淺談信息化技術(shù)在中職學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

蔣 瑤 黃蘭蘭 黃婷玉 劉俊紅 鄔思輝

（廣東省食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 廣州 510000）

信息化技術(shù)的發(fā)展與移動(dòng)端互聯(lián)網(wǎng)的普及，如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等具有代表性的科技革命被引入職業(yè)教育，給我國的職業(yè)教育帶來了顛覆性影響。在我國職業(yè)教育發(fā)展踏上由大向強(qiáng)的新征程中，我們迎來了5G新技術(shù)。5G時(shí)代的到來，必將進(jìn)一步推動(dòng)職業(yè)教育的深刻變革。近年來，國家越來越重視職業(yè)教育的發(fā)展，物力財(cái)力的投入力度也不斷加大，同時(shí)職業(yè)教育的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，職業(yè)教育質(zhì)量也得到很大提升。“縱向貫通、橫向融通的現(xiàn)代職業(yè)教育體系已經(jīng)構(gòu)建起來。”教育部職業(yè)教育與成人教育司有關(guān)負(fù)責(zé)同志說，我國職業(yè)教育的發(fā)展邁入了提質(zhì)培優(yōu)、增值賦能的高質(zhì)量發(fā)展新階段。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augment Reality，AR）技術(shù)是發(fā)展非常快速的高新技術(shù)。而“VR+”教育是信息化應(yīng)用最有前景的領(lǐng)域之一。VR、AR等信息化技術(shù)融合教育，其打造的智能化環(huán)境既可以全方位增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知，又可以打破傳統(tǒng)課堂中以教育者為中心的教育理念限制，破除教育者對知識的壟斷，激發(fā)學(xué)生參與課堂的積極性，引導(dǎo)教育理念向認(rèn)知建構(gòu)轉(zhuǎn)變。

1 亟待解決的問題

職業(yè)院校不同于一般本科院校，職業(yè)教育重點(diǎn)在技能，以提高學(xué)生實(shí)訓(xùn)能力和培養(yǎng)企業(yè)需要的人才為主。而中等職業(yè)學(xué)校藥學(xué)類專業(yè)的教育目的不僅是教書育人，同時(shí)還需要以市場為導(dǎo)向，讓學(xué)生在校期間就能練就符合企業(yè)要求的專業(yè)技能，為社會(huì)不斷輸送大量的技能型人才。可是，目前我國的職業(yè)教學(xué)仍然存在許多問題，專業(yè)類課程的教學(xué)較落后，其教學(xué)方法以“講授+實(shí)操”為主，不能很好地發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，實(shí)訓(xùn)環(huán)境投資大，實(shí)訓(xùn)教學(xué)成本比較高，需要使用大量消耗性材料，且存在較多的安全問題，教師示范演示操作效果不太理想，學(xué)生不能實(shí)現(xiàn)反復(fù)訓(xùn)練［1］。虛擬仿真、VR以及AR等信息化技術(shù)全面應(yīng)用到實(shí)訓(xùn)課程中，將有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，還可降低實(shí)訓(xùn)教學(xué)成本，使實(shí)訓(xùn)課程系統(tǒng)、全方位地開展。但是，目前VR、AR技術(shù)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用還處于初級階段，迫切需要打造一種基于VR、AR技術(shù)的藥學(xué)類專業(yè)信息化實(shí)訓(xùn)課程體系。

2 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺

虛擬實(shí)驗(yàn)是建立在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)上，依托“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)發(fā)展起來的一種集學(xué)生練習(xí)、上機(jī)實(shí)訓(xùn)、復(fù)習(xí)考核等功能于一體的教學(xué)新模式［2］。以廣東省食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)校藥育智能虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺為例，該平臺以中藥制劑生產(chǎn)過程為主線，涵蓋了領(lǐng)料崗位、凈制崗位、清洗崗位、切制崗位、干燥崗位、炒制以及中間站崗位，模擬中藥制藥生產(chǎn)車間的整體運(yùn)作流程。該系統(tǒng)設(shè)立“仿真考核”和“仿真練習(xí)”模塊，一方面利于課堂的多媒體教學(xué)，另一方面實(shí)現(xiàn)了中藥制劑崗位的仿真實(shí)習(xí)操作與仿真考核，使教師直觀、省時(shí)、高效率地觀察到學(xué)生的實(shí)訓(xùn)效果成為可能［3］。仿真場景中以角色扮演的形式，讓學(xué)生在虛擬的中藥生產(chǎn)潔凈車間內(nèi)，感受藥廠的真實(shí)生產(chǎn)過程。突破了場地和設(shè)備的限制，改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)無法反復(fù)實(shí)踐的弊端，實(shí)現(xiàn)了耗材等資源的重復(fù)利用，使學(xué)習(xí)過程更具連貫性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性［4］。有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)中操作無法再現(xiàn)的問題，讓學(xué)生身臨其境，加深對《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》中藥制劑生產(chǎn)知識點(diǎn)的理解，提升職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)技能，有效突破教學(xué)難點(diǎn)。

3 錄播直播系統(tǒng)

結(jié)合智慧實(shí)訓(xùn)車間硬件條件，廣東省食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)校教師不斷探索實(shí)訓(xùn)信息化教學(xué)新方法，如依托高清錄播直播平臺（圖1），進(jìn)行實(shí)操特寫互動(dòng)糾錯(cuò)以及精準(zhǔn)化教學(xué)，在教學(xué)中融入微格教學(xué)理念，高清直播放大操作細(xì)節(jié)［1］。教師通過錄播直播平臺將每一步規(guī)范操作的特寫畫面?zhèn)鬟f給每一位學(xué)生，并進(jìn)行空間和遠(yuǎn)程的智慧互動(dòng)。通過教師提問、學(xué)生回答、學(xué)生互評、教師總結(jié)，層層遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，有效突破教學(xué)難點(diǎn)。體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，構(gòu)建師生互通的信息化學(xué)習(xí)空間，解決傳統(tǒng)圍觀式教學(xué)中“進(jìn)不去、看不見、動(dòng)不了、難再現(xiàn)”的難題，有效提高教學(xué)質(zhì)量和效果，培養(yǎng)學(xué)生專注細(xì)節(jié)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的行為規(guī)范和職業(yè)素養(yǎng)。

圖1 錄播直播系統(tǒng)微格教學(xué)

4 壓片機(jī)VR實(shí)訓(xùn)平臺

廣東省食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)校壓片機(jī)VR實(shí)訓(xùn)平臺參照全國食品藥品類職業(yè)院校“藥物制劑技術(shù)”技能大賽壓片機(jī)操作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)VR頭盔沉浸式交互實(shí)訓(xùn)教學(xué)和AR教學(xué)資源。主要包括虛擬仿真場景下抓取壓片機(jī)設(shè)備部件、設(shè)備運(yùn)行原理動(dòng)畫演示、設(shè)備的安裝拆卸操作和常見問題處理、實(shí)訓(xùn)操作、設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)的動(dòng)畫演示（圖2）。通過VR教學(xué)，使學(xué)生加深對知識點(diǎn)的理解和掌握，大大減輕教師的教學(xué)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果，有助于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式，學(xué)生將技術(shù)技能入腦入心。學(xué)生不僅形象地理解了壓片機(jī)操作的基本原理，而且能通過親自操作，有更直觀的感性經(jīng)驗(yàn)。實(shí)訓(xùn)場所可以任意更換和升級，有利于知識的迭代和更新，也極大降低了設(shè)備實(shí)訓(xùn)的資金投入，彌補(bǔ)因教學(xué)資源不足而導(dǎo)致的學(xué)生“扎堆式”教學(xué)。這樣的信息化教學(xué)改革，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，又能解決中職學(xué)校線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)難題，進(jìn)行多元化教學(xué)，改善目前中職學(xué)校較為單一的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式［5，6］。

圖2 壓片機(jī)VR實(shí)訓(xùn)平臺

5 中藥AR實(shí)訓(xùn)平臺

中藥AR實(shí)訓(xùn)平臺借助顯示技術(shù)、傳感器技術(shù)、虛實(shí)交互技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形以及多媒體技術(shù)將計(jì)算機(jī)生成的虛擬信息，包括教學(xué)3D 模型（靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)）、音頻、圖像和視頻，疊加到中藥植物載體上，包括采集中藥基源、辨別植物性狀、植物顯微鑒別等所有圖文資料及相關(guān)信息，并作分類、歸納［7］。該平臺由淺入深地使用信息化手段呈現(xiàn)智慧教學(xué)，形象展示了藥用植物的形態(tài)，便于學(xué)生以三維角度觀察藥用植物的外觀形態(tài)，不斷加深對藥用植物形態(tài)的理解和掌握，增強(qiáng)了現(xiàn)實(shí)的效果，有效提高了學(xué)生識別藥用植物的能力（圖3）。學(xué)生僅需使用手機(jī)、電腦或iPad，疫情居家或者在學(xué)校的VR、AR實(shí)訓(xùn)室，登錄平臺就可以參與學(xué)習(xí)，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又可以讓學(xué)生體驗(yàn)全新的一站式智慧學(xué)習(xí)。

圖3 中藥AR學(xué)習(xí)平臺界面

6 藥品生產(chǎn)過程信息化數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)

借助藥品生產(chǎn)過程信息化數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)（圖4），對學(xué)生在藥品生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行全過程采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測學(xué)生掌握情況，使數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化、藥品生產(chǎn)信息化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，重點(diǎn)、難點(diǎn)可評可測。突出職業(yè)精神和藥品質(zhì)量安全意識培育，在產(chǎn)教融合協(xié)同育人過程中促進(jìn)學(xué)生與企業(yè)藥品生產(chǎn)崗位精準(zhǔn)對接，凝練新形勢下“藥德、藥規(guī)、藥技”的三藥職業(yè)特質(zhì)培養(yǎng)。

圖4 藥品生產(chǎn)過程信息化數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)

7 結(jié)語

隨著職業(yè)教育從大眾化階段轉(zhuǎn)入普及化階段，人民群眾接受優(yōu)質(zhì)教育的需求越來越強(qiáng)烈。把真實(shí)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)放在第一重要的位置，堅(jiān)持以實(shí)體實(shí)訓(xùn)為主、虛擬實(shí)訓(xùn)為輔，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，配合智慧型的硬件環(huán)境支撐，實(shí)現(xiàn)智慧型教學(xué)模式的創(chuàng)新，從而推動(dòng)優(yōu)質(zhì)教育資源均衡化發(fā)展，促進(jìn)教育公平，提高教育質(zhì)量。