淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中職教學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展

唐一村

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是將仿真技術(shù)、計算機圖形學(xué)人機接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)有機結(jié)合起來的一門交叉技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（簡稱VR）主要包括模擬環(huán)境、感知、傳感設(shè)備等方面。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要通過人的視覺、聽覺、位覺來建立一個基于現(xiàn)實實物而又脫離現(xiàn)實的環(huán)境，通過傳感器接受人體軀干、四肢的相對位移，以計算機為核心，將對圖像、聲音、振動等信號的處理反饋給參與者，使參與者不僅能感知環(huán)境的變化，同時也能感知自身的行動對整個虛擬環(huán)境的影響。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸性、交互性和構(gòu)想性的特點。沉浸性是指參與者沉浸在由虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)備產(chǎn)生的虛擬環(huán)境中，根據(jù)不同參與者的視覺、聽覺、心理感受產(chǎn)生不同的、獨一無二的虛擬環(huán)境，并成為虛擬環(huán)境的一員，如同在現(xiàn)實世界中一樣運動；交互性是指參與者與虛擬環(huán)境中的對象發(fā)生交流，達(dá)到人機互動；構(gòu)想性是指在計算機圖形學(xué)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)三維立體場景，構(gòu)想出現(xiàn)實中不易觀察或者很難長時間存在，卻只能存在于人們想象中的情景。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中職教育教學(xué)方面的應(yīng)用

1.傳統(tǒng)的中職教學(xué)模式的缺陷

中職學(xué)校在教學(xué)方面相對于普通高中而言，更傾向于對學(xué)生專業(yè)知識與技能的培養(yǎng)，這也是整個國家人才教育體系要求的一個反映。而當(dāng)今社會大眾對職業(yè)教育的認(rèn)識有一定的偏見和錯誤，一個國家的人才需求可以分為兩個大的方面：一方面是研究型人才，一方面是技能型人才，二者是平等、統(tǒng)一的。從個體角度而言，如何進(jìn)行這兩種不同的教育，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的興趣以及本身的潛力來選擇。而現(xiàn)實中，無論是學(xué)生、家長，還是社會大眾往往會依照中考分?jǐn)?shù)的高低來劃分學(xué)生，進(jìn)入中職學(xué)校學(xué)習(xí)職業(yè)技能的往往是成績較差的學(xué)生，這部分學(xué)生有幾個共同的特點。

第一，對學(xué)習(xí)失去興趣。這部分學(xué)生在義務(wù)教育階段，因成績差、紀(jì)律差等因素而被教師、同學(xué)邊緣化，從而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。

第二，學(xué)習(xí)習(xí)慣差。這部分學(xué)生往往上課時一拿起書本就就想睡覺，不能自覺、一心一意地學(xué)習(xí)，沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

第三，學(xué)習(xí)能力差，因為智力因素、家庭環(huán)境、性格因素等原因，這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)能力相對較弱，考試成績、作業(yè)成績從側(cè)面證明了這一點。

傳統(tǒng)的職業(yè)教育，雖然經(jīng)歷了課程化改革、信息化改革，多種形式的教育在課堂里得到運用，但是究其根本還是學(xué)生在教室里聽講、教師在講臺上講授，故存在幾個問題。

第一，在教學(xué)資源方面，雖然有實訓(xùn)課程可以練習(xí)實踐，但不同學(xué)校的教學(xué)資源不一樣，經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)教學(xué)資源相對豐富，而經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)可能無法滿足學(xué)生實訓(xùn)的需求，而且這個現(xiàn)狀是無法在短時間內(nèi)改變的。

第二，在教學(xué)形式方面，雖然有實訓(xùn)課程，但是在理論教學(xué)部分，還是運用傳統(tǒng)的PPT、黑板、課本等，學(xué)生的參與感、主體作用體現(xiàn)的不明顯。

第三，在師資隊伍水平方面，教師雖然每年都在進(jìn)行培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和交流，但在某領(lǐng)域，名師仍然是稀缺的，一位名師在一個時間段只能給一個班級上課，而中職學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣較差，很少上網(wǎng)尋找名師的教學(xué)視頻自主學(xué)習(xí)。

2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中職教學(xué)中的應(yīng)用

首先，虛擬教學(xué)的理論依據(jù)。認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的一個重要分支——建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識不是通過教師的傳授而獲得的，而是學(xué)習(xí)者在一定的情景下借助其他人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過建構(gòu)的方式獲得的。建構(gòu)主義環(huán)境包含四大要素：情境、協(xié)商、會話和意義建構(gòu)。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論中，強調(diào)創(chuàng)設(shè)真實的情境，把創(chuàng)設(shè)情境看作學(xué)習(xí)必要的前提，如果教學(xué)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，就會使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的效果，促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行深刻而全面的理解，這就是真正的意義建構(gòu)?，F(xiàn)代教學(xué)強調(diào)人的主體性，要求學(xué)生主動參與教學(xué)過程。教學(xué)改革的目標(biāo)是實現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化，提高教學(xué)效益和質(zhì)量，全面提高學(xué)生素質(zhì)。然而，教學(xué)現(xiàn)代化不僅是設(shè)備的現(xiàn)代化，還包括教學(xué)觀念的現(xiàn)代化、教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化以及教學(xué)手段的現(xiàn)代化。在現(xiàn)代教學(xué)中，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)易于實現(xiàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

其次，虛擬現(xiàn)實技術(shù)對中職教學(xué)形式的改變。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將改變傳統(tǒng)的中職課堂教學(xué)。從空間上，學(xué)生和教師不再局限于教室，也不必理論、實踐分開教學(xué)，教師可以課前做好虛擬實景。例如，建筑類專業(yè)要上一節(jié)關(guān)于樓房給排水管道安裝的課程，傳統(tǒng)教學(xué)會講授不同管道的特點、工具使用、設(shè)計安裝規(guī)范理論等，學(xué)生學(xué)習(xí)起來很枯燥，不能引起共鳴。而利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生、教師可以模擬不同材質(zhì)的管道在不同環(huán)境中的特性，虛擬安裝管道，教師可以模擬違反操作規(guī)范引起的后果。例如，下水管道未安裝存水彎，虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)備就可以模擬管道內(nèi)的臭氣、有害昆蟲、細(xì)菌等進(jìn)入房間的場景；安裝了存水彎后，就把這些擋在了下水管內(nèi)，使室內(nèi)保持一個干凈的環(huán)境。學(xué)生可以身臨其境地感受，參與感大大增強。包括對設(shè)備、材料乃至樓房有一定破壞性的試驗，在現(xiàn)實實訓(xùn)中是無法完成的，而用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)備就可以模擬場景。另外，在安全演習(xí)、安全教育方面，例如模擬觸電急救，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以用手套內(nèi)的小電極產(chǎn)生靜電，讓學(xué)生有觸電的更真實的感覺，不會讓學(xué)生覺得演習(xí)就是演戲，避免在真的發(fā)生意外時無從下手，慌不擇路，同時也避免了一些實驗對學(xué)生的危害，使實訓(xùn)更安全可靠。

而醫(yī)學(xué)類專業(yè)則可以運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，真正做到使學(xué)生零距離地觀摩手術(shù)的整個過程，甚至比在手術(shù)臺旁邊看得更清楚，做到學(xué)校與醫(yī)院無縫對接。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以解決優(yōu)秀教師資源稀缺的問題，一個可容納40人的教室，在使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)備后，可以讓遠(yuǎn)在千里之外的學(xué)生在同一時刻上同一節(jié)課，而教師的工作量沒有增加，學(xué)校的教室、桌椅、黑板等設(shè)施也沒有增加，但是教學(xué)對象和教學(xué)規(guī)模卻成倍地增加了。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中職教學(xué)中的發(fā)展

1.虛擬課堂

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，教師和學(xué)生甚至可以不必在規(guī)定教室內(nèi)上課，學(xué)生可以在家里、戶外，甚至在任何能連接互聯(lián)網(wǎng)的地方學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)環(huán)境可以隨機變動，每個學(xué)生都可以根據(jù)自己的喜好自行布置學(xué)習(xí)環(huán)境。教師與學(xué)生的距離也會拉近，學(xué)生會感覺教師就在面前和自己對話，手把手地教自己該怎么做，學(xué)生也不必因看不清黑板、聽不清教師講話而喪失學(xué)習(xí)興趣。一個教師可以同時教成百上千的學(xué)生，實現(xiàn)了教師資源的充分共享。

2.虛擬實驗室

傳統(tǒng)的實驗室設(shè)備給學(xué)生的感覺往往是數(shù)量少、更新慢，因為是教學(xué)用具，設(shè)備的更新很難與當(dāng)下的先進(jìn)設(shè)備同步，往往要落后1～2代產(chǎn)品，而虛擬實驗室則可以讓學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)備進(jìn)入先進(jìn)的大公司，零距離地參觀先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，在虛擬實驗室中大膽地實現(xiàn)自己的想法，不再有所顧忌，學(xué)校也無需為了投入資金更新實驗設(shè)備而發(fā)愁。

3.虛擬校園

在虛擬校園中，學(xué)生的學(xué)習(xí)將更加多元化，學(xué)生在聽講過程中如果對某個問題感興趣，就可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)走進(jìn)虛擬圖書館，或者上網(wǎng)查閱相關(guān)的書籍，滿足對知識的渴求，學(xué)校各方面的資源將更透明化，學(xué)生可以自由選擇。

四、小結(jié)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)的實踐性和創(chuàng)造性方面，將為學(xué)生提供了一個更加自主、交互和直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境，也為教學(xué)的創(chuàng)新提供了可能性，豐富了教學(xué)的形式。隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，虛擬現(xiàn)實技術(shù)必將獲得更加廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。而在中職教育教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一個新的教學(xué)方式，必將憑借其強大的教學(xué)優(yōu)勢和潛力更好地服務(wù)于教學(xué)，在教學(xué)過程中廣泛應(yīng)用并發(fā)揮重要作用。

（作者單位：嘉興市建筑工業(yè)學(xué)校）