張娜 唐彥 胡賢滿 袁學(xué)青

[摘 要]隨著教育信息化的不斷推進(jìn)，VR/AR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入。本文對VR/AR技術(shù)的應(yīng)用原理，VR/AR技術(shù)對大腦學(xué)習(xí)行為的多維度促進(jìn)作用以及物流職業(yè)教育的“能力本位”特點進(jìn)行研究，理清了AR/VR技術(shù)在物流職業(yè)教育領(lǐng)域中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)與現(xiàn)實意義。

[關(guān)鍵詞]VR/AR技術(shù)；理論基礎(chǔ)；現(xiàn)實意義

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.16.093

[中圖分類號]G434；G712 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2018）16-0-02

0 引 言

國家發(fā)展和改革委員會發(fā)展規(guī)劃司發(fā)布的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出，要支持各級各類學(xué)校建設(shè)智慧校園，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術(shù)探索未來教育教學(xué)的新模式。國務(wù)院總理李克強在國務(wù)院常務(wù)會議上確定，在前期已出臺措施的基礎(chǔ)上，聚焦生活類、公共服務(wù)類、行業(yè)類等消費新領(lǐng)域及新型信息產(chǎn)品，推進(jìn)信息消費升級，支持企業(yè)研發(fā)數(shù)字家庭等產(chǎn)品，大力發(fā)展智能可穿戴、虛擬現(xiàn)實等高端智能設(shè)備，支持用市場化方式發(fā)展知識分享平臺。2018年4月，教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》提出：“新時代賦予教育信息化新的使命，也必然帶動教育信息化從1.0時代進(jìn)入2.0時代”?！队媱潯窂娬{(diào)，要以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬仿真等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類智能設(shè)備、虛擬仿真實驗教學(xué)項目等載體，積極開展教育教學(xué)實踐與研究，創(chuàng)新教育理念，改革教學(xué)方法，推進(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)融入教育教學(xué)的全過程，從而提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。此外，近幾年，AR/VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用發(fā)展勢頭迅猛，在醫(yī)療、航空、娛樂、建筑領(lǐng)域都有廣泛的開發(fā)與應(yīng)用。目前，學(xué)術(shù)界對于VR/AR技術(shù)應(yīng)用的研究主要集中在宏觀的教育教學(xué)領(lǐng)域，細(xì)分到課程的研究甚少。朱斌 等闡述了虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代教學(xué)的載體與理論基礎(chǔ)；劉園在全面分析國內(nèi)外VR技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，客觀分析了VR虛擬教學(xué)面臨的問題，指出VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用尚需進(jìn)一步開發(fā)與完善，鮮有文章涉及VR/AR技術(shù)在物流教育方面的應(yīng)用研究。本文試圖從分析VR/AR技術(shù)概念的應(yīng)用原理、VR/AR技術(shù)對大腦學(xué)習(xí)行為的多維度促進(jìn)作用和物流職業(yè)教育的實踐性強的“能力本位”特點等幾個方面入手，探究了VR/AR技術(shù)在物流教育領(lǐng)域進(jìn)行全方位應(yīng)用的基礎(chǔ)理論支撐與重要意義。

1 VR/AR技術(shù)在物流教育中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)

1.1 VR/AR技術(shù)的概念與應(yīng)用原理

在計算機(jī)誕生之初就有人做過虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）的相關(guān)的嘗試，但直到20世紀(jì)80年代初，美國VPL公司的創(chuàng)始人杰倫·拉尼爾首次提出“Virtual Reality”一詞，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究才進(jìn)入了新時代。VR是綜合利用圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及控制接口設(shè)備，在計算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）技術(shù)，是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，是把在現(xiàn)實世界的有限時空范圍內(nèi)很難體驗到的信息（視覺、聽覺、觸覺等），通過利用電腦等科學(xué)技術(shù)模擬仿真后，喚起使用人大腦的記憶皮層、聽覺區(qū)域和視覺區(qū)域等功能區(qū)參與，達(dá)到超越現(xiàn)實的感官體驗，從而對人的行為和心理過程產(chǎn)生深度影響。格里戈雷·博迪和菲利普·科菲特最早在他們的著作《虛擬現(xiàn)實技術(shù)》中指出虛擬現(xiàn)實有3個特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和構(gòu)想性（Imagination），即虛擬現(xiàn)實的“3I”特征。傅莉、趙健指出VR技術(shù)集仿真技術(shù)、圖形技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)于一體，通過互聯(lián)網(wǎng)和傳感器將虛擬和現(xiàn)實聯(lián)系在一起，用自然的方式實現(xiàn)交互和體驗，在未來教育領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。

高盛發(fā)布的《VR與AR：解讀下一個通用計算平臺》行業(yè)報告中指出，到2025年VR/AR市場規(guī)模將達(dá)到800億美元，且在高盛認(rèn)為的最有可能成功的9大VR/AR行業(yè)中就有VR/AR教育。目前，在發(fā)達(dá)國家，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，如美國很多學(xué)生已經(jīng)開始使用zSpace STEM實驗室。學(xué)生們已經(jīng)探索了虛擬火山和構(gòu)建了先進(jìn)電路板。zSpace STEM實驗室系統(tǒng)為學(xué)生提供了真實的學(xué)習(xí)環(huán)境和個性化學(xué)習(xí)體驗，符合美國新世紀(jì)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（NGSS）、基礎(chǔ)課和各州標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 VR/AR技術(shù)對人腦學(xué)習(xí)行為的促進(jìn)作用

菲利普·津巴多教授在《津巴多普通心理學(xué)》一書中論述到，人的大腦有諸多專門化的功能區(qū)域，如海馬（Hippocampus）、杏仁核（Amygdala）、額葉（Frontal lobes）、頂葉（Parietal lobe）、顳葉（Temporal lobes）和枕葉（Occipital lobes）等，大腦網(wǎng)絡(luò)的這些功能區(qū)域相互協(xié)調(diào)與合作，巧妙地作用情緒、記憶或其他復(fù)雜的心理過程。例如，當(dāng)接聽手機(jī)時，顳葉聽到鈴聲，在額葉的協(xié)助下辨析鈴聲的意義，依據(jù)額葉和顳葉的指令，頂葉和枕葉幫助視覺定位，拿起電話，然后額葉和顳葉通過聽取聲音進(jìn)行交談。因此，在學(xué)習(xí)的過程中，能調(diào)動大腦網(wǎng)絡(luò)不同區(qū)域的功能，讓更多擅長專門功能的區(qū)域參與學(xué)習(xí)行為，大腦則能形成更寬、更復(fù)雜的記憶路線，人也就會有更多路徑去回憶、獲取所學(xué)知識，學(xué)習(xí)效果就會越好。

能夠營造沉浸式虛擬世界的VR/AR技術(shù)，就是通過科學(xué)技術(shù)將模擬的文字、聲音、圖像生成虛擬環(huán)境，調(diào)動人腦的顳葉、額葉、頂葉和枕葉等功能區(qū)域參與到實踐學(xué)習(xí)過程中。這種不同功能區(qū)域的多方參與，不僅能夠增加學(xué)習(xí)的生動性，還能提升學(xué)習(xí)的趣味性，豐富大腦的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的路徑，也能在大腦回路中形成更多的記憶成分，幫助學(xué)習(xí)者擁有更深刻、更多維度的學(xué)習(xí)體驗，切實提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)實效。

1.3 物流職業(yè)教育的“能力本位”特點

高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)強調(diào)服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對接勞動力市場需求的專業(yè)技能培養(yǎng)，其核心理念是“能力本位”。較強的實際操作能力是職業(yè)教育物流管理專業(yè)人才培養(yǎng)的最重要目標(biāo)，作為市場運營管理的一個重要組成部分，物流管理具有很強的操作流程靈活特點。對于物流從業(yè)人員來說，在具備基本專業(yè)知識的同時，熟悉這些操作流程至關(guān)重要，只有熟悉物流操作流程，才能進(jìn)行有效管理，進(jìn)而才能改進(jìn)管理理念和模式。在現(xiàn)代市場分工日益細(xì)化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展高度融合的環(huán)境下，物流專業(yè)化的發(fā)展要求相關(guān)崗位進(jìn)行職責(zé)細(xì)化，崗位間協(xié)作、輪崗以及團(tuán)隊合作等都對員工的崗位適應(yīng)力提出了更高的要求。因此，物流職業(yè)教育迫切需要注重崗位實踐能力。夏訓(xùn)嘉 等在研究論文中指出，職業(yè)教育物流管理專業(yè)教學(xué)內(nèi)容需要大力引進(jìn)國外相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗，增加案例教學(xué)方法和物流企業(yè)一線實踐經(jīng)驗，鼓勵專業(yè)學(xué)生多參加企業(yè)頂崗實習(xí)。物流信息技術(shù)日新月異，人才培養(yǎng)要加強新型技術(shù)（比如AR/VR技術(shù)）物流實訓(xùn)室建設(shè)，增加學(xué)生對物流設(shè)備設(shè)施和業(yè)務(wù)流程的感性認(rèn)識。

2 AR/VR技術(shù)在物流職業(yè)教育中應(yīng)用的現(xiàn)實意義

隨著社會信息化的跨越發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，職業(yè)教育課程設(shè)計在著眼于現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)同時，更應(yīng)具有面向未來的預(yù)見性。未來教育發(fā)展方向在改變教育方式的同時，開始融入AR增強現(xiàn)實技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)、全息投影技術(shù)等，是對多媒體教育的一個升華，彌補了多媒體教育的互動性、體驗感不足的一些缺陷，通過高新的科技感讓學(xué)生更好、更快地融入學(xué)習(xí)氛圍。

VR/AR技術(shù)應(yīng)用于物流教育領(lǐng)域，更有其特有的優(yōu)勢。在物流教育中應(yīng)用VR/AR技術(shù)，能夠為學(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，如設(shè)計倉儲布局、操作物流設(shè)備、漫游物流園區(qū)等，使學(xué)生不僅能通過技術(shù)生成的虛擬世界體驗到“身臨其境”的感受，還能在比較難到達(dá)的區(qū)域里突破時空的限制，在無限的虛擬體驗中調(diào)動大腦網(wǎng)絡(luò)的多個功能區(qū)參與學(xué)習(xí)，從而加速和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程。學(xué)生親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象地說教更具說服力，主動的交互與被動的灌輸，具有本質(zhì)的差別。

物流職業(yè)教育通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠建立各種虛擬實驗室，如倉儲、配送中心等，也支持遠(yuǎn)程應(yīng)用及管理，擁有傳統(tǒng)實驗室難以比擬的優(yōu)勢，而且利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起來的虛擬實訓(xùn)基地，其“設(shè)備”與“部件”多是虛擬的，可以隨時生成新的“設(shè)備”來更新教學(xué)內(nèi)容，使實踐訓(xùn)練能夠隨著技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展及時進(jìn)行調(diào)整，對于資金和場地有限的學(xué)校來說，意義非凡。此外，AR/VR的應(yīng)用不僅有效解決了學(xué)校發(fā)展經(jīng)費和實踐場地受限的難題，也切實有效地提高了專業(yè)人才培養(yǎng)的實操能力。

主要參考文獻(xiàn)

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