中職學校虛擬實踐教學軟件的研究

摘要在國家大力發展職業教育的今天，作為職業教育重要組成部分的實踐教學迫切需要一種更加有效的方法來使學生真正掌握實踐技能。對中職學校虛擬實踐教學軟件的優勢、形式以及存在的問題進行研究。

關鍵詞中職學校；實踐教學；虛擬實踐教學軟件

實踐教學在中等職業教育中起著不可替代的作用。中職學校是以培養職業技能型人才為目標，重視實驗實訓教學，強調學生實踐技能培養的中等教育。實踐教學是中職學校教學的重要組成部分。

虛擬現實就是采用以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶投入到這種環境中，除了有身臨其境的感覺，還可以親自操作、實踐，通過形體、手勢或口令以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互，從而產生等同真實環境的感受和體驗。虛擬實踐教學軟件能夠為中職學校實踐教學提供一種基于計算機的虛擬的實訓平臺，解決實踐教學中突出的實訓設備不足的問題，促進學生們的學習效果。

中職學校實踐教學應用虛擬實踐教學軟件的優勢及形式

虛擬實踐教學軟件應用于實踐教學的優勢

如何最大限度地為社會輸出更多的掌握熟練技能的人才是中職學校實踐教學的主要教學目標。但是，一方面由于一般實訓設備體積比較大，加之價格昂貴，財力一般的學校很難大量購置；一方面很多實驗受到時間、空間的局限，實驗結果往往有很大差異；另外，近年來中職學校的招生規模越來越大，就使得中職學校實踐課程時實訓設備不足，很多實踐性課程變成了由教師演示或單純講授的演示類課程，缺乏實踐性，不利于激發學生的學習熱情。

虛擬現實技術利用計算機技術將現實世界以虛擬的形式再現，從而達到用逼真、共享的資源形象生動地表現教學內容、優化教學過程，有效增加學生的實踐機會，進而達到提高學生的學習效率和教師的教學質量的目的。

綜上，虛擬實踐教學軟件的優勢概括為以下三點。

1）將教學內容呈現得更加生動。虛擬教學軟件能夠將傳統的實踐教學的課堂上以文字、圖片、聲音、視頻、動畫等單調形式呈現在學生們面前的教學內容以三維立體的方式展現，并使學生產生身臨其境的感覺，極大程度地激發學生的學習興趣，從而更好地促進學生的學習效果。

2）彌補客觀教學條件的不足，節約成本。利用虛擬現實技術可以構建虛擬仿真的實驗環境，從而在最大限度地提高學習者技能為最終目標的前提下，能夠節約一些貴重的實訓設備的購置和維護費用，從而極大程度地節約實踐教學的教學成本。

3）不再受時間和空間的局限。借助虛擬實踐教學軟件，中職學校教師在進行實踐教學的時候，將不再受到時間和空間的限制。把本來一瞬間結束的事件慢慢展現在學生面前，學生感同身受，也可以模擬還原某個情境或者場景，使學生們能夠深刻體會課程內容。

虛擬現實技術應用于實踐教學的形式

中職學校教師所進行的實踐教學基于專業知識、職業崗位能力和職業素質結構要求，包括實驗、實習和實訓這三種不同的實踐教學環節，它們同時也是三個不同類型的實踐教學形式，同時也是相互關聯和相通的，各自在實踐教學中完成不同的任務。

目前中職學校教師的實踐教學基于虛擬現實技術的主要包括以下幾種形式。

1）虛擬實驗教學。虛擬實驗教學是指因教學條件有限等原因無法正常進行的實驗，依據虛擬現實技術的相關原理構建的一個虛擬實驗環境，學習者通過視頻窗口觀察或者操作實驗過程，了解實驗結果（圖1）。

2）虛擬技能培訓。虛擬技能培訓是指利用虛擬現實技術和計算機多媒體技術，創造一個接近真實的訓練環境，使學習者身處其中，自己動手操縱儀器，獲得操作經驗，掌握實踐能力。利用虛擬現實技術可以克服天氣、場地、器械、經費等各種條件的限制，使這種專業技能培訓更加安全，且成本較低，可以循環反復操作，適合大范圍推廣（圖2、圖3）。

目前虛擬實踐教學軟件應用于實踐教學的一些問題

虛擬現實技術雖然具有一些傳統教學方式無法比擬的優點，但它并不能完全取代具體的真實的操作，它只是一種學習輔助手段，例如，從交互的真實性方面考慮，其學習效果與真正的動手操作還是有差距的。

相關硬件設施難以到位，軟件開發技術亟待提高

一方面由于虛擬現實技術是一種新興的技術，其應用的相關設備局限性大；這些設備在使用時難以達到虛擬現實系統所需的要求，效果有待改進，因此也限制了推廣使用。另一方面由于多數虛擬現實系統軟件存在語言專業性較強、通用性較差、易用性差等缺點，因此軟件所能實現的效果逼真度、自然交互性不夠、許多算法及相關理論與技術有待解決。

教師觀念急需改變，學生素質參差不齊

教師是教學過程的主導，虛擬現實系統要求教師具有熟練的多媒體操作水平和現代教育理念，以適應教學的需要。與此同時，教學過程的主體是學生，他們的學識水平、技術能力、理解力、自控力直接決定了虛擬教學軟件的實際使用效果的差異。

一些真實問題難以模擬，影響學生創新能力提高

虛擬現實技術在理論上是可以使學生的解決問題的能力和創新能力得以提高的，可是實際上由于虛擬現實技術模擬的實驗已經局限于預先設置的情境和程序之內了，學生只能進行固定操作得到固定結果。

結束語

虛擬實踐教學軟件可將理論具體化、直觀化，活躍課堂氣氛，達到優化教學過程、提高教學質量的目的。但就像其他新興技術一樣，也是許多相關學科領域交叉、集成的產物。雖然這個領域的技術潛力是巨大的，應用前景也是很廣闊的，但仍存在著許多尚未解決的理論問題和尚未克服的技術障礙。

虛擬實踐教學軟件應用于中職學校的實踐教學是必然趨勢，它將在探索和發展現代教育思想、提高教育技術水平、改造實驗環境和優化教學過程、培養具有創新意識和創新能力的中職人才等方面發揮重要作用。隨著虛擬現實技術的不斷發展和完善，以及成本價格的不斷降低，必將具有廣闊的應用和發展前景。

參考文獻

[1]王忠孝，王忠祥.虛擬現實技術在繼續教育中的運用研究:以體育課程為例[J].繼續教育研究，2010(11):11-12.

[2]李新，陸峰.虛擬現實技術在實驗教學中的應用[J].軟件導刊:教育技術，2010(11):73-74.

[3]李峰，秦國偉，方娜.虛擬現實技術在實訓教學過程中的應用[J].高校理科研究，2010(30):132.

[4]康楠.虛擬現實技術在高等教育中的發展應用[J].知識經濟，2011(1):123-124.

[5]朱海云.中職“計算機組裝與維護”教學淺析[J].科教文匯，2009(7):197.

（作者單位：天津職業技術師范大學）