任卓

（韶關市技師學院 廣東省韶關市 512026）

2022 年5 月，國務院辦公廳發(fā)布《關于推動外貿保穩(wěn)提質的意見》，指出積極應用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)等技術，優(yōu)化云上展廳、虛擬展臺等展覽新模式，智能對接供采，便利企業(yè)成交。11 月，工業(yè)和信息化部、教育部、文化和旅游部、國家廣播電視總局、構架體育總局聯(lián)合編制《虛擬現(xiàn)實與行業(yè)應用融合發(fā)展行動計劃（2022-2026年）》。其中指出加速多行業(yè)多場景應用落地。面向規(guī)模化與特色化的融合應用發(fā)展目標，深化虛擬現(xiàn)實在工業(yè)生產、文化旅游、融合媒體、教育培訓、體育健康、商貿創(chuàng)意、演藝娛樂、安全應急、殘障輔助、智慧城市十大行業(yè)領域的有機融合，推動有條件的行業(yè)開展規(guī)?；瘧迷圏c。

2020 年我國虛擬現(xiàn)實產業(yè)市場規(guī)模約410 億元，2021 年增長至約555 億元。預計在2025 年虛擬現(xiàn)實行業(yè)規(guī)模將達到135 億元。虛擬現(xiàn)實行業(yè)的產業(yè)結構主要分為虛擬制造、虛擬現(xiàn)實測試和模擬訓練三個領域。其中，虛擬制造占虛擬現(xiàn)實的55.32%，其次是虛擬現(xiàn)實測試和模擬訓練，分別占比26.67%和18.01%。隨著虛擬現(xiàn)實技術與產業(yè)的共同發(fā)展，制造業(yè)虛擬現(xiàn)實技術的應用模式和應用路徑也逐漸成熟。在未來，虛擬現(xiàn)實技術將助力制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的方向邁進。

職業(yè)教育正是服務產業(yè)發(fā)展助推器，將虛擬現(xiàn)實技術應用在職業(yè)院校數(shù)字場景教學方面，是順應企業(yè)需求，創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有益嘗試，這不僅是在探索職業(yè)教育教學手段改革，同時也是對學生能力的提升鍛煉。

1 應用虛擬現(xiàn)實技術開展教學的價值

1.1 應用價值

1.1.1 為建設高水平職業(yè)技術人才隊伍提供了建議

在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術研究，以深入展開數(shù)字信息化時代職業(yè)院校人才培養(yǎng)現(xiàn)狀、困境和對策為研究對象，為職業(yè)院校職業(yè)技術教育改革與發(fā)展探明方向，有利于加快數(shù)字經(jīng)濟時代下職業(yè)技術人才隊伍建設。

1.1.2 為響應國家戰(zhàn)略提供有力的智力支持

在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術研究，高舉中國特色社會主義偉大旗幟，大力推進職業(yè)技術人才戰(zhàn)略，為保障落實統(tǒng)籌推進“五位一體”總體布局和協(xié)調推進“四個全面”戰(zhàn)略布局提供支撐，有利于改善現(xiàn)有職業(yè)技術人才儲備與經(jīng)濟發(fā)展需求不相適應的現(xiàn)狀，對推進教育高地建設、走在建設社會主義現(xiàn)代化國家新征程的前列具有重大現(xiàn)實意義。

1.1.3 對職業(yè)院校教育改革起示范作用在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術研究，依托扎實的理論基礎與廣泛的實地調研，對于本地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平、職業(yè)技術人才培養(yǎng)現(xiàn)狀與困境有了全面的把握，以提出為本地區(qū)量身定制的職業(yè)院校教育課堂教學改革具有突破性的對策建議，對于本地區(qū)職業(yè)院校全面推廣職業(yè)技術專業(yè)人才培養(yǎng)改革具有重大現(xiàn)實意義。

1.2 學術價值

1.2.1 拓展了職業(yè)院校人才培養(yǎng)的相關理論

在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術研究，系統(tǒng)梳理了職業(yè)院校人才培養(yǎng)相關的理論，驗證了現(xiàn)有人才培養(yǎng)相關的方法。此外，此次研究聚焦于虛擬現(xiàn)實技術在職業(yè)教育場景中的應用問題，豐富了本地區(qū)在虛擬現(xiàn)實技術時代下職業(yè)院校在這一方面教育改革的理論支撐。

1.2.2 豐富了職業(yè)院校人才培養(yǎng)的文獻研究

在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術研究，基于虛擬現(xiàn)實技術風起云涌的時代背景，以職業(yè)院校人才培養(yǎng)為研究中心，豐富了職業(yè)技術人才培養(yǎng)方面的文獻。同時，通過研究提出的對策、建議對于創(chuàng)新改革思路發(fā)揮著啟發(fā)作用，對于職業(yè)院校人才培養(yǎng)的高質量發(fā)展提供指導。

2 應用虛擬現(xiàn)實技術開展教學的過程

21 世紀人類正以驚人的速度步入信息時代，信息時代的到來不僅僅極大地改變著人們的生產方式和生活方式，而且極大地改變著人們的思維方式和學習方式。當前在職業(yè)院校，虛擬現(xiàn)實技術與教學改革、虛擬現(xiàn)實技術的應用和學科教學的優(yōu)化已經(jīng)成為人們關注的焦點。如何運用現(xiàn)代教育技術推進和落實職業(yè)教育、發(fā)展學生主體性和創(chuàng)造性、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐潛力是當前亟待解決的重大課題。在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術研究，旨在探索實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術的應用與學科課程教學過程有效整合的規(guī)律、途徑、模式、策略和方法，最終實現(xiàn)把虛擬現(xiàn)實技術教育任務、學科教育任務和學生動手動腦潛力優(yōu)化在同一教學過程中，推動學校職業(yè)教育現(xiàn)代化發(fā)展的進程。

2.1 虛擬現(xiàn)實技術應用于教育領域的研究

虛擬現(xiàn)實技術是計算機圖形學、網(wǎng)絡技術等多門類學科組成交叉前沿學科和研究領域，目前最具有代表性的概念“元宇宙”就源于虛擬現(xiàn)實技術。虛擬現(xiàn)實技術的極致是真實的模擬環(huán)境、感知等仿真技術，除了視覺以外還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等多維感知。當然，現(xiàn)階段我們的技術還達不到全面多維感知代替真實世界目的，但是我們已經(jīng)可以很好的做到視覺感知，即通過計算機演算生成的動畫來呈現(xiàn)們所需要的畫面。

在職業(yè)教育課堂上，我們使用虛擬現(xiàn)實技術主要的目的是把一些不易理解，或者靜態(tài)畫面無法表達的內容，通過虛擬現(xiàn)實技術呈現(xiàn)出來。同時，讓學生可以參與到整個畫面內容中去，即產生身臨其境交互畫面感，從而激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對知識的認知理解?，F(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實技術已經(jīng)進入了高速發(fā)展階段，我們不僅可以的使用VR(Virtual Reality)即虛擬現(xiàn)實技術，我們還可以應用AR(Augmented Reality)即增強現(xiàn)實技術，以至于MR(Mixed Reality)即混合現(xiàn)實技術。從實際研究結果來看，目前虛擬現(xiàn)實技術受限于多維感知而顯得不夠真實，而充分利用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術優(yōu)勢的混合現(xiàn)實技術在職業(yè)教育課堂教學場景中則會體現(xiàn)更好效果。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術在學科教學中的研究

農業(yè)科學學科領域教學中，虛擬現(xiàn)實技術的應用就會起到比較好的效果。當學生在學習農作物生長周期過程中相關知識的過程中，以往的做法是通過學校的實驗田、林地，種植相關作物，讓后進行長期觀察，觀察過程中用照片、文字對目標作物的生長情況進行記錄。這個過程中很多自然條件的施加都是真實的自然環(huán)境演化，我們人為干擾的能力不足，即造成有些自然條件下產生的農作物表象變化，我們無法刻意的進行觀察。而使用虛擬現(xiàn)實技術，我們則可以通過計算機演算動畫，將教師需要向學生傳授的各種知識直接通過計算機動畫畫面呈現(xiàn)出來，甚至于植物的生長周期都可以通過動畫短時間內呈現(xiàn)出來，這些以往需要我們架起攝像機對著目標作物進行長時間拍攝，讓后再通過延時攝影技巧將畫面快放得到。但是，單純的畫面確實缺乏真實感，這時我們就可以使用MR 技術，即將虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術聯(lián)合使用。我們依然可以種植一片試驗田或者實驗林，作物依然在自然條件下自由的生長，但我們去可以將一些特殊條件下作物的生長動畫植入我們的MR 頭盔，學生通過在頭盔上的操作，將各種特殊條件下作物生長動畫以及作物最終的狀態(tài)調出來，這樣還可以與真實生長的農作物進行對比，一舉多得。

除了在農業(yè)科學學科中的應用效果，我們還在其他自然科學學科，醫(yī)藥科學學科，工程與技術科學學科，乃至人文與社會科學學科中對虛擬現(xiàn)實技術（VR）亦或增強現(xiàn)實技術（AR）、混合現(xiàn)實技術（MR）制成的課件進行了課堂教學實驗，從研究結果來看，在各學科教學中，虛擬現(xiàn)實的應用均起到了良好的效果。雖然虛擬現(xiàn)實技術等并不能取代傳統(tǒng)的實驗教學，但是卻可以成為傳統(tǒng)實驗教學最好的補充部分，豐富傳統(tǒng)實驗教學內容的同時，進行了知識的延申。

2.3 虛擬現(xiàn)實技術在課堂教學中的研究

通過在多學科課堂教學場景用應用虛擬現(xiàn)實技術，我們研究團隊對參與實驗教學的學生進行了訪談以及問卷調查。受訪的學生中100%表示對課堂教學使用虛擬現(xiàn)實技術表示感興趣，能夠激發(fā)對學習知識點的好奇心，從而引發(fā)學習興趣。有83%的同學認為，虛擬現(xiàn)實技術呈現(xiàn)的知識內容是真實可信的，但仍有76%同學認為，需要對虛擬現(xiàn)實技術呈現(xiàn)的知識通過真實實驗、實訓進行驗證。在受訪的同學提出的意見和建議中，畫面渲染的真實程度，多維度的感知仍是虛擬現(xiàn)實技術需要提高和改進的重要方向。另外，通過教學觀察對比不同組的實驗教學，使用虛擬現(xiàn)實技術的組會呈現(xiàn)出更高的學習熱情，提出的問題會更加發(fā)散，事實證明使用虛擬現(xiàn)實技術會一定程度上激發(fā)學生的思維活躍性，激發(fā)學生對知識的探究欲望，虛擬現(xiàn)實技術能夠起到良好的教學輔助效果。

但是同時我們要看到，運用虛擬現(xiàn)實技術制作課件難度還是比較大的，開展教學的硬件條件限制也比較大，能否有足夠的課件、設備開展教學是擺在大家面前的難題。現(xiàn)階段，教學課件公共資源不多，受限于技術因素，普通教師很難對課件內容進行修改，即使專業(yè)教師也需要很長時間才能制作出相對精良的課件載體。另外，VR(AR/MR)頭盔、服務器等設備在各種環(huán)境下的使用、續(xù)航能力等也是制約采用技術的門檻。

3 成果和建議

3.1 創(chuàng)新性成果

在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術研究，主要創(chuàng)新點在于運用虛擬現(xiàn)實技術構建的職業(yè)教育學習環(huán)境，不僅僅為主體性課堂教學的實施帶給了可能、創(chuàng)造了條件，而且也為主體性課堂教學注入了活力。

虛擬學習環(huán)境能夠為學生提供生動、逼真的學習環(huán)境，如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結構現(xiàn)實等，在廣泛的科目領域提供無限的虛擬體驗，從而加速和鞏固學生學習知識的過程。在課堂教學中，適用虛擬制造技術，可以把課程中的插圖、抽象原理采用虛擬的可操控的模型及動作表達出來，使抽象的、難以表達的東西變的簡單易懂。

虛擬現(xiàn)實對教育領域的全方位滲透，從根本上改變人們的思維習慣和對傳統(tǒng)學習環(huán)境的概念，逐漸走向由虛擬學習軟件、虛擬實驗、虛擬圖書館、虛擬輔導、虛擬測驗等構成的虛擬學習環(huán)境，給人以身臨其境之感，讓學習者沉浸在虛擬世界里對學習目標進行實時觀察、交互、參與、實驗等操作，給予學習者充分的體驗和相像空間。

虛擬現(xiàn)實技術在職業(yè)院校學科教學中的運用，能夠促進教育觀念的更新，使教師從教的角度出發(fā)思考問題，變?yōu)榇丝套⒅貙W生主動學的啟發(fā)，更多的用啟發(fā)式去探索學習的過程，循循善誘的培養(yǎng)學生的思維潛力，提高了學生分析問題、解決問題的潛力，使課堂教學再不是過去傳統(tǒng)模式的單調復合，而是模式多樣、教學靈活、充滿靈感的活動。

3.2 規(guī)范性成果

在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術研究，梳理了虛擬現(xiàn)實技術對職業(yè)院校人才培養(yǎng)的影響及其路徑，分析當前職業(yè)教育課堂教學應用虛擬現(xiàn)實技術的現(xiàn)狀，對職業(yè)教育課堂教學教學采用虛擬現(xiàn)實技術的效果進行了有效評估。在實施教學過程中，建設了實驗教學資源庫一套，通過實際教學中應用實驗教學資源，從課堂情境中收集資料，記錄調查的事實，尤其是學生的現(xiàn)場行為，獲得了客觀、準確、及時、生動的數(shù)據(jù)，并依據(jù)數(shù)據(jù)資料開展相應的研究。

同時，對本地區(qū)部分典型職業(yè)院校進行實地考察，深入分析職業(yè)院校課堂教學的現(xiàn)狀與存在的問題，以及應用虛擬現(xiàn)實技術開展教學的情況，補充了數(shù)據(jù)收集方法的不足，為開展研究提供了素材與數(shù)據(jù)。另外也對本地區(qū)職業(yè)院校的教育工作者、教師、學生以進行了問卷調查，收集了整理運用虛擬現(xiàn)實技術開展課堂教學方面的意見和建議，為職業(yè)院校課堂教學應用虛擬現(xiàn)實技術的研究提供了支持。

3.3 建議

在理論教學與實踐案例的結合中，目前職業(yè)院校普遍存在重視課本、輕視實踐的現(xiàn)象，課程中缺乏典型案例。由于受到傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實類課程授課習慣的影響，在內部控制學課程的教學中，并沒有能夠根據(jù)應用型內部控制人才的培養(yǎng)目標來設計理論教學與實踐教學并重的教學計劃，而是與傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實類課程一樣，局限于教材中知識的講授。內部控制學多學科的復雜性在沒有案例的幫助下會使得學生很難理解其中知識點的具體含義，而在一些職業(yè)院校的實踐中，盡管能夠在一定程度上重視案例教學，但是在講授過程中又容易使學生只關注案例表象而忽視對內部控制理論的理解和應用。更值得注意的是，目前內部控制教學內容中普遍缺乏“課程思政”內容，缺乏對我國政府、企事業(yè)單位的優(yōu)秀內部控制實際案例的介紹，導致學生難以了解內部控制在組織合規(guī)、風險管理以及國家治理能力方面的重要作用，不利于培養(yǎng)學生的文化自信和制度自信。

在授課內容方面，要能有效體現(xiàn)出工學一體的特征。在教學過程中，以經(jīng)典教材為主，結合立體化、可視化技術來實現(xiàn)教材內容的持續(xù)更新。通過二維碼等超鏈接接口將教材與互聯(lián)網(wǎng)教學平臺打通，讓知識的呈現(xiàn)突破文字的限制，讓知識的呈現(xiàn)突破線性的束縛。將學生的學習時間、學習進度等情況記錄在平臺中。教師可以根據(jù)學生的學習情況隨時調整教學內容與方法，實現(xiàn)教學效果的立體化、可視化。

現(xiàn)階段在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中使用虛擬現(xiàn)實技術條件相對成熟，確實對提高職業(yè)院校課堂教學效果，提升職業(yè)院校人才培養(yǎng)質量有比較大的幫助。但是，應用虛擬現(xiàn)實技術開展教學工作需要大量的前期工作：

（1）豐富公共平臺上的課件資源，

（2）要降低虛擬現(xiàn)實課件開發(fā)的門檻，

（3）各院校要提供充足的服務端和終端設備，

（4）服務端和終端設備采用的硬件、供電等技術還需要不斷升級。

由此可見，虛擬現(xiàn)實技術在職業(yè)院校數(shù)字場景教學方面的應用推廣還需要各方的共同努力，及有賴于科技的持續(xù)發(fā)展進步，也需要職業(yè)院校以及主管部門的大力重視。

4 結束語

通過在職業(yè)院校數(shù)字化教學場景中應用虛擬現(xiàn)實技術開展教學的研究，對職業(yè)院校課堂教學應用虛擬現(xiàn)實技術情況進行了梳理，為職業(yè)院校運用虛擬現(xiàn)實技術開展教學提出提供理論了支撐。研究以虛擬現(xiàn)實技術時代為背景，基于數(shù)據(jù)收集、課堂觀察、實地調研等研究方法，創(chuàng)新了虛擬現(xiàn)實技術在職業(yè)院校人才培養(yǎng)中的作用，為職業(yè)院校在虛擬現(xiàn)實時代下各專業(yè)人才培養(yǎng)課堂教學手段創(chuàng)新突破，提供了路徑指導與方法建議。希望通過本研究形成的虛擬現(xiàn)實技術在職業(yè)院校數(shù)字場景教學方面的應用研究成果，能夠為構建職業(yè)教育高地、職業(yè)教育發(fā)展建言獻策。