周巍

【摘 要】本文闡述在高職實(shí)訓(xùn)教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)的意義，分析高職實(shí)訓(xùn)教學(xué)中學(xué)生技能學(xué)習(xí)狀況不佳、設(shè)備投入與實(shí)際需求不符、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師素質(zhì)有待提升、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)信息化建設(shè)有待加強(qiáng)等現(xiàn)狀，從應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)虛擬實(shí)訓(xùn)場景、應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)展示具象化的實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容、應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)促進(jìn)師生多元化發(fā)展三方面探討高職建筑類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真技術(shù) ?高職 ?建筑類專業(yè) ?實(shí)訓(xùn)教學(xué) ?應(yīng)用

【中圖分類號】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）04C-0191-02

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代信息技術(shù)的快速發(fā)展，對人類的生產(chǎn)方式、生活方式、思維方式以及學(xué)習(xí)方式都產(chǎn)生了重要影響。在高職院校的教育教學(xué)活動中，積極引入現(xiàn)代信息技術(shù)手段輔助教學(xué)，已為越來越多的高職教育參與者所認(rèn)同和實(shí)踐。2018年教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動計(jì)劃》進(jìn)一步展示了在教育信息化2.0時代教育的重大變革，教育信息化作為教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，將支撐引領(lǐng)教育現(xiàn)代化發(fā)展。可見“互聯(lián)網(wǎng)+”將深入推動教育的結(jié)構(gòu)性變革，在高職人才培養(yǎng)過程中運(yùn)用信息化手段，例如將虛擬仿真技術(shù)引入高職教育，推動實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革，將會是構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下的職業(yè)教育人才培養(yǎng)新模式的有益探索。

一、在高職實(shí)訓(xùn)教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)的意義

虛擬仿真技術(shù)也稱虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或模擬技術(shù)，是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)以一個虛擬的系統(tǒng)去模仿一個真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)有狹義、廣義之分，從狹義上看，虛擬仿真技術(shù)是20世紀(jì)40年代在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上逐步形成體系的一類試驗(yàn)研究的新技術(shù);從廣義上看，虛擬仿真技術(shù)一直被利用在人類認(rèn)識自然界客觀規(guī)律的過程中，人類文明進(jìn)步的許多發(fā)明創(chuàng)造即是利用虛擬仿真技術(shù)的結(jié)果。

在高等職業(yè)教育教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用以虛擬仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)，不僅可促進(jìn)現(xiàn)代職業(yè)教育理念和教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，而且可促進(jìn)高職教育實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法和教學(xué)手段的變革。2006年教育部發(fā)布的《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》指出，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)基地建設(shè)是高等職業(yè)院校改善辦學(xué)條件、彰顯辦學(xué)特色、提高教學(xué)質(zhì)量的重點(diǎn)。要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，利用好虛擬仿真技術(shù)的顯著特征之一的沉浸性（Immersion），創(chuàng)設(shè)虛擬學(xué)習(xí)情境，教師、課本不再是信息全部的來源，虛擬仿真技術(shù)提供的更豐富的信息，有助于學(xué)生沉浸于生動、逼真的學(xué)習(xí)情境中，增加學(xué)習(xí)的愉悅感，獲得良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。利用虛擬仿真技術(shù)的顯著特征之一的交互性（Interaction），教師創(chuàng)造“協(xié)作”“會話”的交流環(huán)境，有助于學(xué)生通過虛擬化的溝通交流經(jīng)歷，增強(qiáng)交際能力，通過與學(xué)伴的會話協(xié)商，完成知識建構(gòu)，獲得學(xué)習(xí)過程全身心的感受，在虛擬環(huán)境中全身心投入學(xué)習(xí)。

二、高職實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

職業(yè)教育技能培養(yǎng)實(shí)踐性的特點(diǎn)要求在教學(xué)過程中要注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，作為學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)重要環(huán)節(jié)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)成為高職教育中的重要部分。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要配備實(shí)訓(xùn)基地、實(shí)訓(xùn)室等，以課堂為主，配備一定數(shù)量的指導(dǎo)教師。為了達(dá)成高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)的目標(biāo)，各高職院校一直致力于加大實(shí)訓(xùn)基地、實(shí)訓(xùn)室建設(shè)力度，但在高職實(shí)訓(xùn)教學(xué)中仍存在諸多需要解決的問題。

（一）學(xué)生技能學(xué)習(xí)狀況不佳。通過對高職院校實(shí)訓(xùn)課堂學(xué)生的學(xué)習(xí)情況調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)高職學(xué)生在技能學(xué)習(xí)過程中，由于無法建構(gòu)自己的知識體系，難以建構(gòu)起從理論到實(shí)踐的技能發(fā)展途徑，而只能被動地、機(jī)械性地模仿。加上實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)建設(shè)等客觀條件限制，高職學(xué)生的專業(yè)技能訓(xùn)練不可能完全在真實(shí)的工作環(huán)境中開展，一旦實(shí)訓(xùn)條件、實(shí)訓(xùn)教師的教學(xué)風(fēng)格與學(xué)生期望不一致，學(xué)生就容易產(chǎn)生排斥心理，導(dǎo)致技能學(xué)習(xí)受阻。

（二）設(shè)備投入與實(shí)際需求不符。實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備存在的問題首先表現(xiàn)為實(shí)訓(xùn)設(shè)備投入跟不上學(xué)生增長速度，實(shí)訓(xùn)設(shè)備老舊老化，無法滿足專業(yè)新技能學(xué)習(xí)的需求。此外，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程化改革的情境下，實(shí)訓(xùn)課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了對實(shí)訓(xùn)基地、實(shí)訓(xùn)室更高的要求，但實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)建設(shè)未能跟上，以致實(shí)訓(xùn)課教學(xué)效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

（三）實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師素質(zhì)有待提升。實(shí)訓(xùn)課指導(dǎo)教師的基本素養(yǎng)與課程設(shè)置不符，具有豐富的理論知識和實(shí)踐技能的“雙師型”教師、企業(yè)師傅團(tuán)隊(duì)建設(shè)跟不上實(shí)訓(xùn)課時需求，實(shí)訓(xùn)室管理人員對職業(yè)教育的認(rèn)識程度較低，基本素質(zhì)參差不齊。

（四）實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)信息化建設(shè)有待加強(qiáng)。盡管教育信息化建設(shè)已經(jīng)過多年發(fā)展，但虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用尚未能全面推廣，實(shí)訓(xùn)室仿真性不強(qiáng)，無法模擬真實(shí)性的工作環(huán)境，學(xué)生無法感受沉浸感。

在前三個問題無法短期有大改進(jìn)的背景下，可更多考慮借助虛擬仿真技術(shù)尋找學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn)，觸發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)熱情。通過新科技新方式幫助學(xué)生夯實(shí)理論知識基礎(chǔ)，在培養(yǎng)實(shí)踐能力的同時，理清知識結(jié)構(gòu)脈絡(luò)。采用虛擬仿真技術(shù)的特性實(shí)施實(shí)訓(xùn)教學(xué)，讓學(xué)生身臨其境地體驗(yàn)真實(shí)的操作過程，通過“協(xié)作”“會話”機(jī)制與學(xué)伴溝通、協(xié)商，從而更積極主動地去學(xué)習(xí)，應(yīng)該值得深入探析。

三、高職建筑類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的具體應(yīng)用

高職的建筑類專業(yè)是理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的專業(yè)，在人才培養(yǎng)過程中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對人才培養(yǎng)質(zhì)量的影響極大，故而專業(yè)教師要致力于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在高職建筑類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，有助于切實(shí)保障實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量。

（一）應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)虛擬實(shí)訓(xùn)場景。在建筑設(shè)計(jì)技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)中，學(xué)校的實(shí)訓(xùn)場地難以匹配，不可能讓每一名學(xué)生都在學(xué)校實(shí)訓(xùn)室真實(shí)建造一個建筑，也難以將學(xué)生帶到真實(shí)的工程項(xiàng)目中，讓學(xué)生用真實(shí)材料去體驗(yàn)建筑及其材料制作的過程。這就面臨學(xué)生實(shí)訓(xùn)的難題。例如在建筑裝飾工程技術(shù)專業(yè)和建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)中必修的建筑設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)課程設(shè)計(jì)中，必須解決學(xué)生如果不能到達(dá)工地現(xiàn)場，如何對現(xiàn)場進(jìn)行測量，怎么解決方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施等工作的問題。

應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)可以提供解決問題的思路。教師采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，例如利用法如FX350三維建筑掃描儀，將建筑工地現(xiàn)場通過三維建筑掃描形成具有詳細(xì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的虛擬場景，能夠解決學(xué)生不能到達(dá)工地的難題。通過三維建筑掃描儀制作的虛擬場景創(chuàng)設(shè)真實(shí)工作情境，學(xué)生帶上三維立體眼鏡，可以感受自己站立在真實(shí)的環(huán)境中，可以在真實(shí)環(huán)境中與教師學(xué)伴互動，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的體驗(yàn)感。教師還可以通過專業(yè)軟件測量建筑具體的尺度，為學(xué)生進(jìn)行方案設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，這也為教師評判方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施環(huán)節(jié)的可行性提供了解決之道。

虛擬仿真技術(shù)手段應(yīng)用于高職建筑類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，不但能夠讓學(xué)生親身感受課堂教學(xué)的多樣性，體會企業(yè)真實(shí)案例制作的過程，也能使學(xué)生在學(xué)校實(shí)訓(xùn)室感受企業(yè)的所有制作流程，為學(xué)生實(shí)踐技能的提升提供了技術(shù)保障。

（二）應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)展示具象化的實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。借助虛擬仿真技術(shù)，可以在缺乏實(shí)訓(xùn)設(shè)備的情況下，建構(gòu)情境化的實(shí)訓(xùn)教學(xué)場景，使教學(xué)內(nèi)容更具象化，有效提高教學(xué)效果。

以侗族木構(gòu)建筑營造技藝課程中風(fēng)雨橋的建筑特色章節(jié)講授為例，實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，不可能每次課都將學(xué)生帶到風(fēng)雨橋的具象環(huán)境中，也不可能通過拆裝真實(shí)的風(fēng)雨橋去感受營造技藝。通過虛擬仿真技術(shù)，教師可以將三江侗族風(fēng)雨橋的教學(xué)場景鮮活地呈現(xiàn)在課堂上，解決了學(xué)生不能隨時抵達(dá)真實(shí)的實(shí)訓(xùn)場所的問題，增加了課堂教學(xué)的信息量，極大地豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容，有助于加深學(xué)生對知識的理解。

虛擬仿真技術(shù)還有助于克服技藝性的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)過于呆板的弊端，將枯燥、抽象的理論知識以生動和直觀的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使技藝性的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容可以反復(fù)觀摩，使教學(xué)更具象化，便于學(xué)生理解和掌握。在侗族木構(gòu)建筑營造技藝課程教學(xué)中，教師通過虛擬仿真技術(shù)模擬實(shí)際的操作和制作過程，能夠生動、形象地分解操作步驟，提煉技術(shù)要點(diǎn)，并能反復(fù)進(jìn)行操作，與學(xué)生就無法理解的難點(diǎn)進(jìn)行討論，使學(xué)生能順利、熟練地掌握操作技能。

（三）應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)促進(jìn)師生多元化發(fā)展。信息化技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用改變了教師作為唯一中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以學(xué)生為中心的探究式、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)在新的信息化技術(shù)支持下成為可能。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀影響下，越來越多的教育工作者認(rèn)識到知識的獲取不是單純通過教師的講授傳遞給學(xué)生的，而是學(xué)生在一定的社會文化背景下，借助其他人包括教師和同學(xué)的幫助，充分利用各種學(xué)習(xí)資源，通過主動建構(gòu)意義而獲得。

虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職實(shí)訓(xùn)課教學(xué)，教學(xué)活動中的教師和學(xué)生身份變得更多元。應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)輔助教學(xué)，教師團(tuán)隊(duì)構(gòu)成多元化，不再僅僅由院內(nèi)教師在課堂上擔(dān)當(dāng)，技能大師、非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承人可以進(jìn)入師資團(tuán)隊(duì)、進(jìn)入日常課堂。應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)輔助教學(xué)，教師教學(xué)方式、手段多元，不單純追求教師個人課堂上“獨(dú)奏”的效果，通過創(chuàng)設(shè)“協(xié)作”“會話”的環(huán)境，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的“引路人”和“服務(wù)者”;通過設(shè)置問題，教師在課堂內(nèi)外引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的“促進(jìn)者”，增加師生之間的互相交流;通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的實(shí)訓(xùn)課程環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提升及專業(yè)發(fā)展，有效促進(jìn)教師自身的教學(xué)科研理論及實(shí)踐能力提升。

虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職實(shí)訓(xùn)課教學(xué)，營造互動交流的教學(xué)環(huán)境，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生改變被動獲取知識的狀況，在教師引導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、收集材料、解決問題，充分表現(xiàn)自我，成為積極主動的“學(xué)習(xí)者”和“發(fā)展者”。同時，虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于高職實(shí)訓(xùn)課教學(xué)，尤其是建筑類專業(yè)教學(xué)，教學(xué)過程呈現(xiàn)的觸手可及的三維信息使得學(xué)生的空間感增強(qiáng)，空間設(shè)計(jì)技能得到強(qiáng)化和提高，自主學(xué)習(xí)的能力和信心增強(qiáng)，獲得學(xué)習(xí)的成就感，成變?yōu)閷W(xué)習(xí)的“成功者”。

虛擬仿真技術(shù)正逐漸成為高職院校教學(xué)中的新方法和新手段，有助于學(xué)生對抽象理論的理解，更能彌補(bǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)備手段的不足，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及提高，極大地提高了高職院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的水平和質(zhì)量。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，利用新技術(shù)新方式去輔助教學(xué)以達(dá)到更有成效的教學(xué)目的，值得我們?nèi)ネ诰蚺c嘗試。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]施祝斌.虛擬仿真技術(shù)在高職教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2013（20）

【作者簡介】周 巍（1983— ），男，河南漯河人，柳州城市職業(yè)學(xué)院講師，工程師，研究方向：建筑裝飾、建筑設(shè)計(jì)、BIM技術(shù)、侗族木構(gòu)建筑營造。

（責(zé)編 蘇 洋）