AR和VR技術(shù)在職業(yè)教育信息化的應(yīng)用研究

陳曦

（武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430205）

0 引言

目前隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)逐步在各個(gè)層級的學(xué)校教育中應(yīng)用各種信息化手段來提高教學(xué)水平，教育信息化的各種手段已經(jīng)逐步引起學(xué)校教育的重視和廣泛使用。而職業(yè)教育相比基礎(chǔ)教育、高等教育等，其重點(diǎn)在于對學(xué)員的實(shí)踐技能的提升，理論知識(shí)學(xué)習(xí)僅是為了學(xué)生更好的掌握實(shí)踐能力，傳統(tǒng)職業(yè)教育的信息化手段，更多的是作為學(xué)校教育的一種補(bǔ)充，一些必要的實(shí)踐課程要求師生有充分的交互以及完善的實(shí)踐設(shè)施，但往往存在基礎(chǔ)設(shè)施有限，學(xué)生實(shí)踐較少的問題，而當(dāng)前信息化技術(shù)中AR和VR技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真可以有效填補(bǔ)教學(xué)實(shí)踐資源稀缺的空缺，那么研究如何通過AR（Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、VR（Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)來提升職業(yè)教育信息化建設(shè)水平，保障職業(yè)院校教學(xué)計(jì)劃的有效實(shí)施具有極強(qiáng)的必要性和可行性。

1 意義

AR和VR技術(shù)在職業(yè)教育信息化的應(yīng)用研究具有以下實(shí)際意義：

1.1 符合當(dāng)前職業(yè)教育信息化的實(shí)際需求

職業(yè)教育是讓受教育者獲得某種職業(yè)或生產(chǎn)勞動(dòng)所需要的職業(yè)知識(shí)、技能和職業(yè)道德的教育，其區(qū)別于普通教育的最大特點(diǎn)是，職業(yè)教育的實(shí)踐比重相對較大，更加注重動(dòng)手、操作能力，所學(xué)的理論知識(shí)也大多是為了輔助實(shí)踐的。目前職業(yè)教育中，實(shí)踐教學(xué)需要特定的場地和設(shè)施，而并不是所有職業(yè)學(xué)院都具備充足的基礎(chǔ)實(shí)踐場地和設(shè)備供學(xué)生進(jìn)行充分的教學(xué)實(shí)踐，這會(huì)極大影響學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)[1-2]。而AR、VR等技術(shù)的跨時(shí)間、空間的特性，有利于解決實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐資源缺失的問題，所以合理的設(shè)計(jì)基于AR、VR技術(shù)的職業(yè)教育實(shí)踐課程，是完全符合當(dāng)前職業(yè)教育信息化的實(shí)際需求的[3]。

1.2 為老師提供更好的信息化職業(yè)教育的方法

一般情況下，職業(yè)教育的信息化方式是作為老師授課的一種輔助手段，但目前已經(jīng)變成教學(xué)的主要手段，如何更好地向?qū)W生傳授準(zhǔn)確詳細(xì)的教學(xué)課程，是當(dāng)前各位職業(yè)教育老師所面臨的一大挑戰(zhàn)。通過AR、VR互動(dòng)式教學(xué)，有充分的技術(shù)條件來讓老師與學(xué)生實(shí)現(xiàn)在虛擬空間上的互動(dòng)，從而提升教學(xué)效果。通過研究可以為職業(yè)教育者提供一種VR、AR教學(xué)的方法思路。

1.3 幫助學(xué)生更好地利用信息化教育掌握知識(shí)和技能

學(xué)校實(shí)訓(xùn)課程場景、企業(yè)、工廠實(shí)踐課程機(jī)會(huì)有限，使得職業(yè)學(xué)院的學(xué)生無法有效去加強(qiáng)動(dòng)手能力，這也會(huì)影響職業(yè)教育所培養(yǎng)的學(xué)生在畢業(yè)上崗后的技能水平。而通過AR、VR課程，可以作為實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐課程有限的一種補(bǔ)充，能夠幫助學(xué)生更好的掌握知識(shí)和技能。

故而，研究明確職業(yè)院校如何在教育信息化中引入和建設(shè)相關(guān)AR、VR教學(xué)資源則具備重要價(jià)值。

2 問題及建議

2.1 問題

通過研究，可以發(fā)現(xiàn)在職業(yè)教育中雖然信息化手段在逐步深入，但依然存在一些問題：

（1）職業(yè)院校存在實(shí)訓(xùn)資源有限的痛點(diǎn)，場地、項(xiàng)目、設(shè)施的有限，直接影響學(xué)生教學(xué)實(shí)踐的參與強(qiáng)度，缺乏有效的信息化手段支持。不同類型的職業(yè)教育實(shí)踐課程，根據(jù)性質(zhì)不同有的有場地要求（比如服務(wù)類等），有的有設(shè)備要求（比如工業(yè)加工、軌道交通等），同時(shí)對實(shí)踐物料存在一些要求（比如食品加工、機(jī)械制造等）[4]。而現(xiàn)有的職業(yè)院校在實(shí)踐課程中，有一種方式就是通過建設(shè)實(shí)訓(xùn)室，將與實(shí)際學(xué)習(xí)內(nèi)容需要的環(huán)境在某一場景中進(jìn)行布置，由學(xué)生按課程安排進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn)，但這種情況對于學(xué)校場地、資源要求均較高，實(shí)訓(xùn)室有限，這就造成有些學(xué)校無法給學(xué)生安排充分的實(shí)踐學(xué)習(xí)。

（2）教育信息化手段在教學(xué)應(yīng)用中較為有限，主要應(yīng)用在理論教學(xué)和部分實(shí)訓(xùn)課程中，且對教學(xué)效果的提升不夠明顯[5-6]。目前主流的教育信息化手段典型的有教學(xué)管理流程信息化、學(xué)生理論教育信息化（比如網(wǎng)絡(luò)考試、網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)授課等），基于電子屏幕的電子化授課，但這些方式僅是將原有的黑板授課、紙質(zhì)管理等教學(xué)手段變成信息化方式的展現(xiàn)，有極大的應(yīng)用價(jià)值，但對于職業(yè)教育本身沒有帶來充分的促進(jìn)作用。

（3）沒有將AR、VR等增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效應(yīng)用在職業(yè)能力培養(yǎng)中，缺乏充分的職業(yè)教學(xué)應(yīng)用。職業(yè)教育信息化的過程中，目前還沒有將虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。比如通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，可以模擬實(shí)訓(xùn)課程中的場景、物資、流程，可以節(jié)省極大的教學(xué)資源。

（4）職業(yè)教育領(lǐng)域缺乏優(yōu)秀的AR、VR互動(dòng)教學(xué)資源，教育者與AR、VR技術(shù)設(shè)計(jì)者缺乏有效溝通，無法快速推動(dòng)AR、VR技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用。目前在職業(yè)教育信息化過程中，職業(yè)院校一般都是對傳統(tǒng)信息化手段比較理解，且這些技術(shù)手段由于只是基于原有教學(xué)方式的改進(jìn)，便于院校的理解，但AR、VR技術(shù)存在一定的技術(shù)臺(tái)階，理想化的AR、VR教學(xué)課程需要老師和AR、VR技術(shù)從業(yè)者共同進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)作，而這兩者之前基本不會(huì)存在交集。

2.2 建議

基于本研究，建議職業(yè)院校在加深信息化建設(shè)的過程中，要重視AR、VR與教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)研究，從實(shí)際角度，建議從以下幾個(gè)方面考慮：

（1）職業(yè)院校在信息化建設(shè)過程中要加強(qiáng)對AR、VR技術(shù)的應(yīng)用，積極與AR、VR企業(yè)開展合作，共同進(jìn)行AR、VR實(shí)踐課程的研究與設(shè)計(jì)。AR、VR技術(shù)存在一定的技術(shù)臺(tái)階，理想化的AR、VR教學(xué)課程需要老師和AR、VR技術(shù)從業(yè)者共同進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)作，而這兩者之前基本不會(huì)存在交集，所以就需要職業(yè)院校在信息化過程中積極與相關(guān)技術(shù)企業(yè)進(jìn)行溝通，通過合作研究的方式，形成符合自己的AR、VR技術(shù)應(yīng)用。

（2）可以通過局部試點(diǎn)、重點(diǎn)推廣的方式，逐步設(shè)計(jì)論證AR、VR教學(xué)課程的設(shè)計(jì)，將該技術(shù)作為教學(xué)實(shí)踐資源的一種補(bǔ)充。任何一種新技術(shù)的應(yīng)用都需要一個(gè)實(shí)踐和驗(yàn)證的過程，基于最小代價(jià)實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值的原則，職業(yè)院校可以通過先進(jìn)行小范圍的AR、VR課程設(shè)計(jì)試點(diǎn)，通過不斷改進(jìn)達(dá)到符合要求后再來推廣擴(kuò)大，這樣可以盡量降低這一教學(xué)改進(jìn)方式帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）積極號召教師參與AR、VR在教學(xué)應(yīng)用中的研究，申報(bào)政策扶持資金以加快新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。職業(yè)院校需要積極鼓勵(lì)教師主動(dòng)圍繞AR、VR技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐課程中的研究，發(fā)動(dòng)廣大教師的力量，集思廣益，尋找符合自身教學(xué)實(shí)踐課程的應(yīng)用方式，同時(shí)在符合政策要求的情況下，申請政府教育基金來推動(dòng)研究的進(jìn)行。

3 應(yīng)用展望

3.1 促進(jìn)職業(yè)教育與AR、VR技術(shù)的有效結(jié)合，可以提升職業(yè)教育信息化水平

職業(yè)教育信息化已經(jīng)從傳統(tǒng)的教學(xué)輔助手段，變成了常態(tài)教學(xué)方式。這種情況下，職業(yè)教育信息化具備常態(tài)化高水平教學(xué)能力已經(jīng)變得非常重要[7]。提升職業(yè)教育信息化水平，使之具備跨空間、跨時(shí)間的教學(xué)適應(yīng)性，就必須要考慮引入AR、VR的授課方式，所以研究該技術(shù)結(jié)合授課內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式就具備了極大的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 有利于幫助職業(yè)教育老師能夠找到一種合適的方式將AR和VR技術(shù)應(yīng)用在知識(shí)傳授中

一方面，通過該研究，發(fā)現(xiàn)老師在信息化教育中面對AR、VR技術(shù)時(shí)所面臨的困難。另一方面，為教師所面臨的困難，提出解決辦法或建議，以促進(jìn)職業(yè)院校教師在信息化教學(xué)中對AR和VR技術(shù)的使用，加快教學(xué)資源的積累。

3.3 研究一種符合職業(yè)教育適于廣泛推廣的AR、VR教學(xué)資源載體和實(shí)現(xiàn)方法，以加快職業(yè)教育信息化與高新技術(shù)的結(jié)合信息化教育本身是存在一定的載體，比如電腦、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等，專業(yè)的AR、VR設(shè)備較為昂貴，研究的目標(biāo)是要找到一種合適的方式，能夠直接利用手機(jī)即可以實(shí)現(xiàn)AR、VR教育，同時(shí)又能讓學(xué)生通過該方法充分掌握知識(shí)。

4 結(jié)語

總的來說，AR、VR等新型技術(shù)是職業(yè)教育信息化建設(shè)不斷深化過程中的重要技術(shù)應(yīng)用方式，而且對于職業(yè)教育來說，理論結(jié)合實(shí)踐是教學(xué)的重中之重，而AR、VR技術(shù)通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以有效彌補(bǔ)職業(yè)教育中教學(xué)實(shí)踐資源的稀缺問題，能夠成為實(shí)踐教學(xué)手段的一種重要補(bǔ)充，所以職業(yè)院校信息化建設(shè)中應(yīng)該加強(qiáng)對AR、VR技術(shù)應(yīng)用的重視，要從認(rèn)知培養(yǎng)、資源籌措、技術(shù)合作等多個(gè)維度，逐步建立起符合自身教學(xué)規(guī)劃和要求的課件體系，以提升整個(gè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的教學(xué)實(shí)踐水平，以此發(fā)揮AR、VR的技術(shù)價(jià)值，將其真正應(yīng)用到職業(yè)教育的實(shí)踐課程教育中。