裘升東 祝新軍 周瑋

摘 要：虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR），因其特有的3I特性即沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和構(gòu)想性（Imagination）而被越來越多的教育學(xué)者認(rèn)定可作為一種新的認(rèn)知工具、新的教學(xué)手段。文章就是通過對該技術(shù)的分析和研究，結(jié)合目前的高職院校職業(yè)素養(yǎng)教育現(xiàn)狀，創(chuàng)造性地提出了VR技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，并闡述了相應(yīng)的虛擬實(shí)踐平臺(tái)搭建方式與教學(xué)方法設(shè)計(jì)，為該技術(shù)的應(yīng)用與研究提供了一個(gè)新的思路。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）;職業(yè)素養(yǎng);3I

中圖分類號(hào)：G642.0? ??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）即采用三維圖形、音頻及特殊的外圍設(shè)備，利用計(jì)算機(jī)生成交互式的虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中使用的顯示設(shè)備是沉浸式體驗(yàn)式的，技術(shù)的沉浸式特點(diǎn)可以增加用戶的參與度[1]。目前VR技術(shù)的類型有三種：第一種是基于桌面的虛擬現(xiàn)實(shí)，這種形式的虛擬環(huán)境在顯示器中設(shè)置，通過傳統(tǒng)的輸入設(shè)備，如鼠標(biāo)、鍵盤來進(jìn)行交互;第二種是基于頭戴式設(shè)備的立體虛擬現(xiàn)實(shí)，這種形式向用戶提供了一個(gè)對象兩個(gè)角度的不同圖像，從而實(shí)現(xiàn)一種沉浸式3D體驗(yàn)效果;第三種是激光控制的虛擬現(xiàn)實(shí)，學(xué)習(xí)者可以通過外部工具產(chǎn)生的激光束來進(jìn)行操作，從而達(dá)到交互的效果[2]。正是由于其獨(dú)特的沉浸性和良好的交互性，使得諸多歐洲國家已將其應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域。

我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究起步于20 世紀(jì)90 年代初。2016年更是被譽(yù)為VR的“元年”。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，該技術(shù)也被越來越多的國內(nèi)專家學(xué)者認(rèn)可成為一種新的教育認(rèn)知工具。但是通過對比研究卻發(fā)現(xiàn)，目前，諸多國內(nèi)本科院校對該技術(shù)的引進(jìn)局限于研究性和探索性的教學(xué)，而高職院校在該領(lǐng)域更是沒有形成系統(tǒng)性的教學(xué)方法。針對此現(xiàn)狀，本文將研究和探討沉浸式的VR技術(shù)如何與高職院校的職業(yè)素養(yǎng)教育課堂進(jìn)行融合，證明其具有成為高職院校教育教學(xué)的一種強(qiáng)有力的輔助教學(xué)手段的潛力。

二、VR技術(shù)在高職院校職業(yè)素養(yǎng)教育中的應(yīng)用與研究

1.職業(yè)素養(yǎng)教育的重要性

2010年，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中已明確提出，要大力發(fā)展職業(yè)教育，著力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)對高素質(zhì)勞動(dòng)者和高端技能型人才的需求。并且，隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略實(shí)施，地方企業(yè)對高校人才，特別是對高職院校培養(yǎng)的技能型人才更是有了新的目標(biāo)和要求。

目前，職業(yè)素養(yǎng)教育的內(nèi)涵已十分明確，主要是指工作崗位對從業(yè)人員的規(guī)范性要求，是其在從事職業(yè)和完成工作任務(wù)的過程中表現(xiàn)出來的綜合素質(zhì)，其內(nèi)涵包括職業(yè)技能、職業(yè)道德、職業(yè)理想和職業(yè)意識(shí)等。但是，由于部分高職院校在開展職業(yè)素養(yǎng)教育時(shí)由于人為的忽略或者缺乏正確的認(rèn)識(shí)而未將教學(xué)內(nèi)容落到實(shí)處，最終導(dǎo)致這部分學(xué)生在人才競爭中處于弱勢地位。職業(yè)素養(yǎng)缺乏主要表現(xiàn)為三種類型：缺乏愛崗敬業(yè)的職業(yè)意識(shí)，無獨(dú)立開展工作的職業(yè)技能，無積極進(jìn)取的創(chuàng)新精神。而隨著“機(jī)器換人”“智能制造”等政策的不斷推進(jìn)，機(jī)械化生產(chǎn)時(shí)代的到來，“人口紅利”的消失，傳統(tǒng)的重復(fù)性體力勞動(dòng)消耗崗位逐漸被自動(dòng)化生產(chǎn)線替代的趨勢，都為許多高職院校敲響了警鐘，預(yù)示著未來的人才培養(yǎng)若再不推行專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)并行，那任何一所院校、任何一種人才培養(yǎng)機(jī)制都是不可能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的。

因此，為更好地服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、大力提升就業(yè)率，全面提高人才質(zhì)量、緊抓學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)教育、不斷改革和完善教育教學(xué)方式、切實(shí)落實(shí)職業(yè)素養(yǎng)教育內(nèi)容已成為當(dāng)務(wù)之急。

2.學(xué)校的職業(yè)素養(yǎng)教育教學(xué)現(xiàn)狀

基于對當(dāng)前職業(yè)教育導(dǎo)向的深刻認(rèn)識(shí)，紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院大力弘揚(yáng)“工匠精神”，積極推進(jìn)職業(yè)素養(yǎng)教育。以紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院為例，其自2014年9月起便堅(jiān)持推行“職業(yè)素養(yǎng)能力與實(shí)訓(xùn)”課程，不斷改革和完善職業(yè)素養(yǎng)教育培養(yǎng)體系。而為了使理論教學(xué)內(nèi)容更加豐富完善，更斥資建立了“精益道場”實(shí)訓(xùn)基地。該實(shí)訓(xùn)基地包括“物流工場”“成本工場”“安全工場”“質(zhì)量工場”和“教師授課區(qū)”5個(gè)區(qū)域。每個(gè)工場內(nèi)均配套放置了相應(yīng)所需的操作設(shè)備，并以1∶1比例放置多個(gè)實(shí)踐道具，試圖真實(shí)再現(xiàn)生產(chǎn)車間的各個(gè)生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)。每一個(gè)區(qū)域均可供學(xué)生參觀、演示和練習(xí)。目前，該課程的教學(xué)范疇已涉及機(jī)電一體化技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等多個(gè)制造類專業(yè)。

經(jīng)過幾年的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積淀，通過學(xué)生入職企業(yè)的反饋調(diào)查，可知現(xiàn)有教學(xué)模式下的職業(yè)素養(yǎng)教育成果已基本滿足企業(yè)需求。但是，不可否認(rèn)的是目前的實(shí)訓(xùn)條件仍多有不足，主要?dú)w納為：實(shí)訓(xùn)場地可拓展空間有限，無法滿足長期無限制地進(jìn)行開發(fā);實(shí)訓(xùn)室投入資金有限，硬件配置無法緊跟市場需求;部分重要實(shí)踐操作環(huán)節(jié)由于其不穩(wěn)定性或者可能存在安全隱患問題而無法在課堂上演示教學(xué)。從長遠(yuǎn)的教學(xué)目標(biāo)來看，以上的種種不足必將使教學(xué)效果大打折扣。為彌補(bǔ)這些不足之處，學(xué)校曾試圖搭建“第二課堂”教學(xué)通道，即將學(xué)生引入企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)。雖然這樣的舉措在一定程度上大大提升了教學(xué)與實(shí)踐生產(chǎn)的融合度，但是又衍生出其他許多問題，例如，學(xué)生外出實(shí)訓(xùn)的安全問題無形中給學(xué)校和教師增加了巨大壓力;外出實(shí)訓(xùn)的學(xué)生數(shù)量與企業(yè)可容納量不一定相匹配;學(xué)生安排校外實(shí)訓(xùn)勢必會(huì)影響到校內(nèi)授課安排。所以，這項(xiàng)舉措也不是最理想的解決方法。

3.VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在職業(yè)素養(yǎng)教育中的應(yīng)用及優(yōu)勢

針對以上內(nèi)容，VR技術(shù)的華麗登場為改變這種教學(xué)窘境帶來了一絲希望。這一技術(shù)應(yīng)用思路就是利用信息技術(shù)軟件開發(fā)創(chuàng)建虛擬環(huán)境，并可根據(jù)實(shí)際需求將所有需要的場景、設(shè)備以特定的比例模擬放置在該場景中，最后將設(shè)計(jì)完成的場景內(nèi)容投射于外圍搭建的大屏幕中，觀看者只需帶上3D眼鏡就可欣賞一場視聽盛宴，手帶專用數(shù)據(jù)手套便可觸摸場景內(nèi)所有物品。由此可知，VR技術(shù)在本課程的應(yīng)用可以基于這種思路開展，即利用VR技術(shù)搭建職業(yè)素養(yǎng)教育的虛擬實(shí)踐平臺(tái)，教師可按照實(shí)際的“精益道場”，依據(jù)職業(yè)素養(yǎng)教學(xué)內(nèi)容將所有必需的設(shè)備、工具、道具以1∶1比例模擬放置在該場景內(nèi)，最終得到一個(gè)虛擬的“精益道場”。在搭建完成的虛擬“精益道場”內(nèi)，教師可以有選擇性、有目的性地將一些晦澀難懂的理論解說過程、價(jià)格高昂的實(shí)踐道具或是復(fù)雜危險(xiǎn)的實(shí)踐環(huán)節(jié)通過軟件開發(fā)技術(shù)呈現(xiàn)在虛擬的“精益道場”內(nèi)，并以項(xiàng)目化教學(xué)方式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)型的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生獲得知識(shí)要點(diǎn)和操作技能，該技術(shù)路線如下圖所示。

虛擬實(shí)踐平臺(tái)的應(yīng)用界面主要包含兩個(gè)大模塊，分別是教學(xué)模塊和考核模塊。在教學(xué)模塊內(nèi)，將針對課程內(nèi)的各教學(xué)目標(biāo)下設(shè)多個(gè)子項(xiàng)目，各個(gè)子項(xiàng)目又是由一個(gè)又一個(gè)的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)而成，學(xué)生可通過子項(xiàng)目的學(xué)習(xí)提示逐個(gè)掌握知識(shí)要點(diǎn);在考核模塊中，將依據(jù)教學(xué)進(jìn)程設(shè)置各階段測試要點(diǎn)，由簡到難、由淺至深，學(xué)生只需依照提示逐個(gè)完成目標(biāo)練習(xí)，就能得到各學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)效果評價(jià)。在考核環(huán)節(jié)中，學(xué)生的錯(cuò)題、難題及各階段測試分?jǐn)?shù)均能通過文件夾設(shè)定保存起來，令知識(shí)的獲取成為一個(gè)可見可評可回顧的過程。而在整個(gè)的練習(xí)考核過程中，學(xué)生只需頭戴3D眼鏡，手帶專用數(shù)據(jù)手套，依照教師指導(dǎo)即可完成虛擬場景內(nèi)所有操作演示內(nèi)容。以5S管理教學(xué)內(nèi)容為例，學(xué)習(xí)目標(biāo)為掌握“整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)”5個(gè)步驟的內(nèi)容。學(xué)生可通過佩戴VR專用設(shè)備進(jìn)入虛擬“精益道場”，在初始界面中選擇“教學(xué)模塊”，然后點(diǎn)擊實(shí)踐平臺(tái)窗口中的的“5S管理子項(xiàng)目”標(biāo)題欄，即可進(jìn)入操作界面。學(xué)生只需依照界面提示，逐一完成各個(gè)步驟包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即可完成對應(yīng)的知識(shí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)。掌握基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容后，學(xué)生可進(jìn)入考核模塊，完成界面中出現(xiàn)的測驗(yàn)題，操作結(jié)束后將顯示學(xué)生即時(shí)得分并會(huì)標(biāo)示錯(cuò)題予以提醒。學(xué)生或教師可將每一次考核操作內(nèi)容導(dǎo)出，保存于文件夾中，便于記錄和總結(jié)知識(shí)掌握的程度。

由上可知，VR技術(shù)的應(yīng)用不僅徹底打破了空間和時(shí)間的限制，為得到更豐富的教學(xué)資源提供了捷徑，還有效降低了部分實(shí)踐操作的危險(xiǎn)性，其表現(xiàn)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的多媒體技術(shù)，使學(xué)生最大限度地貼近生產(chǎn)設(shè)備、走進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)與實(shí)踐操作的完美銜接。

VR技術(shù)引入職業(yè)素養(yǎng)教育后產(chǎn)生的教學(xué)效果是令人欣喜的，相較于單純的教科書式的理論教學(xué)和借助傳統(tǒng)多媒體技術(shù)的教學(xué)方式，它生動(dòng)直觀且具有良好的交互性;相較于復(fù)雜的難度系數(shù)較高的實(shí)踐操作，它操作安全便捷，可重復(fù)練習(xí)，卻打破了硬件資源的約束和減少了耗材成本的支出。隨著深入的分析和研究，我們更加確定這種學(xué)習(xí)場景廣闊、學(xué)習(xí)內(nèi)容直觀、學(xué)習(xí)方式有趣、學(xué)習(xí)手段先進(jìn)、學(xué)習(xí)功能開放的綜合性實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)非常值得借鑒和推廣。相信隨著未來信息技術(shù)、電子技術(shù)的快速發(fā)展，VR技術(shù)必將發(fā)展成為高職院校課程教學(xué)的一個(gè)重要輔助手段，為傳統(tǒng)的課堂教學(xué)帶來顛覆性的改變。

參考文獻(xiàn)：

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