曹鵬波

（西安開放大學(xué)教學(xué)處 陜西 西安 710048）

虛擬現(xiàn)實(shí)（Vitual Reality，簡稱VR）技術(shù)是一種利用計算機(jī)圖形技術(shù)和多媒體技術(shù)，仿真出一種可感知的、交互式的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，學(xué)生通過VR眼鏡或VR頭盔能夠與虛擬環(huán)境中的事物進(jìn)行交互作用，可以產(chǎn)生親臨對應(yīng)真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)[1]。

“事故管理與應(yīng)急處置”是安全技術(shù)與管理專業(yè)中實(shí)踐性較強(qiáng)的一門課程，該課程要求學(xué)生對典型事故的應(yīng)急處置方法、措施及操作技能有一定的掌握。傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)缺乏實(shí)踐操作的練習(xí)與交互，并且典型事故的應(yīng)急處置過程本身存在較大的風(fēng)險，如氯氣泄漏事故應(yīng)急處置、液氨事故應(yīng)急處置等，在現(xiàn)實(shí)中很難對其進(jìn)行實(shí)際演練，而VR技術(shù)可以將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教學(xué)情景相融合，并通過教學(xué)設(shè)計將應(yīng)急處置過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)融入其中，為學(xué)生打造一個高度仿真、可交互的虛擬場景學(xué)習(xí)平臺，鞏固學(xué)生對重點(diǎn)知識的理解，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、動手能力和創(chuàng)新能力，從而更好地實(shí)現(xiàn)課程的教學(xué)目的[2-3]。

1 “事故管理與應(yīng)急處置”課程簡介

“事故管理與應(yīng)急處置”是安全技術(shù)與管理專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，主要包括事故現(xiàn)場的搶險與處置、事故現(xiàn)場的急救方法和技術(shù)以及典型事故的應(yīng)急處置方法與措施等內(nèi)容，需要學(xué)生掌握大量的現(xiàn)場應(yīng)急處置技能，課程的實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)。而目前該門課程仍以傳統(tǒng)的課堂講授知識灌輸為主，實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容多以配合視頻及圖片講解為主，教學(xué)手段以多媒體教學(xué)為主，缺乏一定的交互性。

2 VR技術(shù)在“事故管理與應(yīng)急處置”課程教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計與應(yīng)用過程

根據(jù)課程教學(xué)大綱，筆者規(guī)劃了10個實(shí)踐性較強(qiáng)的重點(diǎn)內(nèi)容的VR教學(xué)資源，設(shè)計了每個資源的教學(xué)設(shè)計腳本，對于操作要素、操作流程和實(shí)踐場景等方面進(jìn)行了詳細(xì)的教學(xué)設(shè)計，并聯(lián)合技術(shù)人員進(jìn)行了不斷的完善與改進(jìn)。目前10個VR教學(xué)資源已全部建設(shè)完成并投入常規(guī)教學(xué)使用，見表1。

表1 “事故管理與應(yīng)急處置”VR教學(xué)資源

下文以課程中“氯氣泄漏事故應(yīng)急處置”教學(xué)資源（如圖1）為案例進(jìn)行展示。

2.1 應(yīng)用設(shè)計

本次教學(xué)設(shè)計主要從以下三個方面進(jìn)行：第一個方面是課前分析，主要從學(xué)生特點(diǎn)分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析、教學(xué)目標(biāo)分析這三個部分進(jìn)行；第二個方面是課中導(dǎo)做，主要包括課堂教學(xué)、學(xué)生活動、教師活動三個部分；第三個方面是課后總結(jié)與評價，包括對課堂效果的評價以及對學(xué)生意見的總結(jié)與反思[4-5]。如圖2所示。

2.2 應(yīng)用過程

2.2.1 課前分析

以“氯氣泄漏事故應(yīng)急處置”這一節(jié)VR資源的教學(xué)為例。該節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生掌握最基本的劇毒氣體泄漏處置方法和措施，交互性較強(qiáng)，能夠更好地發(fā)揮VR教學(xué)的優(yōu)勢。具體課前分析的教學(xué)設(shè)計如表2所示。

表2 “氯氣泄漏事故應(yīng)急處置”課前分析

2.2.2 課中導(dǎo)做

“氯氣泄漏事故應(yīng)急處置”的課中導(dǎo)做包括課堂教學(xué)、學(xué)生活動、教師活動這三個方面，下面從這三個方面分別進(jìn)行介紹。

①課堂教學(xué)。課堂教學(xué)的具體步驟分為課前鋪墊、提出問題、形成假設(shè)、VR教學(xué)、得出結(jié)論、評價反思，如表3所示。

表3 “氯氣泄漏事故應(yīng)急處置”課堂教學(xué)過程

②學(xué)生活動。學(xué)生作為課堂教學(xué)的主體，首先要在教師的引導(dǎo)下明確學(xué)習(xí)任務(wù)，并根據(jù)教師提出的問題進(jìn)行討論，形成假設(shè)。在佩戴VR眼鏡進(jìn)入虛擬環(huán)境前，要根據(jù)教師的講解掌握VR設(shè)備的使用方法。整個課堂教學(xué)中最關(guān)鍵的就是學(xué)生戴上VR眼鏡進(jìn)入虛擬環(huán)境進(jìn)行氯氣泄漏事故的應(yīng)急處置操作，學(xué)生在這個環(huán)節(jié)可以直接感受獲取知識的過程，總結(jié)應(yīng)急處置過程中的知識經(jīng)驗(yàn)與操作技能，并將其與之前形成的假設(shè)進(jìn)行對比，最后與其他同學(xué)進(jìn)行交流討論，傾聽教師對自己的評價，反思自己的表現(xiàn)和收獲，得出結(jié)論。

③教師活動。教師作為課堂教學(xué)的引導(dǎo)者，首先要對學(xué)生特點(diǎn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果制定合理的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)過程中，在課前鋪墊結(jié)束后，教師要根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容提出問題，讓學(xué)生進(jìn)行思考與討論，并指導(dǎo)學(xué)生使用VR設(shè)備。在學(xué)生進(jìn)入虛擬環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，觀察學(xué)生學(xué)習(xí)時的反應(yīng)，學(xué)習(xí)結(jié)束后帶領(lǐng)學(xué)生一起對之前的假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)對比，總結(jié)討論并分析出結(jié)果，最后對學(xué)生的表現(xiàn)情況進(jìn)行評價，并對課堂教學(xué)的整體情況進(jìn)行反思。

2.2.3 課后總結(jié)與評價

①課堂效果評價。課堂效果的評價主要從學(xué)生課堂表現(xiàn)、傳統(tǒng)課堂與VR教學(xué)的測驗(yàn)結(jié)果對比來進(jìn)行。從整體來看，大部分學(xué)生對VR教學(xué)的興趣度都很高，對教師提出的問題都進(jìn)行了積極的討論，VR教學(xué)結(jié)束后都將學(xué)習(xí)內(nèi)容與之前的假設(shè)進(jìn)行了對比。為了進(jìn)一步對課堂效果進(jìn)行更為準(zhǔn)確的評價，在VR教學(xué)完成后，運(yùn)用測試題對學(xué)生進(jìn)行了測驗(yàn)，并設(shè)置了評價指標(biāo)將測驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)教學(xué)下的結(jié)果進(jìn)行了對比，如表4所示。

表4 傳統(tǒng)教學(xué)與VR教學(xué)測試結(jié)果對比

通過對比可以看出，VR教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)完成度明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生對于這種新型的教學(xué)資源和學(xué)習(xí)方式也給出了很高的評價。

②總結(jié)與反思。VR教學(xué)作為一種基于先進(jìn)技術(shù)的教學(xué)手段，相較于傳統(tǒng)教學(xué)，對于學(xué)生有著更大的吸引力，教學(xué)過程中的課堂氛圍也相對輕松活躍，能夠更好地實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心、教師為引導(dǎo)”的教學(xué)方式[6]。灌輸式和教條式的教學(xué)方式已不再適用于現(xiàn)代教育的發(fā)展需要，尤其對于開放教育來說，其學(xué)生多以成人為主，具有學(xué)習(xí)目的性強(qiáng)、注重互動等特點(diǎn)，而VR教學(xué)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生自主探索與合作交流的能力，是對傳統(tǒng)教學(xué)方式的發(fā)展與創(chuàng)新。然而，當(dāng)前本學(xué)科的VR教學(xué)資源還不夠充足，且對于大部分理論性較強(qiáng)的課程，并不適用VR技術(shù)授課，因此教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，對教學(xué)內(nèi)容要進(jìn)行合理的研判，對于需要使用VR技術(shù)教學(xué)的內(nèi)容，要提前準(zhǔn)備好相應(yīng)的VR資源，并且VR教學(xué)并不是完全摒棄傳統(tǒng)教學(xué)方式，而是將兩者相結(jié)合，使教學(xué)過程更加豐富。

3 結(jié)語

本文將VR技術(shù)應(yīng)用到課程教學(xué)中，教學(xué)設(shè)計思路主要以課前分析、課中導(dǎo)做、課后總結(jié)與評價三個部分先后進(jìn)行，教學(xué)過程中以教師提出的問題為引導(dǎo)，學(xué)生通過討論提出自己的假設(shè)，并在使用VR設(shè)備進(jìn)入虛擬環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中驗(yàn)證自己的假設(shè)，總結(jié)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題與得出的經(jīng)驗(yàn)。學(xué)習(xí)完成后進(jìn)行了測驗(yàn)，將測驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)教學(xué)下的結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果顯示VR教學(xué)的課堂學(xué)習(xí)效率明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)模式。最后，對VR教學(xué)的應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)與反思。