薛媛

一、研究背景

虛擬仿真實驗教學項目依托虛擬現(xiàn)實（VR）、仿真、軟件工程等技術來構建仿真實驗和信息化的教學管理系統(tǒng)，[1]借助計算機相關技術來仿真或模擬實驗的過程，利用VR等教學資源具有的沉浸性、交互性以及想象性的特點實現(xiàn)高危險、高成本、高難度的教學場景虛擬化，依托多媒體和網絡技術實現(xiàn)教學資源的多元化、多樣化和教學管理高效化、科學化。信息技術所提供的自主探索、多重交互、合作學習、資源共享等學習環(huán)境有助于拓展實驗教學內容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提升實驗教學質量和水平。虛擬仿真實驗教學項目能有效調動學生學習的主動性和積極性，實現(xiàn)以教師主導、學生主體，探究、合作為特征的學與教；使學生的創(chuàng)新性思維與實踐能力得到有效鍛煉；是推進現(xiàn)代信息技術融入實驗教學項目，助力人才培養(yǎng)質量提升的重要舉措。

筆者所在高校的學前教育專業(yè)有近10年的辦學歷史，為回應時代需求、響應國家號召，進一步打造人才培養(yǎng)特色，落實學校應用型人才培養(yǎng)定位，提升專業(yè)競爭力，2017年在學前教育專業(yè)下增設了早期教育方向。其中，胎教與生育指導是該方向的核心課程，基于該課程的實踐環(huán)節(jié)，我們設計并嘗試開發(fā)了“嬰幼兒日常護理虛擬仿真實驗項目”，旨在利用虛擬仿真實驗教學技術的優(yōu)勢，改變課程中實踐教學的傳統(tǒng)模式，豐富實踐教學的內容和手段，增加專業(yè)實踐教學的趣味性、真實性，使抽象化的實踐環(huán)節(jié)可視化，提高實踐環(huán)節(jié)的教學效果，豐富學生專業(yè)實踐技能的學習，以實現(xiàn)當代社會對早期教育專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的新要求。

二、開發(fā)設計嬰幼兒日常護理虛擬仿真實驗項目的必要性

（一）有助于促進信息技術與專業(yè)教育融合，創(chuàng)新教學方法

2017年1月19日，國務院發(fā)布的《關于印發(fā)國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃的通知》中明確指出：“支持各級各類學校建設智慧校園，綜合利用互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術探索未來教育教學新模式”。[2] 2018年2月11日，教育部等五部門印發(fā)的《教師教育振興行動計劃（2018-2022年）》中明確指出：“充分利用云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術，推進教師教育信息化教學服務平臺建設和應用，推動以自主、合作、探究為主要特征的教學方式變革?！盵3]因此，利用虛擬現(xiàn)實技術沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination）的“3I”特點，改革傳統(tǒng)教學以教師講授為主的單向式教學模式，打造多維的教學方法和教學手段，實現(xiàn)學校優(yōu)勢專業(yè)與新技術融合，是順應時代發(fā)展之舉，也是提升應用型人才培養(yǎng)質量的必要途徑。

（二）有助于解決早期教育專業(yè)實踐難題，提升學生就業(yè)競爭力

實踐性是早期教育專業(yè)的重要特性，提升實踐能力是培養(yǎng)高素質早教教師的必經之路，尤其在當前向應用型轉型的大背景下，加強學生的實踐能力培養(yǎng)，幫助他們形成實踐智慧是人才培養(yǎng)模式改革的核心。[4]但在現(xiàn)實教學中，由于教育對象的特殊性，幼兒園、早教機構對安全、衛(wèi)生條件有著較高的要求，因此大規(guī)模接納學生實習、實訓的積極性并不高。加之行業(yè)競爭和知識產權等因素的影響，學生即使進入現(xiàn)實的操作環(huán)境，也無法接觸重要崗位和核心技能。這無疑會影響學生的學習效果和實踐體驗，阻礙學生專業(yè)能力的發(fā)展，嚴重的會影響學生未來的職業(yè)選擇。借助虛擬仿真技術，將高危險、高成本、高難度的教學場景虛擬化，將前沿的專業(yè)知識和行業(yè)的核心技能融入實驗內容，開發(fā)代入式、沉浸式、實踐式的課程體驗軟件，可以突破教育時間和場域的限制，解決“幼兒園實景式”教學耗時長、成本高、學生自主性及創(chuàng)造性受限等問題；[5]也有利于學生掌握行業(yè)前沿知識和核心技能，提升專業(yè)競爭力。

（三）有助于突破傳統(tǒng)課程結構，實現(xiàn)“全”實踐課程體系構建

我校早期教育方向主要通過理論和實踐兩大課程模塊共同完成對學生專業(yè)理念、專業(yè)知識和專業(yè)能力的塑造和培養(yǎng)。理論課程主要包括嬰幼兒教育概論、嬰幼兒發(fā)展與指導、0～3歲嬰幼兒生理與營養(yǎng)等。實踐課程模塊主要包括胎教與生育指導、奧爾夫音樂教育理論與實踐、蒙臺梭利教育理論與實踐、嬰幼兒疾病預防與照護等課程。傳統(tǒng)教學中，學生通常是通過教師課堂講授的方式完成理論課程的學習，通過教師示范和反復實踐訓練掌握必要的專業(yè)技能。時間上，一二年級主要集中完成理論知識的學習，三年級和四年級分別進行一至兩周的教育見習和一學期的教育實習。這種“二元”的課程體系結構在時間上將人才培養(yǎng)的理論學習和實踐學習相分離；在空間上將課堂與工作情景相分離；在方法上將教、學、做相分離。學生在課堂上學習的專業(yè)知識和技能，無法第一時間在教育情景和工作情景中被理解、吸收和轉化，也就使學生無法實現(xiàn)對知識和技能的反思和創(chuàng)新，進而不利于其反思能力、創(chuàng)新能力和實踐性智慧的生成。

借助現(xiàn)代化的信息技術結合專業(yè)特點和課程性質，開發(fā)適用于托育園環(huán)境創(chuàng)設、嬰幼兒活動設計與指導、0～3歲嬰幼兒保育等專業(yè)基礎和專業(yè)核心課程的實驗模塊，打破了專業(yè)課程“純理論”的常規(guī)結構，利用虛擬仿真技術模擬各種教學場景，打造開放自主的線上學習環(huán)境，實現(xiàn)自主、無障礙、可重復的實踐練習，在課程結構上突破了學前教育（也包括早期教育方向）只有實踐沒有實驗的常規(guī)；課程內容上實現(xiàn)了“理論教學+課內實踐”的融合；教學空間上形成了“課堂+工作情景”的有效銜接；教學方法上落實了“教學做合一”的理念；教學過程中實現(xiàn)了“理論—實踐—反思”的轉換。這將是對傳統(tǒng)課程模式和實踐體系改革進行的一次有力探索。

三、嬰幼兒日常護理虛擬仿真實驗項目的開發(fā)與設計

嬰幼兒日常護理虛擬仿真實驗項目是職業(yè)能力拓展課程胎教與生育指導課程的配套實踐環(huán)節(jié)。開發(fā)和設計該實驗項目的目的是希望學生通過體驗嬰幼兒日常護理流程的各個操作環(huán)節(jié)，掌握相關專業(yè)技能，提升專業(yè)綜合實踐能力。

（一）實驗目標

1.通過對嬰幼兒護理相關崗位的模擬體驗，使學生了解崗位的基本情況，充分認識嬰幼兒護理崗位需要的相關專業(yè)知識、能力和素質要求，明確在校期間專業(yè)學習的主要任務，提高學習的針對性和目的性，引導學生做好職業(yè)規(guī)劃和學業(yè)規(guī)劃。

2.通過3D和VR技術模擬1歲左右的健康幼兒日常護理環(huán)境、所需條件和基本動作環(huán)節(jié)，讓學生能夠判斷正常嬰幼兒的基本情況，知悉嬰幼兒日常護理的基本方法。

3.認識專業(yè)、嚴謹?shù)淖o理設備和環(huán)境，理解嬰幼兒日常護理操作過程中的規(guī)范化操作流程，熟練掌握嬰幼兒日常護理的操作手法。

（二）實驗平臺

本實驗主要利用虛擬現(xiàn)實多人協(xié)同教學管理系統(tǒng)實現(xiàn)整個實驗的操作、教學管理和評價考核。管理系統(tǒng)由教師PC機客戶端兼教師中控服務器系統(tǒng)，以及師生的VR一體機客戶端組成。該系統(tǒng)用于實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實課堂教學中的教學資源播放、師生互動、教學流程管理等操作。

1.多人協(xié)同互動

該系統(tǒng)支持師生多人在同一虛擬空間中的協(xié)同互動，打破了現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實教育解決方案僅支持學生獨自沉浸于自己的虛擬空間中的弊端，使得教師講解、師生互動研討等教學需求在虛擬現(xiàn)實中成為可能。

2.銜接傳統(tǒng)課堂教學

系統(tǒng)將傳統(tǒng)課堂教學的流程與虛擬現(xiàn)實的特點充分融合，形成了一系列符合常規(guī)教學習慣的功能設計和交互方式，例如教師講解演示、學生小組討論、傳統(tǒng)PPT在VR內外聯(lián)動播放等，使教學過程合理自然。

3.師生分組互動

針對多人的虛擬現(xiàn)實教學場景，系統(tǒng)將傳統(tǒng)課堂教學的流程與虛擬現(xiàn)實的特點相結合，形成一種符合教學習慣的師生分組互動方式。在這種互動中，學生按照物理座位分組，避免了空間內的人數(shù)密集影響教學質量的問題，既可以實現(xiàn)教師同時給所有組的學生講解，也可以實現(xiàn)學生小組討論、教師單獨指導，優(yōu)化了課堂互動方式。

（三）實驗內容

嬰幼兒日常護理環(huán)節(jié)中，各項動作的標準化、熟練化顯得尤為重要，要成為一名合格的育嬰員需要接受扎實的崗前知識培訓及反復的實踐技能訓練。通過虛擬仿真實驗，不僅學生可以自主學習和反復操作，教師也可以根據(jù)不同學生的學習程度，設計針對性的訓練模式，做到因材施教、以教促學。

1.實驗設計

實驗主要包括嬰幼兒的抱法、嬰幼兒的包法、嬰幼兒頭面部撫觸、嬰幼兒胸腹部撫觸、嬰幼兒四肢撫觸、嬰幼兒背臀部撫觸6個實驗項目。各實驗項目的內容和技能要領不同，前一環(huán)節(jié)的各動作要領掌握的熟練程度決定著后一環(huán)節(jié)是否能夠順利實施。過程中將嬰幼兒日常護理過程中抽象的知識點與VR技術有效結合，對護理場景、動作進行建模，通過虛擬仿真技術呈現(xiàn)教學場景。學生在虛擬場景中扮演育嬰員，通過流程引導，逐步完成整套護理操作，獲得真實的練習體驗。操作結束后，系統(tǒng)會生成反饋報告，學生根據(jù)反饋的問題可進行反復的強化練習，教師也可根據(jù)學生不同的薄弱環(huán)節(jié)設計針對性的強化操作任務，幫助學生強化練習，實現(xiàn)實踐教學的個性化。

2.實驗實施

以嬰幼兒撫觸實驗項目為例，學生在虛擬現(xiàn)實分組示范實訓室中進行具體的實驗操作，每六人一組，其中一人進行操作訓練時，教師和其他成員可進行觀摩（見圖1）。

第1步：學生登錄虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)，在虛擬實驗列表中選擇“嬰幼兒撫觸”的實驗項目。

第2步：學生佩戴移動式虛擬現(xiàn)實一體機，進入虛擬工作場景，完成撫觸前的準備工作，如檢查室內溫度和濕度、雙手指甲是否修剪、脖頸和衣物上是否有金屬裝飾品，佩戴口罩，準備浴巾、尿不濕、潤膚油等撫觸材料，清潔雙手并涂抹護手霜。觀察撫觸對象情況是否正常。

第3步：系統(tǒng)將足月新生兒、早產兒、患病嬰兒等不同類型的虛擬撫觸對象和哺乳后、沐浴后、睡眠中等不同時間場景模塊進行隨機組合，學生要對撫觸對象和環(huán)境條件進行判斷和評價，在系統(tǒng)中輸入正確的評價結果后方可進入撫觸環(huán)節(jié)。

第4步：按照面部→頭部→胸部→腹部→上肢→下肢→背部→臀部的順序進行撫觸操作，系統(tǒng)結合實驗操作標準對每一個環(huán)節(jié)進行評價。

第5步：完成所有操作流程后，虛擬仿真實驗項目平臺根據(jù)評價結果，針對薄弱環(huán)節(jié)制訂糾錯和強化方案。學生參照強化方案根據(jù)系統(tǒng)提示可在課后進行重復練習操作。

（四）實驗評價

嬰幼兒日常護理是學生綜合嬰幼兒衛(wèi)生與保健、護理、早期教育等知識，掌握嬰幼兒護理動作技能的過程，對實驗的評價重點是學生對知識與技能的綜合應用能力。為了體現(xiàn)評價的客觀性和科學性，實驗采用自評和他評、過程性評價與終結性評價、量化和定性相結合的評價方式。

1.評價數(shù)據(jù)采集

在分組實訓的過程中，一人操作，其他成員觀摩，操作結束后組內成員進行交流討論，操作者和觀摩者結合實驗操作標準在系統(tǒng)上進行自評和他評。虛擬仿真實驗平臺同時會記錄操作者在實驗各環(huán)節(jié)中的各項參數(shù)（護理環(huán)境溫度、濕度的設置，護理前的各項準備工作、護理動作的標準程度），對比操作標準進行評價。實驗評價系統(tǒng)將三種評價結果進行數(shù)據(jù)比對分析后，為操作者形成實驗操作反饋報告，為實驗觀摩者提供反饋報告。實驗者和觀摩者通過反饋報告都能發(fā)現(xiàn)自己在操作和評價中的問題，有助于下一位實驗者改進操作流程，提升實踐技能。

2.實踐的評價內容

實驗項目的評價由量化成績與對操作過程的描述性評價構成，將全部實驗過程設計為8個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)包括2～5個動作技能要點，共計25個考核，具體考核點如表1所示，各考核點與實驗操作步驟相對應。

3.評價方法

實驗評價將課前預習評價、過程性評價與終結性評價相結合，以實驗知識題庫試題、實驗操作數(shù)據(jù)、實驗總結三種形式多層次、全面地考核和評價學生的學習效果，既能反映學生的專業(yè)知識掌握情況，也關注學生實踐反思、合作學習等綜合素質的發(fā)展。實驗知識題庫主要包括嬰幼兒心理、生理、衛(wèi)生和護理等相關學科知識，能夠體現(xiàn)學生的預習和實驗知識點的掌握情況。實驗數(shù)據(jù)采集主要評價學生的技能掌握和熟練程度，實驗總結包括撫觸對象情況說明、操作流程、注意事項、撫觸不同階段情況判斷及處理、心得體會等（見表2），關注學生實踐反思、總結改進、思辨創(chuàng)新的能力。量化成績由四部分構成，除撫觸操作成績由系統(tǒng)自動批閱計算外，其余三方面成績均由教師人工評分（見表3）。

四、結語

高質量的實踐教學是提升人才培養(yǎng)質量的重要保障。為了更好適應社會對應用型人才的需求，教學的設計理念、方法、形式、載體都必須與時俱進，進行不斷地再設計與更新。采用多種教學手段和方法，優(yōu)化教學體系，利于學生更加全面地掌握相關專業(yè)技能。設計和開發(fā)虛擬仿真實驗項目是教育類專業(yè)發(fā)展需要，也是高校推進虛擬仿真實驗教學改革、優(yōu)化實驗教學資源結構、提升實驗教學資源使用效益的必然要求。[6]虛擬仿真實驗項目的開發(fā)推進了信息技術與實驗教學的深度融合，加強虛擬技術在實驗操作、教學、評價等全過程的嵌入，有助于早期教育專業(yè)學生通過技術、虛擬等手段，操作、體驗的方式實現(xiàn)從專業(yè)知識到專業(yè)能力的轉換，能夠激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣和從事早期教育工作的積極性。[7]

參考文獻

[1]陳娟娟.VR 敘事視角下虛擬仿真實驗的設計與應用[D].武漢：華中師范大學，2017.3.

[2]國務院. 國務院關于印發(fā)國家教育事業(yè)發(fā)展 “十三五”規(guī)劃的通知 （國發(fā)〔2017〕4 號） [z].2017.1.10.

[3]教育部.教育部等五部門關于印發(fā)《教師教育振興行動計劃（2018—2022 年） 》的通知（教師〔2018〕2 號）[z].2018.2.11.

[4]張亞妮，程秀蘭.基于“學習故事”的行動研究對幼兒園教師實踐智慧生成與發(fā)展的影響 [J].學前教育研究，2016（06）：50-59.

[5]于聰.虛擬仿真技術在高職學前專業(yè)實驗教學中的應用研究[J].太原城市職業(yè)技術學院學報，2019（08）：155-156.

[6]鄭雯，張青瑞.虛擬仿真嬰兒實驗教學模式建構與運行策略：以山東英才學院學前教育學院為例[J].陜西師范學院學報，2017（11）：11-14.

[7]劉永貴，申靈靈，張剛要，等.復雜場景下數(shù)字化教學視頻拍攝與評價虛擬仿真實驗設計[J].實驗技術與管理，2019，36（10）：115-119.