VR技术在职业教育教学中的应用研究

栾婷婷　董楠楠　仇晨宇

摘 要：近年来，随着VR等信息技术的不断发展完善，信息技术与职业教育融合的研究不断深入，并且翻转课堂为代表的全新教学模式也开始在职业院校中不断尝试。对于汽修专业来说，行业要求的“理实一体化”目标由于学校教育资源问题，实操机会相对较少。而将VR技术和翻转课堂的教学模式引用进来，就可以弥补传统课堂教学活动的不足，切实提高课堂教学的效率和质量。

关键词：职业教育 VR技术 翻转课堂 汽修专业

Research on the Application of VR Technology in Vocational Education and Teaching—Based on the Flipped Classroom Teaching Mode of Auto Repair Major

Luan Tingting Dong Nannan Qiu Chenyu

Abstract：In recent years， with the continuous development and improvement of information technology such as VR， the research on the integration of information technology and vocational education has continued to deepen， and the new teaching model represented by the flipped classroom has also begun to be tried in vocational colleges. For the auto repair major， the goal of "integration of theory and practice" required by the industry is relatively small due to school education resource problems. The introduction of VR technology and the teaching model of flipped classrooms can make up for the shortcomings of traditional classroom teaching activities and effectively improve the efficiency and quality of classroom teaching.

Key words：vocational education， VR technology， flipped classroom， auto repair professional

1 引言

近年来，虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）教学得到政府的高度重视，国务院印发的《国家职业教育改革实施方案》中提到要“适应‘互联网+职业教育发展需求，运用现代信息技术改进教学方式方法，推进虚拟工厂等网络学习空间建设和普遍应用。”虚拟现实技术能够将现实环境模拟成三维动态模型，使用户不受空间或时间的限制，沉浸到该环境中。应用到教育行业中，通过营造一个“自主学习、人机交互”的教学环境，可提升学生的学习兴趣，增强学生对知识的掌握能力[1]。

随着教育教学改革的不断推进，各类院校教育方式逐渐从以教师为中心向以学生为中心的模式转变，翻转课堂被认为是一种可以让学习化被动为主动的全新的学习方式。翻转课堂重组了学习流程，调整了课堂内外的学习时间，重新分配了不同环节的学习内容，将学习的决定权从教师转移给学生[2]。美国TALBERT Robert教授曾对翻转课堂教学方式的组织模式进行了总结：“翻转课堂主要可以分为课前、课中、课后3个阶段，并通过这3个阶段进行知识的强化和内化。”职业院校是以促进就业为导向，在学习文化知识的基础之上，更加强调技术技能培养的学校，其学习方式更加灵活多样，注重培养学生的实践与操作能力。因此针对职业教育，传统课堂、书本教学往往难以取得很好的效果，而组织模式灵活、自主性强、侧重实操的翻转课堂往往能够收到更好的效果。因此翻转课堂是职业教育发展的需要，人才培养的需要[3]。

目前国内外关于VR技术在教育，特别是职业教育领域的主要研究如下：华北理工大学的范津宁基于VR技术开发了一款汽修教学实训系统。武汉职业技术学院的李雪开发了一套在线虚拟实训平台，作为职业院校学生进行实验和仿真的平台。国立巴黎高度矿业学校研发了一套用于复杂机械设备拆装的VR培训系统。爱荷华州立大学设计了一个虚拟培训研究，比较了虚拟训练和传统的体能训练后知识转移的有效性，并进行了知识保留测试。波兹南工业大学提出了多种方法，通过触觉和虚拟现实系统的帮助，为组装操作创建工作场所条件的沉浸式教育模拟。巴西圣保罗大学针对电力线运行和维护提出了一个VR训练模拟器。埃尔多拉多研究所开发了用于电工培训的VR变电站系统[4]。等等。

2 VR技术在汽修专业课堂的需求性分析

从教学资源角度来说，当前多数职业学校由于条件所限，教学资源以台架和二手车为主，数量也极其有限，且需要定期维护、更换等。这使得汽修专业这个理论与实训并重的专业，在一些学校被迫成为了理论课程教学，学生在学习过程中接受实训的机会变得更加困难，动手机会也极为稀少[5]。此外，学生在实操过程中也存在一定的安全隐患。而VR技术需要用到的设备少，学生可以利用手机等移动设备，人手一台，也不需要增加成本;公用的一体机和眼镜成本也非常有限。同时，也不存在任何的安全隐患。

从教学效果角度来说，VR技术的最大特点就是使用者能够在终端感应到最接近真买环境的模拟环境，在浸入式环境打造下，会让其拥有身临其境的感觉。学生在学习汽修专业的课程时，传统的翻转课堂教学模式是通过课前观看二维视频进行知识点学习，这会造成生动性不足、学习积极性不高等问题。而将VR技术融入新的“翻转课堂”，为学生构建身临其境的工作环境，学生对相关知识的摸索能够进一步接近真买状态，对提高学生学习积极性。在课前，将发动机以三維仿真动画的形式呈现，通过简单交互，提高预习效果;在课中，教师通过VR设备边演示发动机的装卸步骤边讲授知识点，并使学生们反复操作练习直至掌握，真正做到“做中教、教中学”;课后，教师布置作业，让学生设计、开发下一节课的VR知识点，在调动学生参与积极性的同时又体现了职业教育的实质——让学生带着项目去学习，真正掌握一技之长。此外，同学们可利用移动端设备随时随地观看VR课程进行巩固复习，打破传统课堂教学的时间、空间限制。可见，在基于VR技术的“翻转课堂”教学模式下，任何一个环节都可以弥补传统课堂教学活动的不足，优化并创新教学模式，切实提高课堂教学的效率和质量。