應用型本科院校VR+PBL 個性化教學模型的構建

桂林航天工業學院 李琳娜

新型冠狀病毒肺炎疫情爆發期間，國內各類院校積極響應國家號召，開啟了線上教學模式。線上教學模式以其靈活、便利的突出優勢，使得我國各類院校的教學工作得以正常開展；但對于應用型本科院校學生而言，其實踐能力的培養卻面臨諸多困難。那么，在后疫情時代如何解決這一困境，不僅是教育研究者、授課教師應思考的問題，也是應用型本科院校面臨的機遇和挑戰。

一、VR 技術

虛擬現實技術（Virtual reality technology，簡稱“VR”），是一種依靠計算機創建虛擬世界，并與之進行人機交互的計算機技術。1968年，Ivan Sutherland在IFIP會議上，首次提出了VR 技術。在我國，教育部2018 年出臺的《關于開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作的通知》，進一步明確了VR 技術在教育教學方面的重要地位。在應用型本科院校教學應用中，VR 技術因其交互性、沉浸性、構想性的突出特點，較其他教學方法來說有著無法比擬的顯著優勢。首先，在融入VR 技術的教學模式中，學生通過人機交互模式的操作，輸出自己的想法、思路，增強了學生的參與性，實現了以學生為主的教學目標；其次，VR 設備因其適中的價格，有效緩解了因教學經費不足而造成的貴重儀器與學生數量之間的矛盾，在降低教學成本的同時，也解決了因學時限制每個學生不能都進行實際操作的難題。

二、PBL 模式

基于項目的學習（Problem-Based Learning，簡稱“PBL”），是指在授課教師的指導、調控下，將學習內容融入“問題”情境中，讓學生在思考、分析、解決問題的基礎上，學習課程知識內容，培養學生自主學習的習慣，提高學生解決問題的能力。1969 年，Howard Barrows 在McMaster University 倡議試行PBL 模式。1986 年，PBL 模式在上海第二醫科大學和西安醫科大學試行。PBL 教學模式包含三大要素、五個步驟。三大要素分別為學生、授課教師及問題。其中，學生是問題的解決者，授課教師是教學過程的引導者，問題是教學模式的遞進元素。在PBL 模式中，學生是學習過程的主體，在思考、解決授課教師所提問題的過程中，通過個人探索、組內協作等方式，不斷提升自我潛力及創造力，實現由被動學習向主動學習的積極轉變。五個步驟為教學準備、創設問題情境、組內協作、解決問題、總結反思。教學準備為教學工作開始前，授課教師根據教學目標、教學大綱設置教學環節、課件、習題等。創設問題情境即將課程相關的知識點按照教學進度分解成若干個問題。同時，授課教師需將教學班級分為若干個小組，學生以小組為單位，分析、解決教師提出的問題，授課教師須在必要時向學生做出引導、示范。待問題解決后，學生以小組形式進行分享、匯報，授課教師對匯報內容進行點評、總結，并在此基礎上提煉教學知識點，構建完整的知識架構。最終，師生共同對教學知識點再次鞏固，直至實現學生對教學內容的內化。

三、個性化教學

2010 年，由SIIA、CCSSO、ASCD 主辦的研討會上發布了《創新教育：為個性化學習重建教育系統》的研討報告，該報告明確指出教育公平要確保學生的教育路徑、教學、課程、課程表能充分尊重、貼合學生的個性化需求。在個性化教學模式中，授課教師須在學情分析的基礎上，制定具有個性化且符合學生個體特點的階段學習目標、單元學習任務及最終學習要求，并在將課堂學習任務與學習資源、組織形式、學習方式合理匹配的基礎上融入教學技術，實現教學創新，實現個性化指導和差異化教學模式。

四、構建應用型本科院校VR+PBL 個性化教學模型

融合VR 技術、PBL 模式的個性化教學，是對當前應用型本科院校傳統教學模式不足的有效補充，也是創建應用型本科院校個性化教學模式的有效抓手，具體可從以下三個層面進行構建。

（一）課前教學活動的設計

首先，根據應用型本科院校教學目標、教學大綱要求，授課教師將教學內容制作成可視化的VR 視頻，并按照教學進度，階段性地上傳至網絡學習平臺。同時，為更好地培養學生的自主學習能力，授課教師在網絡學習平臺中的預備學習模塊添加課程計劃、電子教材教學課件、習題等，學生通過登錄網絡教學平臺，不僅可以查看教學內容相關資源，還可以通過VR 視頻的觀看，實現情境式自主學習，起到預習、理解、消化教學內容的教學目的。其次，在此階段授課教師須根據授課多媒體教室、實驗室的空間情況，將學生按照一定比例進行分組，分組后，學生不僅能通過組內交流、討論的方式解決自主學習過程中遇到的難懂的知識內容，也有效形成了互相監督、主動學習的良好氛圍。最后，在校內教師參與授課的基礎上，由同行院校、校企合作單位等兼職教師進行網絡平臺教學活動，以保證學生能及時了解最全、最新的行業知識、動態。

（二）課堂教學活動設計

1.課堂開始前15 分鐘，授課教師與學生共同回顧課前自主學習的知識內容。在回顧過程中，授課教師利用多媒體等形式展示本節課教學計劃，讓學生明確本節課的學習任務和目標。同時，為進一步加強后續學生獨立探索、組內協作的有效性，授課教師還須講授網絡學習平臺教學資源中未涉及的一些內容以及教學計劃中的重點、難點內容。

2.課堂第16—35 分鐘，獨立探索與組內討論。首先，授課教師根據網絡學習平臺上學生多次、反復提出的疑難點，提煉需進一步探討的核心問題；其次，組織學生按照事先分配好的小組，通過獨立探究和組內協作的方式進行解決，并形成解決方案；最后，答題環節，根據解答情況記錄小組成績、個人成績，并將此成績納入平時成績考核。

3.課堂第36—80 分鐘，學生就核心問題，利用VR 設備進行實際操作。在該過程中，授課教師操作電腦主控端、學生佩戴的VR 設備。授課教師根據教學計劃，控制、調整VR情景，學生根據VR 設備呈現的教學場景進行實際操作。在學生進行實踐、實驗操作的過程中，授課教師可對操作過程中難度較大的步驟、重點內容進行指導、演示，同時，在實操過程中，通過VR 平臺系統一鍵統計的功能，記錄學生的實操成績。

4.課堂第81—90 分鐘，評價結果，總結反思。在上一個階段，學生通過VR 設備進行實際操作后，可能會驗證獨立探索及組內協作階段擬定的問題解決方案，也可能會發現、提出一些新的問題，而這些問題往往就是實踐課程、實驗課程中的教學難點、重點。那么，這就要求授課教師針對這些問題，在進行解答之后，再將這些問題進行分類、歸納、總結，構建該節課程的知識架構，最后，師生共同對教學知識點進行再次鞏固，直至實現學生對本堂教學內容的內化。

（三）課后教學反思

在授課結束后，授課教師對教學效果進行總結和反思，形成教學改進方案，并對VR 視頻以及教學資料進行補充、升級、完善。同時，為更好地了解教學效果，提升教學質量，授課教師可制訂試點班級實驗計劃。選定實驗班級，將學生按照比例分兩組，在實施VR+PBL 教學法融合的個性化教學模式一學期后，針對實際教學效果、教學過程中遇到的問題、學生對教學模式的認可度、同行教師的評價等方面進行半結構化訪談、問卷等形式的調查，根據反饋情況，再次改進、完善教學方案。

五、研究展望

目前，國內VR 技術、PBL 教學模式的應用只是在極少數應用型本科院校試行，兩法并行使用的應用型院校、院系更是少之又少。筆者是在對應用型本科院校現有教學模式進行分析的基礎上，創新性地提出VR+PBL 的個性化教學模式，希望能在理論方面對應用型本科院校教學模式改革研究起到一定的指導作用。未來，將在國內外學者研究的基礎上，進行更深層次的研究和探討，以期提升應用型本科院校教學質量，培養素質更高、能力更強的應用型本科人才。