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VR的現(xiàn)代遠(yuǎn)程職業(yè)教育教學(xué)及培訓(xùn)平臺構(gòu)建

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VR的現(xiàn)代遠(yuǎn)程職業(yè)教育教學(xué)及培訓(xùn)平臺構(gòu)建

【摘要】本文概括了虛擬現(xiàn)實技術(shù)與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境技術(shù)的特點和優(yōu)勢,提出vr+職業(yè)教育是現(xiàn)代遠(yuǎn)程職業(yè)教育教學(xué)培訓(xùn)改革的突破口,在虛擬環(huán)境中,實現(xiàn)“VR+職業(yè)教育”教學(xué)與培訓(xùn)平臺構(gòu)建,提供學(xué)習(xí)者在虛擬校園環(huán)境中的展示、行走、學(xué)習(xí)等功能,實現(xiàn)受教育者的全面發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù);教育教學(xué);智能化;構(gòu)建

VR是指虛擬現(xiàn)實技術(shù),這是一種通過計算機全系統(tǒng)或部分子系統(tǒng)構(gòu)成的能夠給予受眾者各種感官信息并使其身臨其境的感覺環(huán)境,這種技術(shù)旨在構(gòu)建一種計算機仿真系統(tǒng),能夠更好地使體驗者學(xué)習(xí)、體驗和感知客觀事物,通過利用計算機編程,構(gòu)建一種模擬環(huán)境,實現(xiàn)多元信息的融合式和交互式的多維動態(tài)視景和實體行為仿真系統(tǒng)。在現(xiàn)代遠(yuǎn)程職業(yè)教育中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)是教育技術(shù)發(fā)展史上的一個質(zhì)的飛躍。通過運用VR技術(shù)構(gòu)建的“自主學(xué)習(xí)”環(huán)境,使學(xué)習(xí)者通過自身與信息環(huán)境的交互學(xué)習(xí)方式取代傳統(tǒng)教育理論背景下“教師教,學(xué)生學(xué)”的學(xué)習(xí)方式,這對學(xué)習(xí)者通過多角度立體認(rèn)知的方式收獲知識與技能有極大的幫助。VR+職業(yè)教育是現(xiàn)代遠(yuǎn)程職業(yè)教育教學(xué)與培訓(xùn)改革的突破口,解決了學(xué)習(xí)者看見卻摸不著企業(yè)、浮于崗位之上、不能實操等在社會實踐中的不足,使理論知識與現(xiàn)實問題結(jié)合并解決之,不僅在實踐中豐富和擴大專業(yè)知識領(lǐng)域,更將能夠鍛煉學(xué)習(xí)者的社交能力,從而以積極進取的心態(tài)投入到自己未來的工作和生活中。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境

(一)虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)是虛擬仿真現(xiàn)實技術(shù)的一個重要方向,是以沉浸式、交互式和構(gòu)想性為基本特征的計算機高級人機界面。它綜合利用了計算機圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù),模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能,使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中,并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互,創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過構(gòu)建一個包含客觀物理事物的逼真性的虛擬世界,使體驗者能夠“身臨其境”地感知客觀物理事物,這種感知將能夠有效地突破現(xiàn)實的真實世界帶給人們的時空限制。VR技術(shù)是一種跨越現(xiàn)實世界的虛擬視景技術(shù),是以計算機為核心設(shè)備的通過系統(tǒng)編程構(gòu)建虛擬情景圖形的圖形工作站,如早先的SGI、SUN等公司生產(chǎn)的微機圖形工作站,近幾年異軍突起的具有性價比優(yōu)勢的基于Intel奔騰III(IV)代芯片和圖形加速卡的微機圖形工作站。此外,要使體驗者產(chǎn)生立體視覺效果,圖像顯示設(shè)備是關(guān)鍵的外部接入設(shè)備,如光閥眼鏡、頭盔顯示器和3D投影儀等。其他的外接設(shè)備主要用于虛擬世界和現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)信息交互,如三維鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)手套、運動跟蹤器、語音識別與合成系統(tǒng)、力反饋裝置等。VR技術(shù)應(yīng)用前景廣闊,從早期運用于軍事與航空航天領(lǐng)域,逐漸向民用各領(lǐng)域擴散,在人類社會生活中的影響力不斷加大??茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展賦予虛擬現(xiàn)實世界新的含義。對于虛擬世界,學(xué)術(shù)界學(xué)者從不同角度出發(fā),對此提出了不同的定義,按最早提出虛擬現(xiàn)實概念的學(xué)者J.Laniar的說法,虛擬現(xiàn)實,又稱假想現(xiàn)實,意味著“用電子計算機合成的人工世界”。這個智能世界與計算機信息之間有著密不可分的關(guān)聯(lián),大數(shù)據(jù)信息是實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實世界的必要前提。

(二)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境

環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間,以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。因而,環(huán)境是圍繞某一特定主題而形成的相對概念,是由相對應(yīng)的主體和客體所組成的系統(tǒng)。在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中,學(xué)習(xí)者是主體,虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境是促進學(xué)習(xí)者實現(xiàn)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和全面發(fā)展的,由信息技術(shù)構(gòu)建的各種支持性條件的耦合系統(tǒng)。虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境(IVLEs),即由數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)字環(huán)境和數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng)相結(jié)合,它是數(shù)字圖書館和網(wǎng)絡(luò)檢索平臺交互融合的產(chǎn)物,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,各種教育教學(xué)資源(數(shù)據(jù)平臺、教學(xué)環(huán)境、科研信息、大數(shù)據(jù)平臺、環(huán)境資源和服務(wù)資源)相互融合,為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建一種一站式的檢索、查詢和鏈接的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。

(三)VR教育的創(chuàng)新性特點與優(yōu)勢

1.教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的三維直觀感VR通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建具有生動、直觀、形象為主要特征的3D立體教學(xué)內(nèi)容,取代傳統(tǒng)的以圖書、板書為主的2D教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很容易通過形象思維構(gòu)建立體認(rèn)知體系,有助于學(xué)生對知識點和知識體系的理解和記憶,如學(xué)生可以通過形象可視化的VR教學(xué)內(nèi)容,輕易地將那些如電磁波、電磁場、核子、立體幾何等抽象或無法用肉眼觀察的世界展示出來。2.參與、互動、建構(gòu)在虛擬化的學(xué)習(xí)環(huán)境中,學(xué)生可以使用VR技術(shù),積極參與到教學(xué)過程,積極體驗學(xué)習(xí)內(nèi)容。在學(xué)習(xí)參與過程中,學(xué)生通過VR技術(shù),有效地建立起自身的學(xué)習(xí)體驗和模擬學(xué)習(xí)環(huán)境之間的鏈接,并有效地進行兩者之間的互動,實現(xiàn)自身的相關(guān)經(jīng)歷與學(xué)習(xí)到的知識體系的深度聯(lián)系。因而,VR教育本質(zhì)上是一種學(xué)生的學(xué)習(xí)參與、課堂互動和知識點建構(gòu)的“情境體驗式”建構(gòu)主義學(xué)習(xí),通過體驗、認(rèn)知和建構(gòu)知識,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,實現(xiàn)行動導(dǎo)向為主體的學(xué)習(xí)方式。3.游戲化教學(xué)游戲化教學(xué)是情境教學(xué)模式下的一種快速高效的學(xué)習(xí)方式,但其效果受限于游戲的可視性和互動性程度。VR技術(shù)的發(fā)展,正好適應(yīng)了游戲化教學(xué)對可視性和互動性的需求,通過VR技術(shù),教育工作者可以很自然地設(shè)計出“寓教于樂”的游戲化教學(xué)內(nèi)容,將有助于提高學(xué)習(xí)意愿、激發(fā)學(xué)生興趣、提升學(xué)習(xí)效果。4.減少教學(xué)中的風(fēng)險現(xiàn)代教學(xué)手段中,實驗教學(xué)方法是在教學(xué)過程中經(jīng)常性運用的手段,特別是醫(yī)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科,需要經(jīng)常組織學(xué)生在實驗室進行實驗操作,具有一定的危險性。通過借助VR技術(shù)構(gòu)建虛擬實驗環(huán)境,可以有效地降低實驗教學(xué)中存在的危險系數(shù),同時也能夠保證實驗效果不打折扣。5.促進教育資源均衡化虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境突破傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境中時空不可分割的局限性,將最近或最遠(yuǎn)的學(xué)習(xí)資源通過計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行整合,向?qū)W習(xí)者提供一個不受時間與空間限制的數(shù)據(jù)空間,學(xué)生可以在這個平臺上收獲相關(guān)的教育資源。同時,VR可以通過模擬一個虛擬課堂,將不同地區(qū)的老師和學(xué)生之間拉近距離,仿佛同處一個課堂上課,也能夠讓師生之間達到真實、實時的交流與互動。因此,VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,可以使優(yōu)質(zhì)教育資源的轉(zhuǎn)移變得更加的便捷、快速和低成本,對優(yōu)質(zhì)資源在區(qū)域之間、城鄉(xiāng)之間的流動更加可行,教育欠發(fā)達的地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)習(xí)者也能夠?qū)崟r享受到優(yōu)質(zhì)教育資源,以及與名師之間的交流互動。

二、建立基于VR的現(xiàn)代遠(yuǎn)程職業(yè)教育教學(xué)與培訓(xùn)平臺的必要性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代遠(yuǎn)程職業(yè)教育的教學(xué)領(lǐng)域,并對現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展起到了積極的推動作用。交互技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠全面走向應(yīng)用的核心技術(shù)之一,經(jīng)歷、體驗與感受比被動地接受空洞的說教更加能夠使學(xué)生認(rèn)知知識、感受世界,這其中是有本質(zhì)上的差別。正如一些在教育界有影響力的專家所說:不斷創(chuàng)新與發(fā)展的現(xiàn)代教育技術(shù)的廣泛應(yīng)用,推動了新的教育思維的確立,這種新的教育思維的確立、教育技術(shù)手段的使用,可以解決當(dāng)前我們在科技研究、虛擬教學(xué)、教育娛樂、虛擬實驗等方面無法解決的問題,是對當(dāng)前的教育教學(xué)領(lǐng)域的重大改革,是現(xiàn)代教育技術(shù)實現(xiàn)質(zhì)的飛躍性發(fā)展。

(一)教學(xué)觀念的變化

傳統(tǒng)的教學(xué)觀下,教學(xué)組織形式往往以班級為單位,教師以課堂講授法為主體,體現(xiàn)“傳道、授業(yè)、解惑”的教學(xué)理念,在傳統(tǒng)課堂上,教學(xué)方法是以教師的“教”為主,教學(xué)活動的中心是教師,教學(xué)內(nèi)容與結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法與進度很大程度上由教師來決定,在教學(xué)過程中,學(xué)生的被動性很大。為克服傳統(tǒng)教學(xué)的局限性,現(xiàn)代教學(xué)觀念下的教學(xué)方法更多強調(diào)的是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué),啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)追求教、學(xué)一體,通過教師啟發(fā)式的講授引導(dǎo)學(xué)生的思維活動,以啟發(fā)式的教導(dǎo)激發(fā)學(xué)生的感情認(rèn)知,從而激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性和主動性。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于教學(xué),可以更好地創(chuàng)造學(xué)生主動構(gòu)建知識的環(huán)境,以學(xué)生為主體性的個別化、合作化、自我探究式教學(xué)才能真正取代傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式。在現(xiàn)代教育思想的引領(lǐng)下,許多新的虛擬現(xiàn)實技術(shù)不斷地在嘗試著改進教學(xué)方法。從虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組織形式看,引入到具體教學(xué)實踐活動中的虛擬現(xiàn)實組織系統(tǒng)是非線性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),通過虛擬仿真學(xué)習(xí)環(huán)境提供完善的人機交互功能,并以此為基礎(chǔ),由學(xué)生來主動地參與和構(gòu)建知識體系,促使教學(xué)組織模式由傳統(tǒng)的灌輸式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的建構(gòu)式,將“要學(xué)生學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生主動學(xué)”,同時也將教材由傳統(tǒng)的“教師控制”向“學(xué)習(xí)者控制”轉(zhuǎn)變,這些轉(zhuǎn)變下,教學(xué)內(nèi)容不斷發(fā)生變化,教材內(nèi)容的生動性等外在形式和科學(xué)化的內(nèi)在結(jié)構(gòu)有機結(jié)合起來,不斷推動教學(xué)觀念的改進。

(二)教學(xué)內(nèi)容的變化

在具體的教學(xué)實踐活動過程中,學(xué)生主要通過學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容所傳遞的教學(xué)信息來獲取專業(yè)知識、掌握專業(yè)技能、發(fā)展綜合能力。多媒體虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用使得教學(xué)內(nèi)容在內(nèi)在結(jié)構(gòu)和外在形式上發(fā)生了重大變化,具體表現(xiàn)為:1.內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變化虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)實踐活動中的應(yīng)用也帶來了教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變化。以線性結(jié)構(gòu)進行組織學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)教材和實踐指導(dǎo)教材,其“以教為主”的結(jié)構(gòu),教學(xué)順序性非常強,學(xué)生只能通過被動地接受教師的講授才能獲得準(zhǔn)確的概念、原理和內(nèi)在邏輯關(guān)系,學(xué)生過多地依賴教師的講授,而缺乏學(xué)習(xí)的主動性、積極性和靈活性,因此也不能更好地將已建立的知識結(jié)構(gòu)遷移到新的知識結(jié)構(gòu)。在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境下,信息以多種媒體為媒介,通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)化超鏈接,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)操作體驗,實現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)、在線教室、在線考試等虛擬教學(xué)方式。2.外在形式的變化傳統(tǒng)的實踐教學(xué)以實訓(xùn)課為主要形式,教學(xué)實踐的基礎(chǔ)是學(xué)科的理論知識,在學(xué)生掌握了一定的理論知識后,再開設(shè)相應(yīng)的實踐課,主要是教會學(xué)生正確使用設(shè)備和儀器,對理論知識進行歸納,在實驗基礎(chǔ)上對規(guī)律進行總結(jié)。通過實驗和實訓(xùn)環(huán)節(jié),培養(yǎng)和提高學(xué)生的專業(yè)理論水平、技能技術(shù)水平和動手實踐能力。多媒體技術(shù)具有信息存貯量大的優(yōu)勢特點,可以將教學(xué)內(nèi)容得以有效地表現(xiàn)出來,其多元的有效表現(xiàn)方式和高效的協(xié)同性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單一媒體,特別是虛擬現(xiàn)實技術(shù)環(huán)境下人際交互系統(tǒng),將有利于人才的個性化發(fā)展,可以因人施教、因材施教,有利于高素質(zhì)、全面型人才的培養(yǎng)。

(三)教學(xué)手段的變化

教學(xué)過程中,多媒體VR技術(shù)的廣泛應(yīng)用,有效促使科學(xué)化、高效益化的教學(xué)手段的形成與發(fā)展,具體表現(xiàn)在:1.互動啟發(fā)式教學(xué)傳統(tǒng)的多媒體技術(shù),如幻燈片、投影影像、PPT課件在教學(xué)內(nèi)容演示上較為抽象和枯燥,難以有效開展啟發(fā)式教學(xué)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展,以直觀、形象的視聽覺材料,將學(xué)生帶入到身臨其境的虛擬現(xiàn)實環(huán)境,通過自主控制人際交互系統(tǒng)實現(xiàn)對信息傳送過程中的多重和直接的感官刺激,學(xué)生從而以思維、行為和情感三個方面形成對知識點的理解和掌握。2.發(fā)現(xiàn)式教學(xué)解決問題是發(fā)現(xiàn)式教學(xué)的中心表現(xiàn)形式,在實訓(xùn)、實驗教學(xué)中廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù),將有助于學(xué)生進入問題的情境之中,通過虛擬有針對性的問題情境,以發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題為邏輯線索引導(dǎo)學(xué)生自主探究、合作探究。發(fā)現(xiàn)式教學(xué)構(gòu)建以人類認(rèn)知特點為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu),將內(nèi)含不同媒體信息的各個知識點以及之間邏輯關(guān)系,整合和建構(gòu)成整個教學(xué)內(nèi)容的知識框架。3.協(xié)同工作式教學(xué)所謂協(xié)同工作式教學(xué),是克服傳統(tǒng)教學(xué)手段中師生交流欠缺、學(xué)生之間協(xié)作性較差的局限性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過構(gòu)建模擬課堂,使處于不同現(xiàn)實空間的師生沉浸在同一個虛擬空間中,以協(xié)同操作的方式共同參與到項目的設(shè)計和訓(xùn)練之中,這種教學(xué)手段,與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)最大的區(qū)別在于師生不僅可以有效互動交流,學(xué)生之間共同分組合作參與,培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識和協(xié)同探究能力。4.情境式教學(xué)三維動畫虛擬現(xiàn)實是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的最大特點,虛擬現(xiàn)實技術(shù)能以三維動畫形式將教學(xué)中抽象的概念、原理、實驗過程構(gòu)建和設(shè)立成為一種真實的學(xué)習(xí)情境,通過情境式教學(xué)有效達到教學(xué)目標(biāo)。

三、“VR+職業(yè)教育”教學(xué)與培訓(xùn)平臺的構(gòu)建

(一)VR實訓(xùn)室和職業(yè)體驗中心

通過VR實訓(xùn)室的建設(shè),推動虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展及其在現(xiàn)實社會各領(lǐng)域的應(yīng)用,以VR實訓(xùn)室虛擬現(xiàn)實情景下的實訓(xùn)操作迅速將科研成果得以產(chǎn)、學(xué)、研之間的轉(zhuǎn)化。虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境能夠為學(xué)習(xí)者提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境,如建造企業(yè)經(jīng)營環(huán)境,模擬企業(yè)競爭市場,學(xué)習(xí)者可以通過虛擬環(huán)境體驗鞏固和深化自己的專業(yè)知識體系。親身體驗和感受的主動式交互方式比空洞抽象的被動式說教與灌輸是有本質(zhì)上的差別,將更有說服力。1.跨專業(yè)實驗室建設(shè)比如財經(jīng)類專業(yè)可以實現(xiàn)跨專業(yè)綜合實訓(xùn),其理念是“把企業(yè)搬進校園”,模擬制造企業(yè)和外圍服務(wù)單位(政府機構(gòu)、銀行、工商、稅務(wù)、各類服務(wù)公司等)構(gòu)成的商業(yè)社會,將準(zhǔn)備階段的團隊組建、創(chuàng)建階段的公司注冊到運營管理階段的企業(yè)決策等過程進行模擬,學(xué)習(xí)者可以在虛擬的各類企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境中,將現(xiàn)實社會中的崗位職責(zé)、工作內(nèi)容、管理事務(wù)、單據(jù)票據(jù)等,與符合教學(xué)目標(biāo)要求的業(yè)務(wù)規(guī)則進行結(jié)合,實現(xiàn)無差別化的逼真式企業(yè)經(jīng)營管理與業(yè)務(wù)運作。它實質(zhì)上是一個跨專業(yè)的虛擬仿真實驗??鐚I(yè)教學(xué)活動要求學(xué)習(xí)者在仿真環(huán)境中靈活運用已經(jīng)掌握的專業(yè)知識,不只面向某個專業(yè),而是關(guān)注行業(yè)、企業(yè)、崗位、任務(wù)、流程的體驗,學(xué)習(xí)者實驗即是環(huán)境的體驗,也是完成決策并執(zhí)行崗位任務(wù)的體驗,達到?jīng)Q策、執(zhí)行、體驗三位一體的實踐教學(xué)目的。通過對整個商業(yè)社會的模擬演練,使學(xué)生明白各類型企業(yè)機構(gòu)的社會職能與業(yè)務(wù)模式,清晰認(rèn)知各產(chǎn)業(yè)鏈的上下游結(jié)構(gòu),及各行業(yè)組成機構(gòu)間的競爭與協(xié)同關(guān)系。平臺課程打破各專業(yè)間的壁壘,全面深刻認(rèn)識一個涵蓋制造、物流、金融、零售等多元化、信息化經(jīng)濟社會的商業(yè)模式,使學(xué)生不再集中在單一企業(yè)的某一個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié),而是將企業(yè)內(nèi)部流程與外部環(huán)境相結(jié)合,從一個企業(yè)的業(yè)務(wù)執(zhí)行者上升到企業(yè)戰(zhàn)略的決策者、分析者。2.將VR技術(shù)引進課堂以系列VR軟件為核心,以多款VR設(shè)備為載體,依托教學(xué)實訓(xùn)管理平臺,搭載優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,把復(fù)雜的知識原理以逼真的VR效果展現(xiàn),幫助教師教授傳統(tǒng)教學(xué)手段難以體現(xiàn)的知識點。學(xué)生以小組的形式(2-4人)操作VR設(shè)備,加深理解,與教師進行互動,并進行立體化的虛擬仿真實訓(xùn),沉浸式體驗與演練并存啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,真正實現(xiàn)“教學(xué)做創(chuàng)”一體化。(1)桌面實訓(xùn)區(qū):依托桌面式VR操作平臺,通過手持紅外筆,結(jié)合桌面式全息操作系統(tǒng)可以捕捉到用戶的手部在空間中的位置信息,并對眼前的全息圖像進行交互。采用小組形式,2-4名學(xué)生為一組,每組配置1套設(shè)備,一個學(xué)生主做,其他學(xué)生佩戴非追蹤眼鏡觀看,并進行討論,主做學(xué)生可在組內(nèi)輪換,老師可輔助演示投影到大屏幕上幫助同學(xué)們理解。應(yīng)用領(lǐng)域為機械制造、汽車拆裝、醫(yī)學(xué)解剖等。(2)沉浸體驗區(qū):通過佩戴頭盔搭配手柄,配合空間定位技術(shù)使學(xué)習(xí)者沉浸在真正的體驗之中隨意地走動和操作,獲得身臨其境的游戲和視聽體驗。應(yīng)用領(lǐng)域為人資秘書、酒店管理、保險理財、物流管理等。(3)體感交互區(qū):通過Kinect設(shè)備導(dǎo)入?yún)⑴c者即時動態(tài)捕捉、影像辨識、麥克風(fēng)輸入、語音辨識別等信息,來讓參與者可以操作與互動。應(yīng)用領(lǐng)域為3D動畫、旅游管理等。3.構(gòu)建實訓(xùn)室綜合管理系統(tǒng)實訓(xùn)室綜合管理系統(tǒng)集科學(xué)化的資源管理、智能化的實訓(xùn)管理、便捷性地數(shù)據(jù)統(tǒng)計于一體,可以非常高效、便捷的管理實訓(xùn)室預(yù)約、實訓(xùn)考勤、實訓(xùn)室資產(chǎn)、實訓(xùn)室耗材等,實現(xiàn)實訓(xùn)室科學(xué)化、智能化、系統(tǒng)化管理。通過系統(tǒng)化的管理流程、制度,提升管理效果;科學(xué)的設(shè)備管理,方便設(shè)備整合調(diào)度;智能化的實訓(xùn)預(yù)約、考勤,加強對實訓(xùn)教學(xué)活動的監(jiān)管;及時全面地共享實訓(xùn)室資源信息,提高學(xué)校實訓(xùn)室使用率。與此同時,與智慧大屏顯示系統(tǒng)有效銜接,將相關(guān)數(shù)據(jù)信息、課程影像顯示、遠(yuǎn)程直播互動等功能完美呈現(xiàn)。(1)門戶式的平臺搭建,彰顯實驗室特色風(fēng)采。用戶一次登錄便捷使用實訓(xùn)室各類應(yīng)用,支持實訓(xùn)室門戶界面?zhèn)€性化設(shè)置、用戶分類管理、資訊動態(tài)功能。(2)科學(xué)化的資源管理,方便資源整合調(diào)度。支持實訓(xùn)室實驗設(shè)備、實驗軟件及相關(guān)資源的科學(xué)管理。(3)智能化的實驗管理,加強實驗調(diào)控監(jiān)管??蓪崿F(xiàn)實驗實時監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、實驗室布局、實驗預(yù)約、教學(xué)同步功能。(4)系統(tǒng)化的教學(xué)管理,提升教學(xué)互動效果??蓪崿F(xiàn)課程管理、課表生成、實訓(xùn)作業(yè)、實訓(xùn)考勤、成績統(tǒng)計、教學(xué)分析、資料共享、信息交流等功能。(5)便捷性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,支持全面實驗教學(xué)評估??蓪崿F(xiàn)教學(xué)統(tǒng)計、軟件統(tǒng)計、硬件統(tǒng)計、實驗室使用情況統(tǒng)計等統(tǒng)計信息的查詢。

(二)虛擬大數(shù)據(jù)智慧校園

虛擬現(xiàn)實技術(shù)較為早期的應(yīng)用領(lǐng)域之一是教育培訓(xùn)領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的具體應(yīng)用為虛擬智慧校園,為適應(yīng)各類學(xué)校的多元層次需求,虛擬智慧校園由淺及深的由三個應(yīng)用層面構(gòu)成:一是簡單的虛擬校園環(huán)境,可以向?qū)W員提供基于教學(xué)、教務(wù)、校園文化和校園活動等各方面信息瀏覽;二是以學(xué)員為中心的虛擬遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)平臺,以人性化的平臺服務(wù)向各類高校的分校區(qū)和遠(yuǎn)程教育教學(xué)點提供可移動的交互式遠(yuǎn)程教學(xué)的課程服務(wù)場所與網(wǎng)絡(luò)平臺;三是以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)的開放式、遠(yuǎn)距離的可持續(xù)教育平臺,以提供新技術(shù)和高技能職業(yè)培訓(xùn)為推動地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展。滿足學(xué)校虛擬實驗與實體實驗、校內(nèi)實驗與校外實習(xí)實踐同步管理的開放式實驗教育平臺,以改善原來虛擬實驗與實體實驗教學(xué)管理脫節(jié)的問題,助推虛實結(jié)合、理實一體教學(xué),加強學(xué)校對實踐教學(xué)過程的組織、跟蹤、管理和考核評價,保障實踐教學(xué)質(zhì)量。

(三)建立VR社會培訓(xùn)平臺

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引入使得虛擬培訓(xùn)成為現(xiàn)實。VR社會培訓(xùn)平臺構(gòu)建的虛擬培訓(xùn)環(huán)境向培訓(xùn)者提供一個與真實環(huán)境無差別的學(xué)習(xí)環(huán)境,在這個虛擬環(huán)境中,培訓(xùn)者借助人機交互設(shè)備與虛擬環(huán)境中的所有物件之間進行具有真實沉浸感的交互行為來體驗和操作多種實驗。實現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實平臺為載體的信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互聯(lián)互通,實現(xiàn)師生互動式教學(xué)、自主式學(xué)習(xí),實現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺應(yīng)用為主要內(nèi)容的師生信息化能力互進共長,實現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)環(huán)境、教學(xué)組織、教學(xué)方式、教學(xué)手段在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上的融合。在實訓(xùn)環(huán)節(jié),可以帶領(lǐng)學(xué)生重點研究虛擬環(huán)境的快速三維建模與高效繪制、自然災(zāi)害現(xiàn)象模擬與仿真、多種數(shù)字媒體融合、增強現(xiàn)實等關(guān)鍵技術(shù),并研究這些關(guān)鍵技術(shù)在公共安全事件模擬分析、影視產(chǎn)品制作、游戲動漫生成、數(shù)字媒體的生成、展示、管理、等方面的應(yīng)用開發(fā),以改革教學(xué)方法、手段,實現(xiàn)“教學(xué)做”合一、“手口腦機”并用的實訓(xùn)室管理平臺,學(xué)生可通過平臺的虛擬仿真實訓(xùn)、微課、O2O等提升自主學(xué)習(xí)積極性,結(jié)合搭載的實訓(xùn)室錄播直播系統(tǒng)、學(xué)科資源,將理論融于實踐、課堂融于實踐。

(四)校企合作共建共享VR資源

計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工程的發(fā)展和完善,促使虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷更新,支撐虛擬現(xiàn)實技術(shù)運行的各類硬件設(shè)備生產(chǎn)成本也得以不斷降低,VR技術(shù)在教育教學(xué)、教學(xué)培訓(xùn)領(lǐng)域,其自身強大的優(yōu)勢和潛力不斷顯現(xiàn),越來越受到教育界的學(xué)者和從事一線教學(xué)的工作者的重視和青睞。學(xué)校可依托資深的教育專家團隊、專業(yè)的課程開發(fā)團隊、實力雄厚的研發(fā)團隊,根據(jù)專業(yè)具體的教學(xué)需求匹配對應(yīng)VR設(shè)備,開發(fā)職業(yè)教育等系列教學(xué)產(chǎn)品,提供建設(shè)專業(yè)性需求較強的VR智慧實訓(xùn)室和校級VR開發(fā)與VR實訓(xùn)中心實施方案。校企合作共建共享具有擴展性強、兼容性高的超前的教育教學(xué)資源管理與共享平臺,滿足現(xiàn)代遠(yuǎn)程職業(yè)教育下各學(xué)科、各專業(yè)在實驗教學(xué)中對VR實驗教學(xué)的需求,提高VR實驗教學(xué)的有效性,探尋一條適合校企合作,共建、共享、共管的新模式、新途徑。

(五)建立一支高素質(zhì)的VR教學(xué)師資隊伍

積極打造一支集教育教學(xué)、科研創(chuàng)新、技術(shù)應(yīng)用為一體,人員結(jié)構(gòu)合理配備的高素質(zhì)VR教育教學(xué)師資團隊,以先進教育理念全面提高教師創(chuàng)新精神和實踐能力。以信息化資源建設(shè)與應(yīng)用為核心,建設(shè)信息化實訓(xùn)基地,提升教師的信息化教學(xué)應(yīng)用能力,增強信息化為學(xué)校管理服務(wù)和學(xué)校教學(xué)服務(wù)的水準(zhǔn),讓每位教師擁有豐富的教學(xué)資源來實現(xiàn)教學(xué)夢想,做到建立教師信息化應(yīng)用能力的長效考核機制,并使考核機制常態(tài)化,以多信息渠道構(gòu)建開放式、立體式的教與學(xué)空間,科研先導(dǎo),努力探索信息化環(huán)境下教育教學(xué)的新模式、新方法和新途徑。

(六)建立“VR+職業(yè)教育”教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系

建立學(xué)校教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系,建立基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的職業(yè)教育人才培養(yǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)并分析應(yīng)用,實施虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教學(xué)工作診斷與改進,進行數(shù)據(jù)分析,提供學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量報告。針對國家提出的“高等職業(yè)院校內(nèi)部質(zhì)量保證體系診斷與改進指導(dǎo)方案”工作指導(dǎo),圍繞教學(xué)質(zhì)量提升目標(biāo)以人才培養(yǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為基礎(chǔ),搭建覆蓋教學(xué)、學(xué)生教育、管理與服務(wù)的全面質(zhì)量監(jiān)測平臺,開發(fā)具有質(zhì)量保證、信息、監(jiān)測預(yù)警、績效考核等多功能的信息化系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集、過程實時監(jiān)測、結(jié)果實時診斷,達到及時預(yù)警、及時糾偏、持續(xù)改進的目的,為內(nèi)部質(zhì)量保證體系的有效運行和決策提供強有力的數(shù)據(jù)支持,打造集人才培養(yǎng)工作信息采集、質(zhì)量管理指標(biāo)實時監(jiān)控、質(zhì)量診斷科學(xué)量化功能為一體的教學(xué)質(zhì)量診斷和實時監(jiān)測平臺,推進教學(xué)質(zhì)量診斷與改進。

【參考文獻】

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[5]羅超.職業(yè)教育中運用VR技術(shù)的SWOT分析[J].電子技術(shù)與軟件工程,2016(10). 

作者:吳黎旦 黃煒倩 肖林煒 單位:金華廣播電視大學(xué)

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