虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)教育中的應用研究綜述

徐英萍

摘 要：嚴格按照內(nèi)容分析法要求及步驟，對主題為虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)教育中的應用相關期刊論文進行分析，并作簡要文獻綜述。總結虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)教育中應用的兩大重心，并預測其研究趨勢。目的在于梳理國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)教育中應用的研究脈絡，找出研究重點及不足，為后續(xù)相關研究提供參考。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術;高等職業(yè)技術教育;期刊論文;內(nèi)容分析法

DOI：10. 11907/rjdk. 201232 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

中圖分類號：TP301文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2020）007-0281-04

A Summary of the Research on the Application of Virtual Reality Technology in Higher Vocational Education

XU Ying-ping

（Department of Electronic and Information Engineering， Qingyang Vocational and Technical College， Qingyang 745000， China）

Abstract： In this paper， according to the requirements and procedures of the content analysis， the application of virtual reality technology in vocational education is analyzed in detail， and a brief literature review is made. This paper summarizes and analyzes the research contents about the application of virtual reality technology in the vocational education and other research aspects， and forecasts the research trend on this basis. The purpose of this paper is to review the domestic research on the application of virtual reality technology in the vocational education， to find out the research focus， and to summarize the related research contents and the shortcomings of the research. It provides reference for further research of the related content.

Key Words： virtual reality technology; higher vocational and technical education; journal paper; content analysis

0 引言

教育部《2019年教育信息化和網(wǎng)絡安全工作要點》提出要“推動大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術在教育教學中的深入應用”。以大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能技術為代表的新一代信息技術在教育領域的廣泛應用，引發(fā)了教育理念、教學方法、學習方式等各方面的變革。其中，虛擬現(xiàn)實技術為教育發(fā)展帶來了全新機遇，它是20世紀末出現(xiàn)的一種具有強大三維顯示的高性能綜合性計算技術，讓使用者擁有“身臨其境”的沉浸感[1]。虛擬現(xiàn)實技術可以使學習者在特定的虛擬環(huán)境中掌握學習內(nèi)容，解決傳統(tǒng)課堂中情境性、互動性、個性化、沉浸性不強等問題。職業(yè)教育是一種面向職業(yè)崗位、注重技能培養(yǎng)的就業(yè)能力教育，強調(diào)實踐性。在職業(yè)教育教學過程中，實訓場地、設備設施、污染、安全、不可再現(xiàn)等因素，導致實踐教學效果不理想。因此，虛擬現(xiàn)實技術多感知性、存在感、交互性及自主性的特點，正好能夠滿足高等職業(yè)教育中對仿真教學資源的訴求，也決定了其應用于職業(yè)技術教育的必要性。

分析文獻可知，國外對虛擬現(xiàn)實技術在職業(yè)教育中的應用研究主要集中在利用虛擬現(xiàn)實技術改進教學方法、營造學習環(huán)境，及其在工程類、醫(yī)學類和地理類等學科的具體應用上;國內(nèi)對虛擬現(xiàn)實技術在普通教育中的應用研究主要集中在虛擬現(xiàn)實技術應用于學科教學實踐、虛擬學習資源建設、虛擬現(xiàn)實應用理論探索、虛擬實訓室建設和校園環(huán)境虛擬仿真等方面。學者們大多認為虛擬現(xiàn)實技術應用于教育教學中，可以極大激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習能力和創(chuàng)造力，并提高其問題解決能力，從而提高教學效果。截至2019年12月底，中國知網(wǎng)以篇名“虛擬現(xiàn)實/VR&教育/教學”模糊搜索，有2 430篇文獻，但是以篇名“虛擬現(xiàn)實/VR&職業(yè)教育/高職教學”模糊搜索，僅有148篇文獻，以“探討”“初探”“淺談”文獻居多。分析這些文獻可知，關于虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)教育中的應用研究尚處于探索階段，其與高等職業(yè)教育教學深度融合還有很長的路要走。本文通過內(nèi)容分析法，對文獻作詳細分析，找出研究重點及不足，為后續(xù)研究提供參考。

1 研究方法與過程

1.1 研究方法

本文采用內(nèi)容分析法，從內(nèi)容抽樣到信度分析，都嚴格按照該方法的要求科學進行。

1.2 研究工具

在研究過程中，相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計和繪圖都使用Excel 2010。

1.3 樣本資料來源

采用來源抽樣方式，選擇在CNKI中進行抽樣檢索。檢索條件：篇名;檢索詞：虛擬現(xiàn)實/VR&高等職業(yè)教育/高職/高等職業(yè)技術教育;匹配方式：“精確”，共抽得有效樣本150篇（已將政策宣傳、新聞廣告、領導講話、通知及由于名稱造成的不相關文獻等去除），其時間跨度為2003年12月—2019年12月。樣本統(tǒng)計情況如圖1所示，樣本分布如圖2所示。

1.4 類目與分析單元

本文將所抽樣本數(shù)量分布、發(fā)表年份和研究內(nèi)容作為研究緯度，其中重點分析研究內(nèi)容。通過對研究內(nèi)容的總體匯總分析，將研究類目概括確定為8個：

（1）相關理論研究。樣本總數(shù)占比21.3%，內(nèi)容涵蓋虛擬現(xiàn)實技術對高職教育的影響、可行性及優(yōu)勢等理論上的分析研究。

（2）教學應用研究。因高等職業(yè)技術教育的教學過程和內(nèi)容突出實踐性和應用性特點，將教學應用研究具體分為一般課堂教學應用研究和實驗實訓應用研究兩個緯度：一般課堂教學應用研究，樣本數(shù)占比44.7%，內(nèi)容涵蓋教學方法探索，如沉浸式教學法、教學實踐應用總結等，涉及的具體學科有醫(yī)學、計算機、英語、食品藥品、建筑、旅游、包裝設計、生物化學、心理學等;實驗實訓應用研究，樣本占比20.7%，內(nèi)容包括實訓基地建設、實訓教學過程、工學結合中的應用等。

（3）學生能力培養(yǎng)。樣本占比5.3%，內(nèi)容涉及學生創(chuàng)造力、自主學習能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及具體學習能力和實踐操作能力培養(yǎng)。

（4）教學模式探索。僅2篇文獻，典型內(nèi)容有沉浸式混合教學模式、體驗式教學模式。

（5）教學效果評價。僅2篇文獻。

（6）虛擬實驗平臺。僅1篇文獻。

（7）虛擬現(xiàn)實教學資源開發(fā)。僅1篇文獻，內(nèi)容為實訓教學資源開發(fā)。

（8）虛擬現(xiàn)實專業(yè)建設。有6篇文獻涉及虛擬現(xiàn)實專業(yè)建設，內(nèi)容包括該專業(yè)建設、具體課程開發(fā)與建設。

1.5 評判記錄與信度分析

選擇兩個評判員對樣本進行評判。經(jīng)分析，評判欄目總數(shù) （文章篇數(shù)） 為 146，其中兩人完全同意的欄目數(shù)為131，故相互同意度K為：

K=2×兩人完全同意的欄目數(shù)÷（甲評判員評判的欄目數(shù)+乙評判員評判的欄目數(shù)）

=2×141÷（150+150）

=0.94

因此，研究信度R為：

R=評判員人數(shù)×相互同意度（K）÷[1+（評判員人數(shù)-1）×相互同意度（K）]

= 2×0.94÷[1+（2-1）×0.94]

≈0.969

研究信度為0.969，證明研究有效[2]。

2 研究結果及分析

2.1 樣本統(tǒng)計分析

通過分析發(fā)現(xiàn)，近年來我國對于虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)教育中的應用研究角度較廣，依據(jù)已定類目將150篇文獻逐一歸類，如表1所示。

在文獻分析過程中發(fā)現(xiàn)，我國對于虛擬現(xiàn)實技術在高職教育教學中的應用研究較少。究其原因可能在于，一是虛擬現(xiàn)實是在近幾年才興起，二是高職院校教育工作者科研成果相對較少。依據(jù)已定類目對樣本文獻進行統(tǒng)計如表1所示，可以看到各類目研究很不平衡，原因可能是相關研究尚處于探索階段，研究也不全面。

2.2 研究內(nèi)容分析

2.2.1 樣本文獻綜述

由圖2可知，從2003年開始，就有學者關注虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)教育中的應用，但2003-2016年，研究熱度未能明顯提升，直到2017才開始快速上升。由此表明，虛擬現(xiàn)實在2016開始受到人們的強烈關注，相關研究者越來越多，研究角度也逐漸增多。探索之初，相關理論性探究和教學實踐應用探索成為熱點。

由表1數(shù)據(jù)及對所有樣本文獻內(nèi)容的具體分析發(fā)現(xiàn)，2003-2016年，研究處于起步探索階段，文獻數(shù)量少，且涉及范圍小，僅僅是相關理論和實踐應用研究，如理論研究以“淺析”“淺談”“初探”“探索”較多，實踐應用包括虛擬現(xiàn)實技術應用于基本技能訓練、實習訓練仿真等，且屬于相對簡單、非系統(tǒng)化的探索應用。2017年開始，文獻量激增，原因是2016年被稱為虛擬現(xiàn)實元年，由于研究過程和雜志正式出版的時間跨度原因，文獻數(shù)量在2017年凸顯出來。與此同時，研究角度開始增多，包括虛擬現(xiàn)實技術對學生能力培養(yǎng)的影響、產(chǎn)生的教學效果評測、系統(tǒng)性實驗平臺開發(fā)、新教學模式探索，以及相關教學資源開發(fā)。雖然文獻數(shù)量不多，但鑒于虛擬現(xiàn)實技術應用于高等職業(yè)教育的必需性和迫切性，相關研究將呈良好發(fā)展態(tài)勢。

2.2.2 重點研究內(nèi)容分析

由表1可以發(fā)現(xiàn)，研究重心主要有兩個：相關理論探索性研究、教學應用研究，共占樣本總量的86.7%。

（1）研究重心之一——相關理論研究。由表1可以看出，虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)技術教育中的應用相關理論研究，在已收錄文獻中占21.3%。分析具體內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)性理論研究不多。李偉群等[3]將虛擬現(xiàn)實技術劃分為4種類型：桌面虛擬現(xiàn)實、沉浸式虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實型虛擬現(xiàn)實和分布式虛擬現(xiàn)實，并在此基礎上提出了高職教育虛擬技術應用理論模型。因處于探索階段，絕大部分都是探索性地分析其優(yōu)勢、淺談性提出其迫切性。通過對相關理論性研究的32篇文獻內(nèi)容做詳細分析，總結出主要包括以下幾點：①應用表現(xiàn)形式理論分析，包括基于虛擬現(xiàn)實技術的實驗室、實訓場地和仿真校園等;②教學影響探討，包括對教學目標、內(nèi)容、方法及師生角色方面的影響等;③功能作用探討，包括節(jié)約資源、避免實驗危險、激發(fā)學生興趣、提高學生動手能力等。

（2）研究重心之二——教學應用研究。由表1可以看出，虛擬現(xiàn)實技術在高等職業(yè)技術教育中的教學應用是研究重心之一，在已收錄文獻中占65.4%，約2/3。由于高等職業(yè)技術教育教學突出實踐性特點，且具體研究內(nèi)容由實踐性很強的課程深入，因此從兩個緯度分析教學應用研究。