虛擬現實技術在中職學校教學中的應用

陳紅

[摘 要]作為我國國民教育的重要部分之一，中職教育所占比例較大，對教學實踐的要求較高，側重于培養學生的實操能力。但由于傳統中職教育存在諸多條件限制，不能為學生提供充足的鍛煉機會，導致學生普遍欠缺對理論知識的學以致用能力。該文通過分析傳統中職教學模式存在的不足，深入了解了虛擬現實技術在中職電子技術專業的應用現狀，對于應如何提高中職教育整體水平，提出了幾點有效性改進建議。

[關鍵詞]虛擬現實技術;中職教育;現狀;應用

[中圖分類號] G712[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）44-0-03[收稿日期] 2020-04-16

一、引言

在中職教育中，各校注重培養學生的自主實踐能力，以培養更多實用型人才為教學目的，但由于很多學校經費不足，滿足不了實踐操作成本過高的要求，不僅在很大程度上阻礙了學科實驗教學進度，也違背了中職教學的初衷。而虛擬現實技術的出現，不僅能夠解決教育教學中實操成本過高的問題，豐富了教學活動過程，也彌補了傳統教學條件的缺陷，讓學生能夠在課堂教學中體驗仿真實驗的樂趣，在活躍的教學氛圍中享受實踐的真實性和趣味性。因此，為了有效提高中職教學效率，為學生提供充分的實踐鍛煉機會，應重視應用虛擬現實技術與中職教育的有機融合，并充分發揮虛擬現實技術在教育領域的絕對優勢。

二、簡述傳統中職教學模式的缺陷

相較于普通高中學校而言，中職學校的育人側重點有所不同，重視對學生專業知識和技能的訓練，滿足國家人才教育體系對中職學校的要求。然而，大眾對中職院校存在部分偏見，而這種認知錯誤也在一定程度上影響著中職教育的可持續性發展。由于學生個體發展角度不同，所需要的教學體系也不盡相同，普通高校側重培養研究型人才，對理論知識的考察十分嚴格，而職業院校則擔負著為社會輸送技能型人才的重任，二者在教育實質上并無差別，應根據學生的興趣愛好及內在潛力作為選擇依據。在調查研究中發現，很多選擇進入中職院校學習的學生，本身存在幾點共性：對課本理論知識提不起學習興趣、成績不理想、課堂紀律較差等，因而受到邊緣化對待，導致厭學情緒的滋生;學習習慣差，在課堂學習過程中注意力不集中，缺乏學習自覺性;由于家庭環境、性格等因素的影響，學生的學習能力差，學習成績低、作業質量差。

即使經過了課程化改革與升級，但傳統職業教育仍然沒有擺脫刻板無趣的講授方式，在教學資源、教學形式、師資隊伍等方面，都存在很多問題。首先，教學資源分布不均衡，經濟較發達地區擁有極為豐富的教學資源，而經濟不夠發達的地區甚至無法滿足最基本的實訓需求;其次，部分學校即使配備了相應的實訓課程，但教學方式仍然固守陳規，學生的課堂參與感不強，對信息技術的運用也不夠靈活;最后，師資隊伍配置不科學，教學時間不靈活，師資力量不雄厚。

三、虛擬現實技術的主要特征

虛擬現實技術，即Virtual Reality（簡稱VR），興起于20世紀90年代后，集仿真技術、多媒體技術、綜合集成技術、計算機圖形學、傳感技術、人工智能、人機交互技術等，為一體的交叉型信息應用技術，通過對環境、感知、傳感設備的模擬，以人的聽覺、視覺、位覺為基礎，從而建立的脫離現實又基于現實的虛擬環境，使人有身臨其境的感受。通過利用虛擬現實技術，用數據信息處理的方式向人展示三維立體的現實世界，人也可以通過投射裝置，使自己“進入”環境并控制、操作該環境中的事物。

對于虛擬現實技術而言，具有以下三個主要特征：沉浸性—是指根據人特有的視覺和聽覺特點，通過計算機三維立體成像技術，讓使用者以交互設備為媒介，使人置身于與現實世界無差的虛擬景象中;交互性—是指通過VR系統，使得人機交互的過程更具協調性，交互方式的選擇性也更豐富，包括鍵盤、鼠標、手柄、頭盔、眼鏡等;多感知性—是指通過視聽觸動傳感器和反應裝置，使人在虛擬環境中也能獲得聽覺、觸覺、運動等多重感知。

四、虛擬現實技術在中職教學中的融合發展

為了迎合時代的發展與變化，中職院校的教育教學活動也必須要與時代發展共同進步，通過對現代科技的合理利用，以實現事半功倍的教學效果，中職電子技術教學更應如此。在電子教學過程中，教師應根據班級人數、學生的具體學情、教學空間等，利用虛擬現實技術為學生構建虛擬課堂，使得學生的學習空間不再受限，只要通過互聯網的簡單連接，便可以投入學習。通過虛擬課堂，不僅能夠拉近師生間的距離，打破傳統課堂中師生間的隔閡，也不會因距離太遠看不清黑板、聽不清教師講話等問題，導致學生跟不上教學進度，而產生自暴自棄的學習心理。可見，虛擬課堂不僅能夠容納更多學生，也可以實現教師資源的實時共享，為學生營造更舒適的學習氛圍。

在中職教育教學中缺少充足的實驗室設備，同一實驗室的可容納人數也有限，設備的更新與升級較為緩慢，無法與當前先進設備同步。因此，通過VR技術與教學的融合，為學生創建虛擬實驗室的方式，不僅能夠滿足學生零距離接觸和參觀生產工藝設備的學習需求，也在很大程度上減少了設備投入，學生可以在虛擬實驗室中盡情觀察，不必畏手畏腳地擔心會造成設備損壞，利用虛擬現實技術進入到工廠生產過程中，也能加深學生的學習體驗。另外，學生在多元化學習過程中，也可以隨時進入虛擬校園中的圖書館查閱資料，既能滿足學生對知識的渴求，也能有效提高學生的學習效率。綜上所述，虛擬現實技術在中學教學中的融合發展，主要體現在虛擬課堂、虛擬實驗室、虛擬校園等方面，不僅能夠推動當代中職教學教育現狀的改觀，也能有效提高學生的學習自主性[1，2]。

五、虛擬現實技術在中職教育領域的應用現狀及前景

由于虛擬現實技術滿足了學生在課堂內感知社會工作環境及生產空間具體操作流程的學習要求，不僅保證了教學安全性，也彌補了傳統中職教學對實踐教學內容的欠缺，隨著信息技術領域的蓬勃發展，VR技術也得到了更多認可、使用和推廣，為中職教育改革起到至關重要的促進作用。相較于西方發達國家，我國對虛擬現實技術的開發和應用還有很大上升空間，該專業領域的專家團隊正根據我國國情進行著更為細化的研究。目前，我國正處于信息技術為主導的現代教育潮流中，不僅有效提高了學生的學習興趣，也充分發揮了學生的學習主體性，通過利用VR技術在中職教育中的優勢，為學生展現更為具象化的教育內容，豐富了傳統教學手段，引導學生自主突破學習重難點，讓學生在益智練習、情景化學習、遠程教育等方式中寓教于樂。

通過對虛擬現實技術的應用現狀研究發現，該技術有效解決了傳統教學難以突破的難題，實現了學習媒體情景化，基于理論學習指導下模擬客觀對象，為學生構建與實際生活情境息息相關的學習環境。與此同時，在利用虛擬現實技術進行實踐教學時，讓學生親身感受和體驗的學習價值，則遠遠高于空洞抽象且單調的說教。因此，虛擬現實技術應在中職電子教學情境的創設中廣泛運用，能夠逐漸督促學生養成主動的學習態度和良好的學習習慣，而通過實觀模擬訓練的方式，降低實訓造價的同時，也能得到事半功倍的實訓教學成果，是當代中職教育領域中最有應用價值的技術之一[3]。

六、探究虛擬現實技術與電子技術專業的融合路徑

1.電子技術教學中運用VR技術的教學現狀。相較于傳統中職電子技術教學的刻板和無趣，虛擬現實技術的出現打破了填鴨式教學氛圍，將原本抽象難懂的理論知識轉化為生動形象的實景內容，并根據實際教學情況適量增減實操課，VR技術是電子技術專業教育工作者的得力助手，不僅減輕了教學負擔，也為教師爭取了更充裕的備課時間。另外，VR技術也是中職電子技術專業學生的學習好幫手，讓文化課基礎薄弱、自主學習意識差的學生，可以通過圖文并茂的形式加深對電子技術專業知識的理解和吸收，從而獲得更滿意的學習成果。

作為新型教學模式，VR技術與電子技術專業的有機融合，對教師的個人綜合能力和教學水平有著較高要求，但由于很多教師很難在短時間適應突然的教學改革，對VR技術的認識也不夠深刻，因此要求教師應盡快轉變以理論講授為主的教學習慣，提高個人對VR技術的適應和應用能力，充分發揮出VR技術在中職電子技術專業教育教學中的長遠價值。由此可見，教師在利用虛擬現實技術的過程中，應保持良好的教學心態，為學生營造輕松愉快的學習氛圍，實現中職教育水平質的飛躍。

2.創建新型的教學模式。在傳統中職電子專業教學過程中，教師往往采用分析理論優先、實操訓練在后的方式，使得學生很難真正掌握技術要點，記憶也不夠深刻，在實際操作中容易出現以下兩種情況：一方面，由于對知識理論的掌握不夠扎實，導致在訓練中手忙腳亂的盲目操作，對學生人身安全具有一定威脅;另一方面，由于學生本身對實操步驟記憶不熟練，在實際操作中容易本末倒置，也會導致實驗失敗，甚至導致設備損壞。針對傳統中職電子技術專業教學模式中存在的問題，應充分發揮虛擬現實技術的教育教學優勢，創建新型的教學模式，通過先理論學習、再虛擬演練、最后實操訓練的教學步驟，不僅可以減少實驗失誤，避免造成不必要的經濟損失，也不會出現未知的安全問題。例如，在進行電器故障維修實驗時，首先讓學生觀看并記憶計算機產生的三維立體圖像，在此基礎上采用虛擬演練，即使出現故障判斷錯誤，也不會對學生和機器造成傷害，反而能讓學生更為清晰地認識到故障判斷失誤的危害性，從而在實操訓練中更為謹慎。

3.創設生動形象的教學情境。在傳統電子技術專業教學課堂中，教學氛圍枯燥乏味，是影響教學進度、降低學生學習積極性以及教學成果不理想的主要原因。因此，教師應充分利用VR技術創設生動形象的教學情境，把原本抽象的概念和理論，通過虛擬演示的方式，更為直觀、形象地呈現在學生眼前，從而加深學生記憶，只有滿足學生探索欲望的學習環境，才有助于提升學生的個人創新能力。對此，教師應為學生搭建以虛擬現實技術為依托的教學情境，例如在講授晶體三極管載流子的運動情況時，僅憑借單調的口述難以讓學生深入了解這一抽象理論的具體成因，在這種情況下，可以通過VR技術模擬晶體三極管內部，讓學生通過VR視角進入其中觀察電流流向、運動規律等，為學生營造自由探索的學習環境，有利于引導學生克服學習困難，消除緊張的學習情緒，促進學生創造能力的發展。由此可見，以具體教學的內容為要求，為學生創設生動形象的教學情境，對實現教學目標、提高教學水平、促進學生全面發展等方面，具有不可估量的意義和價值，教師應重視對傳統教學氛圍的改觀，讓學生能夠在潛移默化的學習環境中吸收更多知識。

4.在小組合作探究中應用VR技術。從現代人才市場的高標準、高要求來看，對技術性人才的要求不僅包括較強的實操能力、豐富的經驗、靈活的思維、充足的理論基礎，更要有較強的團隊合作意識，企業和社會的進步與發展離不開團隊合作。因此，在中職電子技術專業教學過程中，僅憑教師的教授和學生的單人努力還遠遠不夠，應引導學生進行有效的團隊協作，培養學生的合作意識，可以通過將VR技術與小組合作探究的有機融合，能夠最大限度培養學生的合作意識，引導學生在小組探討和分析中對所學內容的整體認識，鼓勵團隊中每位學生自由發言，表述不同觀點的同時，思考其他人所提出的意見，并通過VR技術完成小組合作作業，最終達成共識，這樣不僅能夠有效增強學生的學習信心，提高學生的認知理解能力，也能夠在潛移默化中促進學生的性格發展。由此可見，在小組合作探究中應用VR技術，不僅能夠幫助學生鞏固知識，加深理解，也能保證每位學生都能參與到訓練過程中，有利于對學生思維的啟迪和拓展，以促進學生理論知識、實踐能力、團隊意識的協調發展。

5.將模擬操作與實際操作有機結合。由于部分中職院校對電子技術專業的資金投入不夠，先進的設備數量有限，人數配比不夠合理，這不僅影響了教學進度，也限制了學生將所儲備的理論知識轉化為實踐能力。在此情況下，應將VR模擬操作與實際操作相結合，為學生提供虛擬實操平臺，讓學生能夠真切地感受到實際操作與課本理論知識的不同，從而用心享受操作實感。但值得注意的是，由于VR虛擬操作中不會出現突發問題，雖然保證了學生的安全，但也容易讓學生放松警惕，導致在現實操作中出現錯誤。因此，必須要將模擬操作和現實操作結合，讓學生在模擬操作中掌握操作的精髓，在實際操作中更為謹慎，這樣才能實現電子技術專業的教學目的，有效提高學生對專業知識的綜合應用能力，引導學生成長為兼顧良好心理素質和較強實踐能力的綜合型人才，以滿足現代人才市場的高標準和高要求[4，5]。

七、結束語

通過虛擬現實技術與中職教育的充分融合，不僅能為學生提供實踐教學的有利條件，激發學生的學習積極性，帶動學生的學習情緒，還能用虛擬現實呈現出真實環境無法實現的工作場景，例如為學生演示工業機器人的排爆實驗、滅火實驗、有害氣體檢測等，在保證安全的前提下，讓學生親身經歷實驗現場，可見在中職教學活動中融入VR技術尤為重要。因此，為了在中職教育領域充分發揮虛擬現實技術的促進作用，必須要加大經費投入，積極引進VR技術資源，以實現虛擬現實技術與中職電子技術課程體系的深度融合，才能為社會培育出更多符合時代發展，滿足人才市場需求的高水平、高素質、實踐經驗豐富、適應能力強的綜合型人才。

參考文獻

[1]王志堅.基于虛擬現實技術的現代教育探索[J].常州工程職業技術學院學報，2007，（3）：7-10.

[2]顧冬華，王俊杰，楊立.虛擬現實技術應用于電工實驗課教學的嘗試[J].中國現代教育裝備，2010（13）：55-56+67.

[3]韓永.虛擬現實技術在實踐教學中的應用[J].電子科技，2010， （12）：122-123.

[4]姚永聰.虛擬現實技術在高職實踐教學中的應用探究[J].職教通訊，2012，（15）：64-66.

[5]高志堅，楊夢婷.虛擬現實在教學中的應用[J].福建電腦， 2009，25（7）：177-178.