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虚拟现实技术如何打通实训“最后一公里”?

作者: 陶稳 来源: 新华网 发表时间: 2022-11-23 10:15

数字技术正在影响并重塑职业教育生态——虚拟现实技术如何打通实训“最后一公里”?

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近几年,VR/AR/MR/XR等数字技术凭借可视化、交互性、沉浸式体验等独特优势,在职业教育中的应用日益广泛。要实现其教学效果的最大化,须坚持应用为王,“让师生感到数字化资源确实能用、真的好用、随时爱用”,由此倒逼教育教学改革。

“后舱R2门洗手间失火,我来灭火,你去报告,你来辅助……”近日,在北京市昌平职业学校,航空服务系高三学生董涵奇正戴着VR眼镜、手握操纵柄,进行实训。她告诉记者,这套虚拟仿真设备能模拟机舱内的不同场景,学生根据场景练习标准口令、应急处置流程等,能更快掌握服务技能。

相对于普通教育,职业教育更注重技能操作。近几年,VR/AR/MR/XR等数字技术凭借可视化、交互性、沉浸式体验等独特优势,在职业教育中的应用日益广泛。近日,教育部等5部门联合印发的《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》提出,要在中小学校、高等教育、职业学校建设一批虚拟现实课堂、教研室、实验室与虚拟仿真实训基地,开发一批基于教学大纲的虚拟现实数字课程。

中国教育科学研究院职业教育与继续教育研究所助理研究员王敬杰表示,在职业学校,虚拟现实技术在危险性高、现场安排实习困难以及教学中涉及难以理解的复杂结构等专业领域应用较多,有利于满足学生操作训练需求,同时通过沉浸式感官体验进一步激发学生学习兴趣。

从讲授模式到沉浸式学习

“看到模拟场景,感觉自己就在机舱内,按照系统提示一步步操作,就能掌握规范的操作流程。此外,还能在设备上进行模拟考试,针对性也比较强。”董涵奇说。

昌平职业学校航空服务系主任郭婷婷告诉记者,该院VR设备引进于2019年,目前共有3台,实训课上学生分组练习,设备内的操作场景实时投影在大屏幕上,现场师生能对该组学生的操作进行观摩点评,系统也会对每次训练打分。

“服务类专业比较特殊,有的服务内容是无形的,通过数字化设备模拟现实场景,学生能有更沉浸式的学习体验。”郭婷婷说。

2021年8月,教育部职业教育与成人教育司确定了215个职业教育示范性虚拟仿真实训基地培育项目。

江南造船集团职业技术学校教师喻兴文在接受记者采访时说,随着造船技术的发展,船舶体积越造越大,内部结构也日益复杂。2015年起,该校开始探索建设船体装配数字化教学模式,并在接下来几年时间里搭建起“船舶制造虚拟工厂”。

“在开发这套设备前,教学模式以教师讲、学生听为主,效率较低。大多数学生入校前对船舶缺乏认知,时常一个知识点需要反复讲解好几遍。”喻兴文说道,现在学生戴上VR眼镜,能跟着教师在船舶内部进行三维虚拟漫游,理解起来更加立体和形象。

新技术正在影响并重塑职业教育生态

黄云是江南造船集团职业技术学校焊接技术应用专业的高二学生,他告诉记者,刚入学时看到焊接时发出的光会感到恐惧,操作不当还容易烫伤。“在虚拟仿真实训设备上训练,不仅能提前了解掌握焊接工艺、流程、设备参数、焊接姿势等,还能减少因操作不熟练导致的伤害。”黄云说。

喻兴文表示,虚拟仿真设备还有利于解决实训设备数量不足、教学时长有限等问题。“一般实训课程,班额在40人左右,配备两名实训教师,引入虚拟仿真设备前,学生可能每节课只能训练一两次,教师指导机会有限,当使用仿真实训平台后,学生能反复训练,把基本功打扎实。”

教育部发布的《职业院校数字校园规范》明确指出,仿真实训资源分为实验软件、实训软件和实习软件,分别针对性解决培养学生分析问题与解决问题的能力、熟悉操作和技能养成、缓解下厂实习难等问题。与此同时,新技术进入职业教育领域,也在学习环境、人才培养模式、教育治理方式等方面进行着深层次影响并重塑职业教育生态。

郭婷婷介绍说,除了在课堂使用虚拟仿真设备进行实训,一些技能大赛、职业技能等级考试等也越来越多地使用这类设备,“新技术的使用也对教师的教学工作提出新的挑战。在使用虚拟仿真设备时,教师自己要先对设备的设计有清楚的了解,才能引导学生掌握使用技术,有助于教师提高数字素养”。

2021年,江南造船集团职业技术学校入选教育部高新舰船制造虚拟仿真实训基地,目前基地的“船舶制造虚拟工厂”已经能为船体修造、焊接、安装与维修等9个专业的学生提供实训。

“教师在课堂上引导学生使用船舶仿真实训软件、船舶结构教学平台等手段,进行自主探究、合作学习,教学模式从‘讲——演——练’转变为任务式,充分调动了学生积极性。”喻兴文说。

须坚持应用为王

王敬杰表示,目前数字化技术的应用对职业教育通识类、专业类和实训实践类等课程类型进行有效覆盖,并在一定程度上实现了不同地区、学段、学校、专业的师生共享优质数字教育资源。

“但目前来看,虚拟仿真设备需要配套较高的软硬件设施,需要及时对系统进行改造升级,教育成本和受教育成本相对较高。因此,其在职业学校中尚未得到有效普及。”王敬杰认为。

21世纪教育研究院院长熊丙奇提醒说,虚拟现实技术的应用,在一定程度上解决了一些职业院校实习实训场地不足问题,学生能感受实际操作,但是虚拟仿真设备不能作为实习实训的替代品,而应该是辅助学习器具。

此外,职业学校要避免打着教育改革创新旗号,做表面的形象工程,应该关注实际使用效果,注重提高学生培养质量。

今年5月,教育部部长怀进鹏在国家智慧教育平台试点工作推进会上明确指出:“要坚持应用为王,让师生感到数字化资源确实能用、真的好用、随时爱用。”把师生应用数字化资源多不多、好不好、深不深作为评价教育教学效果的重要依据,由此倒逼教育教学改革。

根据在职业院校的多年工作经验,喻兴文认为,职业院校引进虚拟仿真设备需要有一定的规划,避免盲目。引入仿真教学后产生的数据,需要及时存储、收集和分析,对学生练习效果进行评估,实现教学效果的最大化。(记者 陶稳


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李立
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