學科虛擬仿真實驗的應用

高等教育中的地質(zhì)工程、土木工程、建筑工程等專業(yè)的教學中往往涉及到大量空間數(shù)據(jù)，如礦山三維模型、橋梁施工三維場景、建筑設計模型等。通過AutoXR，教師和學生可以將傳統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)可視化，在VR或AR模式下對模型進行評估和設計驗證，幫助科研成果匯報時的可視化展示。

2.2 在職業(yè)教育技能培訓的應用

在職業(yè)教育中，傳統(tǒng)的技能培訓耗時長，危險性高，且受實訓場地限制。例如汽車維修，物流倉儲空間認知、工地施工演練、公路測量等項目。通過AutoXR，教師可以創(chuàng)建一個虛擬車間或倉庫，在車間中制作汽車零部件認知的課程，并保存成一個教學程序。學生通過VR設備可以穿越到教師設定的車間或倉庫，進行結構認知培訓，還可以動手進行裝配演練。

2.3 在基礎教育中的應用

在基礎教育中，中小學生可以利用AutoXR內(nèi)置的資源庫，自行創(chuàng)建一個恐龍世界或者海底世界。相比較傳統(tǒng)的實物模型、拼圖等教具，這種方式不僅節(jié)約材料，還能夠讓小朋友們穿越到自己創(chuàng)作的世界中，與恐龍共舞，激發(fā)靈感與創(chuàng)新。

2.4 在繼續(xù)教育中的應用

在行業(yè)職業(yè)培訓中，畢業(yè)生到了就業(yè)單位后一般都需要一個對工作場景認知的過程。工作單位可以通過AutoXR，將工作中涉及到的不同場景進行三維建模，從而幫助新員工進行培訓。也可以將各種售賣的產(chǎn)品通過AR設備進行展示，從而幫助員工進行產(chǎn)品認知。

2.5 在科普教育中的應用

社區(qū)的防火、防災培訓、反恐演練等均可以在VR的條件下以嶄新的方式進行展開。通過AutoXR，可以創(chuàng)建不同的應急場景，如廚房著火，恐怖襲擊，災后廢墟等。市民戴上VR設備后，可以演練滅火逃生的路線等，提高訓練效率，增強訓練效果，減少訓練成本。

3.AutoXR創(chuàng)作平臺技術在職業(yè)教育中的應用價值

朱寧嘉（2016）[5]通過比較國內(nèi)外AR/VR研究和發(fā)展現(xiàn)實，闡述了AR/VR技術從理論向現(xiàn)實的技術轉化舉步維艱，存在諸如產(chǎn)業(yè)鏈配合不足，開發(fā)難度大，資源制作高成本等問題；余人 于鳳（2017）[6]論述了AR/VR在出版實踐中的應用困難，指出AR/VR技術存在應用成本高、專業(yè)人才短缺、技術資源瑕疵等不足。許多職業(yè)教育院校雖然深感AR/VR技術是教育技術現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢，卻因上述AR/VR技術的困難與瓶頸，無法大規(guī)模推廣使用。鑒于此，AutoXR技術平臺應運而生。它的操作便捷性、無編程制作可視化資源、演示內(nèi)容制作流程模塊化、預制化，降低了AR/VR課程資源開發(fā)的門檻，為職業(yè)教育實踐實訓課程教學提供了便捷、開放的操作平臺，也為職業(yè)院校普通教師制作可視化課程教學資源打開了方便之門。

3.1 AutoXR創(chuàng)作平臺技術對人才培養(yǎng)模式的價值

2019年2月13日國務院發(fā)布《國家職業(yè)教育改革實施方案》（以下簡稱《方案》），明確了職業(yè)教育和普通教育是兩種不同且同等重要的教育，指出了我國職業(yè)教育還存在諸如體系建設不夠完善、職業(yè)技能實訓基地建設有待加強、辦學和人才培養(yǎng)質(zhì)量水平參差不齊等不足。職業(yè)教育，顧名思義，人才培養(yǎng)目標是針對服務社會經(jīng)濟發(fā)展和對接勞動力市場需求的職業(yè)技能培養(yǎng)，人才培養(yǎng)核心理念是 “能力本位”，人才培養(yǎng)模式的核心內(nèi)涵是“工學結合”。針對《方案》中職業(yè)技能實訓基地建設和人才培養(yǎng)質(zhì)量水平不齊等問題，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量關鍵在于充分利用虛擬仿真、人工智能、AR/VR、AutoXR等現(xiàn)代信息技術優(yōu)化實訓課程設計，改善實驗實訓效果，改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式。

張娜、鐘誠（2018）[7]指出，由于國家招生制度改革，高職生源有相當一部分是通過分類招生考試注冊入學的學生，存在整體學習基礎和能力水平差異較大等問題。鑒于高職生源的這種特殊性，教育信息技術的使用應該操作便捷、知識難度適中、又不乏實操訓練的趣味性和吸引力。AR增強現(xiàn)實、VR虛擬現(xiàn)實、全息投影等技術彌補了傳統(tǒng)多媒體教育互動性、體驗性不足的缺陷，而AutoXR技術平臺則是對AR/VR技術使用的一個升華。AutoXR創(chuàng)作平臺技術以它簡單、便捷、易于制作的特征對于職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新意義非凡。在職業(yè)教育中，傳統(tǒng)的實訓課圍繞“實操目標”，受實訓場地和技術限制，通常采用統(tǒng)一的實操形式，學生自主創(chuàng)新性意識缺乏。通過AutoXR技術，教師可以帶領學生依據(jù)收集的圖片等信息創(chuàng)建一個虛擬實訓場地，通過虛擬仿真的技術對“實操目標”反復訓練，進行合作、探究的學習，并相互評價和共享學習成果，并將整個實訓過程通過平臺技術制作成一個全新的AutoXR教學資源。這種從傳授知識與技能向追求模仿實操的轉變、從促進學習者思考與探究向追求動手創(chuàng)作的轉換,正是職業(yè)教育人才培養(yǎng)的核心價值所在。

3.2 AutoXR創(chuàng)作平臺技術對教學方法改革的價值

通過AutoXR創(chuàng)作平臺技術，學生帶著項目、任務、目標，經(jīng)過實際操練、現(xiàn)場收集資料，自主總結、探究、完善實訓虛擬平臺，這種深度參與的實訓課體驗能幫助學生保持學習動機，進行批判性思考，能夠在課程與實際工作之間建立起聯(lián)系，對于新知識和技能的心理認知會更深刻。這種基于項目的實操學習，是挑戰(zhàn)自我的學習，是探究式的學習，有助于學生在有限的實訓場地獲得更多主動學習的經(jīng)歷。

目前，世界各國的教育，不論是基礎教育還是高等教育，都在把這種基于項目、基于探究的學習作為課程教學方法改革的重要方面，強調(diào)學生的合作、參與、探究、表達。我國的職業(yè)教育必須在建設的新基點上，借鑒國際職業(yè)教育發(fā)達國家的經(jīng)驗，借助虛擬仿真、人工智能、AR/VR、AutoXR等信息技術，以培養(yǎng)學生的實際工作和技術的設計能力為指導思想，強調(diào)職業(yè)教育培養(yǎng)的不僅僅是技術使用能力，更重要的是，本著對現(xiàn)在和未來社會、經(jīng)濟、環(huán)境負責的態(tài)度，參與到未來的技術和工作環(huán)境設計的能力，促進我國職業(yè)教育的教學方法改革創(chuàng)新發(fā)展，推動我國職業(yè)教育課程教學的現(xiàn)代化、科學化和實效化，提升職業(yè)教育課堂教學的有效性和附加值，以更有利于學生的全面成長和更好地服務社會。

3.3 AutoXR創(chuàng)作平臺技術對師資隊伍建設的價值

隨著國家層面強力推進教育現(xiàn)代化、信息化，職業(yè)教育人才培養(yǎng)教學模式、教學方法、教師教學理念和教學能力的改革勢在必行。新型的現(xiàn)代化教學技術，如虛擬仿真、人工智能、AR/VR、AutoXR等逐漸進入課堂教學，教師對于這些新型信息技術掌握的好壞直接影響課程教學效果。教師對于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術應用的重要性，在全國職業(yè)院校技能大賽職業(yè)院校教學能力比賽中得到充分體現(xiàn)，被列為六項評審指標之一，旨在考查教師是否能夠有意識地、主動地、有效地應用這些信息技術改造傳統(tǒng)教學模式，使信息技術與課堂教學深度融合。因此，在新時代背景下，職業(yè)教育教師，尤其是非計算機、信息技術等專業(yè)的教師，要順應現(xiàn)代最新職業(yè)教育理念，轉換角色，學會使用、創(chuàng)意融合新型信息技術與課堂教學，從教學活動的主導者轉變?yōu)樵O計者和引領者。

正如朱寧嘉（2016）所說，AR/VR技術從理論向?qū)嶋H應用的轉變之路依舊困難重重，技術完善難題、制作高成本是現(xiàn)有教學資源稀缺的無法逾越的障礙。AutoXR創(chuàng)作平臺技術的開發(fā)與應用對教師學習使用Ar/vr資源與制作意義非凡。依據(jù)AutoXR內(nèi)容創(chuàng)作平臺原理與特征，教師可以在無需編程的前提下，將繁瑣、專業(yè)的演示內(nèi)容制作流程模塊化、預制化，依據(jù)專業(yè)特色自主進行可視化VR資源的創(chuàng)作。這使得VR課程開發(fā)的門檻降低，教師可通過適當?shù)膶I(yè)進修，主動掌握VR/AR技術的基本理論，從而在教學、科研實踐中熟練運用并進一步開發(fā)。新型教育技術的掌握與應用能夠促進教師有效平衡信息技術、教學方法、教學組織的運用，真正實現(xiàn)課堂教學方法的改革。教師是職業(yè)教育活動的踐行者，必須身體力行教育新技術、新方法，為培養(yǎng)適應時代發(fā)展創(chuàng)新型技術技能型人才做出應有貢獻。