虚拟现实技术在中职学校教学中的应用

陈红

[摘 要]作为我国国民教育的重要部分之一，中职教育所占比例较大，对教学实践的要求较高，侧重于培养学生的实操能力。但由于传统中职教育存在诸多条件限制，不能为学生提供充足的锻炼机会，导致学生普遍欠缺对理论知识的学以致用能力。该文通过分析傳统中职教学模式存在的不足，深入了解了虚拟现实技术在中职电子技术专业的应用现状，对于应如何提高中职教育整体水平，提出了几点有效性改进建议。

[关键词]虚拟现实技术;中职教育;现状;应用

[中图分类号] G712[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）44-0-03[收稿日期] 2020-04-16

一、引言

在中职教育中，各校注重培养学生的自主实践能力，以培养更多实用型人才为教学目的，但由于很多学校经费不足，满足不了实践操作成本过高的要求，不仅在很大程度上阻碍了学科实验教学进度，也违背了中职教学的初衷。而虚拟现实技术的出现，不仅能够解决教育教学中实操成本过高的问题，丰富了教学活动过程，也弥补了传统教学条件的缺陷，让学生能够在课堂教学中体验仿真实验的乐趣，在活跃的教学氛围中享受实践的真实性和趣味性。因此，为了有效提高中职教学效率，为学生提供充分的实践锻炼机会，应重视应用虚拟现实技术与中职教育的有机融合，并充分发挥虚拟现实技术在教育领域的绝对优势。

二、简述传统中职教学模式的缺陷

相较于普通高中学校而言，中职学校的育人侧重点有所不同，重视对学生专业知识和技能的训练，满足国家人才教育体系对中职学校的要求。然而，大众对中职院校存在部分偏见，而这种认知错误也在一定程度上影响着中职教育的可持续性发展。由于学生个体发展角度不同，所需要的教学体系也不尽相同，普通高校侧重培养研究型人才，对理论知识的考察十分严格，而职业院校则担负着为社会输送技能型人才的重任，二者在教育实质上并无差别，应根据学生的兴趣爱好及内在潜力作为选择依据。在调查研究中发现，很多选择进入中职院校学习的学生，本身存在几点共性：对课本理论知识提不起学习兴趣、成绩不理想、课堂纪律较差等，因而受到边缘化对待，导致厌学情绪的滋生;学习习惯差，在课堂学习过程中注意力不集中，缺乏学习自觉性;由于家庭环境、性格等因素的影响，学生的学习能力差，学习成绩低、作业质量差。

即使经过了课程化改革与升级，但传统职业教育仍然没有摆脱刻板无趣的讲授方式，在教学资源、教学形式、师资队伍等方面，都存在很多问题。首先，教学资源分布不均衡，经济较发达地区拥有极为丰富的教学资源，而经济不够发达的地区甚至无法满足最基本的实训需求;其次，部分学校即使配备了相应的实训课程，但教学方式仍然固守陈规，学生的课堂参与感不强，对信息技术的运用也不够灵活;最后，师资队伍配置不科学，教学时间不灵活，师资力量不雄厚。

三、虚拟现实技术的主要特征

虚拟现实技术，即Virtual Reality（简称VR），兴起于20世纪90年代后，集仿真技术、多媒体技术、综合集成技术、计算机图形学、传感技术、人工智能、人机交互技术等，为一体的交叉型信息应用技术，通过对环境、感知、传感设备的模拟，以人的听觉、视觉、位觉为基础，从而建立的脱离现实又基于现实的虚拟环境，使人有身临其境的感受。通过利用虚拟现实技术，用数据信息处理的方式向人展示三维立体的现实世界，人也可以通过投射装置，使自己“进入”环境并控制、操作该环境中的事物。

对于虚拟现实技术而言，具有以下三个主要特征：沉浸性—是指根据人特有的视觉和听觉特点，通过计算机三维立体成像技术，让使用者以交互设备为媒介，使人置身于与现实世界无差的虚拟景象中;交互性—是指通过VR系统，使得人机交互的过程更具协调性，交互方式的选择性也更丰富，包括键盘、鼠标、手柄、头盔、眼镜等;多感知性—是指通过视听触动传感器和反应装置，使人在虚拟环境中也能获得听觉、触觉、运动等多重感知。

四、虚拟现实技术在中职教学中的融合发展

为了迎合时代的发展与变化，中职院校的教育教学活动也必须要与时代发展共同进步，通过对现代科技的合理利用，以实现事半功倍的教学效果，中职电子技术教学更应如此。在电子教学过程中，教师应根据班级人数、学生的具体学情、教学空间等，利用虚拟现实技术为学生构建虚拟课堂，使得学生的学习空间不再受限，只要通过互联网的简单连接，便可以投入学习。通过虚拟课堂，不仅能够拉近师生间的距离，打破传统课堂中师生间的隔阂，也不会因距离太远看不清黑板、听不清教师讲话等问题，导致学生跟不上教学进度，而产生自暴自弃的学习心理。可见，虚拟课堂不仅能够容纳更多学生，也可以实现教师资源的实时共享，为学生营造更舒适的学习氛围。

在中职教育教学中缺少充足的实验室设备，同一实验室的可容纳人数也有限，设备的更新与升级较为缓慢，无法与当前先进设备同步。因此，通过VR技术与教学的融合，为学生创建虚拟实验室的方式，不仅能够满足学生零距离接触和参观生产工艺设备的学习需求，也在很大程度上减少了设备投入，学生可以在虚拟实验室中尽情观察，不必畏手畏脚地担心会造成设备损坏，利用虚拟现实技术进入到工厂生产过程中，也能加深学生的学习体验。另外，学生在多元化学习过程中，也可以随时进入虚拟校园中的图书馆查阅资料，既能满足学生对知识的渴求，也能有效提高学生的学习效率。综上所述，虚拟现实技术在中学教学中的融合发展，主要体现在虚拟课堂、虚拟实验室、虚拟校园等方面，不仅能够推动当代中职教学教育现状的改观，也能有效提高学生的学习自主性[1，2]。

五、虚拟现实技术在中职教育领域的应用现状及前景

由于虚拟现实技术满足了学生在课堂内感知社会工作环境及生产空间具体操作流程的学习要求，不仅保证了教学安全性，也弥补了传统中职教学对实践教学内容的欠缺，随着信息技术领域的蓬勃发展，VR技术也得到了更多认可、使用和推广，为中职教育改革起到至关重要的促进作用。相较于西方发达国家，我国对虚拟现实技术的开发和应用还有很大上升空间，该专业领域的专家团队正根据我国国情进行着更为细化的研究。目前，我国正处于信息技术为主导的现代教育潮流中，不仅有效提高了学生的学习兴趣，也充分发挥了学生的学习主体性，通过利用VR技术在中职教育中的优势，为学生展现更为具象化的教育内容，丰富了传统教学手段，引导学生自主突破学习重难点，让学生在益智练习、情景化学习、远程教育等方式中寓教于乐。

通过对虚拟现实技术的应用现状研究发现，该技术有效解决了传统教学难以突破的难题，实现了学习媒体情景化，基于理论学习指导下模拟客观对象，为学生构建与实际生活情境息息相关的学习环境。与此同时，在利用虚拟现实技术进行实践教学时，让学生亲身感受和体验的学习价值，则远远高于空洞抽象且单调的说教。因此，虚拟现实技术应在中职电子教学情境的创设中广泛运用，能够逐渐督促学生养成主动的学习态度和良好的学习习惯，而通过实观模拟训练的方式，降低实训造价的同时，也能得到事半功倍的实训教学成果，是当代中职教育领域中最有应用价值的技术之一[3]。

六、探究虚拟现实技术与电子技术专业的融合路径

1.电子技术教学中运用VR技术的教学现状。相较于传统中职电子技术教学的刻板和无趣，虚拟现实技术的出现打破了填鸭式教学氛围，将原本抽象难懂的理论知识转化为生动形象的实景内容，并根据实际教学情况适量增减实操课，VR技术是电子技术专业教育工作者的得力助手，不仅减轻了教学负担，也为教师争取了更充裕的备课时间。另外，VR技术也是中职电子技术专业学生的学习好帮手，让文化课基础薄弱、自主学习意识差的学生，可以通过图文并茂的形式加深对电子技术专业知识的理解和吸收，从而获得更满意的学习成果。

作为新型教学模式，VR技术与电子技术专业的有机融合，对教师的个人综合能力和教学水平有着较高要求，但由于很多教师很难在短时间适应突然的教学改革，对VR技术的认识也不够深刻，因此要求教师应尽快转变以理论讲授为主的教学习惯，提高个人对VR技术的适应和应用能力，充分发挥出VR技术在中职电子技术专业教育教学中的长远价值。由此可见，教师在利用虚拟现实技术的过程中，应保持良好的教学心态，为学生营造轻松愉快的学习氛围，实现中职教育水平质的飞跃。

2.创建新型的教学模式。在传统中职电子专业教学过程中，教师往往采用分析理论优先、实操训练在后的方式，使得学生很难真正掌握技术要点，记忆也不够深刻，在实际操作中容易出现以下两种情况：一方面，由于对知识理论的掌握不够扎实，导致在训练中手忙脚乱的盲目操作，对学生人身安全具有一定威胁;另一方面，由于学生本身对实操步骤记忆不熟练，在实际操作中容易本末倒置，也会导致实验失败，甚至导致设备损坏。针对传统中职电子技术专业教学模式中存在的问题，应充分发挥虚拟现实技术的教育教学优势，创建新型的教学模式，通过先理论学习、再虚拟演练、最后实操训练的教学步骤，不仅可以减少实验失误，避免造成不必要的经济损失，也不会出现未知的安全问题。例如，在进行电器故障维修实验时，首先让学生观看并记忆计算机产生的三维立体图像，在此基础上采用虚拟演练，即使出现故障判断错误，也不会对学生和机器造成伤害，反而能让学生更为清晰地认识到故障判断失误的危害性，从而在实操训练中更为谨慎。

3.创设生动形象的教学情境。在传统电子技术专业教学课堂中，教学氛围枯燥乏味，是影响教学进度、降低学生学习积极性以及教学成果不理想的主要原因。因此，教师应充分利用VR技术创设生动形象的教学情境，把原本抽象的概念和理论，通过虚拟演示的方式，更为直观、形象地呈现在学生眼前，从而加深学生记忆，只有满足学生探索欲望的学习环境，才有助于提升学生的个人创新能力。对此，教师应为学生搭建以虚拟现实技术为依托的教学情境，例如在讲授晶体三极管载流子的运动情况时，仅凭借单调的口述难以让学生深入了解这一抽象理论的具体成因，在这种情况下，可以通过VR技术模拟晶体三极管内部，让学生通过VR视角进入其中观察电流流向、运动规律等，为学生营造自由探索的学习环境，有利于引导学生克服学习困难，消除紧张的学习情绪，促进学生创造能力的发展。由此可见，以具体教学的内容为要求，为学生创设生动形象的教学情境，对实现教学目标、提高教学水平、促进学生全面发展等方面，具有不可估量的意义和价值，教师应重视对传统教学氛围的改观，让学生能够在潜移默化的学习环境中吸收更多知识。

4.在小组合作探究中应用VR技术。从现代人才市场的高标准、高要求来看，对技术性人才的要求不仅包括较强的实操能力、丰富的经验、灵活的思维、充足的理论基础，更要有较强的团队合作意识，企业和社会的进步与发展离不开团队合作。因此，在中职电子技术专业教学过程中，仅凭教师的教授和学生的单人努力还远远不够，应引导学生进行有效的团队协作，培养学生的合作意识，可以通过将VR技术与小组合作探究的有机融合，能够最大限度培养学生的合作意识，引导学生在小组探讨和分析中对所学内容的整体认识，鼓励团队中每位学生自由发言，表述不同观点的同时，思考其他人所提出的意见，并通过VR技术完成小组合作作业，最终达成共识，这样不仅能够有效增强学生的学习信心，提高学生的认知理解能力，也能够在潜移默化中促进学生的性格发展。由此可见，在小组合作探究中应用VR技术，不仅能够帮助学生巩固知识，加深理解，也能保证每位学生都能参与到训练过程中，有利于对学生思维的启迪和拓展，以促进学生理论知识、实践能力、团队意识的协调发展。

5.将模拟操作与实际操作有机结合。由于部分中职院校对电子技术专业的资金投入不够，先进的设备数量有限，人数配比不够合理，这不仅影响了教学进度，也限制了学生将所储备的理论知识转化为实践能力。在此情况下，应将VR模拟操作与实际操作相结合，为学生提供虚拟实操平台，让学生能够真切地感受到实际操作与课本理论知识的不同，从而用心享受操作实感。但值得注意的是，由于VR虚拟操作中不会出现突发问题，虽然保证了学生的安全，但也容易让学生放松警惕，导致在现实操作中出现错误。因此，必须要将模拟操作和现实操作结合，让学生在模拟操作中掌握操作的精髓，在实际操作中更为谨慎，这样才能实现电子技术专业的教学目的，有效提高学生对专业知识的综合应用能力，引导学生成长为兼顾良好心理素质和较强实践能力的综合型人才，以满足现代人才市场的高标准和高要求[4，5]。

七、结束语

通过虚拟现实技术与中职教育的充分融合，不仅能为学生提供实践教学的有利条件，激发学生的学习积极性，带动学生的学习情绪，还能用虚拟现实呈现出真实环境无法实现的工作场景，例如为学生演示工业机器人的排爆实验、灭火实验、有害气体检测等，在保证安全的前提下，让学生亲身经历实验现场，可见在中职教学活动中融入VR技术尤为重要。因此，为了在中职教育领域充分发挥虚拟现实技术的促进作用，必须要加大经费投入，积极引进VR技术资源，以实现虚拟现实技术与中职电子技术课程体系的深度融合，才能为社会培育出更多符合時代发展，满足人才市场需求的高水平、高素质、实践经验丰富、适应能力强的综合型人才。

参考文献

[1]王志坚.基于虚拟现实技术的现代教育探索[J].常州工程职业技术学院学报，2007，（3）：7-10.

[2]顾冬华，王俊杰，杨立.虚拟现实技术应用于电工实验课教学的尝试[J].中国现代教育装备，2010（13）：55-56+67.

[3]韩永.虚拟现实技术在实践教学中的应用[J].电子科技，2010， （12）：122-123.

[4]姚永聪.虚拟现实技术在高职实践教学中的应用探究[J].职教通讯，2012，（15）：64-66.

[5]高志坚，杨梦婷.虚拟现实在教学中的应用[J].福建电脑， 2009，25（7）：177-178.