MR技術對學生非專業能力培養的適用性初探

摘? 要：在現代社會職業競爭越來越激烈的大環境下，各大院校對畢業生的職業素養要求不斷提高，對其非專業能力培養越來越重視。在教育領域內，MR技術的成功應用為培養學生非專業能力帶來了一個新的視角。引入MR技術培養學生的非專業能力，順應了現代化教學發展的趨勢，能夠吸引學生更加主動地參與教學活動，有利于改變當前在學生非專業能力培養中存在的一些弊病。隨著技術成本的降低，相信MR技術在學生非專業能力培養中的應用將會擁有更廣闊的前景。

關鍵詞：MR技術;非專業能力;沉浸感;適用性

基金項目：本文系2018年江蘇高校哲學社會科學研究基金項目“MR技術對學生非專業能力培養的實證研究”（2018SJA0681）研究成果。

隨著科技的高速發展和社會的不斷進步，信息化時代對高校人才的要求越來越高，單一型的人才已無法適應社會的需要，社會更需要“一專多能”的復合型、創新型高素質人才[1]。為應對競爭激烈的就業市場，高校需要全方面提升學生的綜合素質，增強其自身的競爭力和生存力，加大對學生非專業能力的培養力度，并對相關方法、途徑等進行探討。近年逐漸成熟并開始被應用于教育領域的MR技術則為學生非專業能力的培養帶來了新的契機，本文試從這一角度探討其對學生非專業能力培養的適用性。

一、學生非專業能力培養與MR技術的應用

當下社會就業和全面發展所需要的是學生完善的職業能力，該能力由兩個重要的部分構成：一是專業能力，二是非專業能力。專業能力指的是在進入社會后的職業活動中運用專業知識以及專業技巧的能力。非專業能力則是指在專業能力之外，能夠普遍滿足所有崗位需求的其他職業能力。非專業能力主要分為三個部分：一是方法能力，二是社會能力，三是情感能力，更為具體地表現為學生的信息搜集處理能力、語言表達能力、人際社交能力、組織管理能力、適應變化能力、學習創新的能力等。不難發現，不同于通過語言等信息符號進行傳授的專業能力培養，對學生非專業能力的培養不能僅限于傳統的課堂講授，它更需要實踐和體驗，需要教師指導學生切實參與到集體項目，融入社會實踐，從而改變學生被動的知識接收方式，轉換為主動接收，這樣才能全方位發揮和鍛煉學生的各種能力。

混合現實技術（MR）全稱Mixed Reality，是增強現實技術和虛擬現實技術的延續，也是由這兩種技術發展而來的。它將增強現實和虛擬現實兩種技術的特點結合，在一個畫面中既可顯示模擬的數字畫面，同時又能疊加真實的物理場景。它利用實時視頻、三維建模以及多傳感器信息融合等技術和設備，制造虛擬對象并將虛擬對象和真實環境有機融合，使二者能夠實時地顯示在同一個畫面或者空間之中，并且能夠通過感應使用者的動作變化進行實時的畫面改變，實現智能交互，提供完美的沉浸體驗。同時還可以為使用者提供一種自然的交互方式，形成視覺、觸覺以及嗅覺的多方位感知，以此促進使用者與MR融合出的環境發生聯系。現如今，混合現實技術已在醫療行業、教育行業、藝術活動、娛樂活動等諸多領域應用。在教育領域的應用也應引起教育從業者的重視，它支持多種學科的具體教學，還可創設虛擬的線上課堂，并支持多領域的技能培訓以及仿真訓練。MR技術在教育領域的成功應用，為學生的非專業能力培養提供了一種新的思路。

二、MR技術對學生非專業能力培養的適用性分析

對學生非專業能力的培養首先離不開對專業能力的培養，在此基礎之上再結合多樣的實踐內容完成全面培養。MR技術所能提供的一些教育應用場景以及新的學習方式恰好滿足培養學生非專業能力所需的實踐與體驗的要求。

（一）智慧學習

MR技術支持的智慧學習環境可為學生提供具有交互性的個性化學習內容，形成有效認知，培養學生的思維能力和情感能力。MR技術能夠為學習者制作出可實時交互的智慧學習資料，將原本抽象的概念轉化為具象化的可視的學習資料，啟發學生的想象力，調動學生的學習興趣，進而增強其對學習內容的理解，形成有效的認知。具體體現在一些學科將二維的學習資料轉換為帶有交互信息的三維模型，比如在醫學教學時，使用全息數字化的人體解剖模型進行講解，就能比平面的醫學圖譜更直觀、更具象地展示出復雜人體結構，并且教師和學生還能反復多次地進行解剖練習、手術練習，增加學生在實踐中學習的機會。醫生在手術中使用MR技術，將虛擬的影像與真實手術對象疊加在一起，可以實時引導手術，現今已有不少成功案例。

在教育行業引入MR技術，離不開自適應技術、智能識別技術以及情感計算技術等的支持，在多種技術的協同分析下，MR技術所搭建的學習情景能夠迅速地識別學習者的學習狀態，并根據學習者產生的生理數據通過計算做出相應的調整，從而滿足其專屬對應的學習需求，提供相應的虛擬教學空間，使學習者在專業能力提升的同時也促進非專業能力的提升。例如，在佛羅里達大學為師范生設置的模擬課堂系統中，師范生會在教室中面對虛擬的學生進行講課，其教學行為會觸發不同的學生反應，系統會記錄并檢測師范生和學生的表現，對師范生的表現做出數據分析并及時反饋，師范生可結合錄像根據系統做出的反饋進行針對性的調整，并可以利用該系統進行反復的教學練習。實驗證明，學習者的專業教學水平、自我管理水平、數據分析能力以及反思能力等都通過虛擬課堂的訓練得到了提升。

（二）情景化學習

情景學習理論顯示知識具有情境性，學生在對學習內容進行思考時不可避免地會受到學習情境的影響。傳統的教學方法是向學生灌輸純理論知識，這樣既難勾起學生的學習興趣，也很難將純理論的學習應用于實際生活，同時也難以為培養學生非專業能力形成有效的助力。具身認知理論將人的身體作為認識世界的媒介，這種媒介為人類的認知學習提供了一種新方式，所以學習環境中的場景布局方式、環境色彩構成對學生的學習狀態都有潛在影響。MR技術可將人類“想象”中的環境付諸“現實”，將對情境學習、體驗學習、場館學習提供支持輔助，幫助學習者實現由傳統學習方式向新型學習方式的轉變[2]。這種沉浸式的學習體驗，把真實與虛擬的世界聯通，將學生的感官感受在原有的基礎上拓展至模擬出的學習場景之中，學生的眼與耳等多種感官器官在這樣的沉浸式場景中被充分地調動起來。隨著感知體驗的提高，學習者便能迅速處于高效的學習狀態。

MR技術可為學生構建一個技能實踐的場景，以幫助其將課堂所學內容運用到實際操作之中，在實踐中激活學習者的認知，啟發其聯想，培養他們的創造能力。同時，還可以在虛擬情境中設置一些會發生的情境問題，利用MR技術自然且逼真的交互方式，鍛煉學生的應變能力以及發現問題和解決問題的能力。例如在航空航天的教學訓練中，使用MR所支持的仿真訓練系統，可在真實環境中投射進虛擬的景物，受訓學員就能看到當前時空中不存在的景物，以此得到超越真實的模擬駕駛環境。系統可模擬不同氣候下的飛行環境，提供多種任務的練習場景。仿真訓練系統的運用，不僅有效縮短了學習所用時間，還大幅提升了受訓學生面對突發事件的應變能力，在節約受訓所需的高額成本的同時，還能降低可能發生的風險。

（三）游戲化學習

在MR技術所支持的游戲化學習中，源于游戲的趣味性以及技術帶來的真實感、沉浸感共同為學生提供了良好的學習體驗，大幅提高了學習的專注度，改變了原本的被動學習方式，使學生主動學習。游戲化學習是隨著教育游戲發展而來的，它強調通過游戲中所設計的游戲情境、游戲玩法、游戲規則等，提升學習者的學習動力，使其能夠更加主動地進入學習狀態，以此培養或鍛煉學生的知識、技能、情感等。MR技術所支持的游戲化學習，結合游戲設定進行虛擬游戲道具、場景設計，將此投入在真實環境中構建虛擬學習環境。基于學習內容設計游戲情節，學生可以第一人稱視角借助手持設備、身體動作、聲音等與游戲中的人物、道具等進行互動交流，在完成游戲任務的過程中實現體驗式學習[3]。游戲中的多種元素與知識點巧妙融合，在為學生提供游戲沉浸感、臨場感、真實感的同時完成表達知識、傳遞知識、建構知識的任務[4]。

由于MR 技術支持下的游戲化學習帶給學生強烈的沉浸感，沉浸式的情景體驗使學生的角色代入感增強，使學生能夠按照游戲規則參與游戲，完成游戲設計的學習關卡。一些復雜的難度任務則設置為小組合作的形式，促使多人協同完成學習任務，讓學生在游戲的過程中獲得知識與經驗。在代入角色進行思考和完成游戲任務的時候，學生的情感能力得到增強，并且能夠充分鍛煉學生的人際交往能力、組織管理能力、語言表達能力等非專業能力。可以預見，在進行非專業能力培養的過程中，游戲化學習將會是最容易被學生接納的一種學習方式。

（四）在線學習

MR技術提供了一種新的在線學習方式，它打破了時間的限制，擺脫了現實教學課堂和場景的制約，建立起線上的師生交流、校企聯系，能夠充分培養學生的合作交流能力。借助MR技術可創建線上虛擬課堂、虛擬項目，讓異地師生、企業方以項目操作者的第一視角進行觀察和操作，及時發現問題并溝通解決。借助實時交互技術，教師可進行實時指導，學生間可交流合作，企業方可提出專業意見，這樣的交流方式甚至比當面交流還更有效果，因為可以在項目操作中增添標注、協助操作、遠程演示等。本地系統中的操作者能在第一時間看到協助者的遠程操作，使學生的學習難度以及雙方的交流障礙降低，便于雙方高效解決問題。在醫療領域已經有借助MR技術遠程協助完成手術的成功例子，2018年新疆博州人民醫院借助MR技術，在武漢協和醫院主任醫師的指導下，完成了遠程會診手術。

這種在線學習方式利于教師同步了解學生的學習狀態，便于進行異地實時教學，更能彌補部分區域優質教育資源的缺少。教師與學生同時在MR生成的環境中進行互動，能夠有效提升學習積極性，增強使用者的合作能力，可徹底打破培養學生非專業能力時所面對的時空限制。同時，這種在線學習方式還有利于組建不同學科的線上虛擬團隊，借助先進的技術，組員間可進行無障礙溝通，理解并結合各學科間的優勢，協同完成多學科交叉的復雜項目，以此增進學生的語言表述能力、組織管理能力以及適應變化的能力等。

三、MR技術對學生非專業能力培養的應用難點

（一）缺乏具體的MR教育資源。對學生非專業能力培養的過程中引入MR技術，是建立在結合具體項目或課堂實例的基礎上的，在教學過程中所要使用的MR資源涉及到具體的課程內容設計、場景、道具和3D建模，這就需要專業的開發人員結合具體學科進行MR課程的研發與設計，同時也要對教授課程的教師提出新的要求，教師需要與技術研發人員一起參加到MR教育資源的研發當中，結合教學團隊的教學經驗與MR的技術優勢共同完成教學資源的設計。受限于MR教學資源的開發難度，現今這樣的教學資源寥寥無幾，已有的一些基于MR技術的教學資源也都缺乏通用性，難以被廣泛地運用在對學生非專業能力的培養當中，并且這些資源缺乏一定的針對性，無法具體到某一特定的能力進行針對性的培養。

（二）暫無系統的培養模式及指導方法。從現有的引入MR技術培養學生非專業能力的案例中來看，均是針對具體學科或者具體項目來分析，尚未上升至教學理論的討論，更未有對具體的培養模式進行探討。MR技術支持下的教學培養環境與傳統的教學培養完全不同，由于學生在MR技術環境下的認知方式發生了改變，教學團隊和技術團隊在進行教學資源開發的時候，勢必將面對在MR技術環境下如何選取內容、如何重新組織構建教學場景以及以何種形式呈現內容、以何種方式進行交互等問題。

（三）引入MR技術培養學生非專業能力所需成本較高。整套的MR設備涵蓋了頭戴式顯示設備、輔助定位設備、體感交互裝置等，有些還使用到了全息投影，這些設備的價格頗高，普通院校由于教研資金有限，除了個別學科，一般不會大量配備MR設備供所有學生使用。并且設備的使用還要投入后續的人力、物力去維護，這也成為了制約MR技術應用于學生非專業能力培養的因素之一。

四、結語

MR技術在教育領域的應用轉變了陳舊的教育培養方式，教師的教學方法以及學生的學習模式也發生了變化，變得更加多元，更加豐富。在對學生的非專業能力培養上，智慧學習、情景化學習、游戲化學習以及在線學習等不僅豐富了對學生非專業能力的培養內容，還拓寬了培養途徑。引入MR技術培養學生的非專業能力，順應了現代化教學發展的趨勢，能夠吸引學生更加主動地參與教學活動，有利于改變當前在學生非專業能力培養中存在的一些弊病。隨著技術成本的降低，相信MR技術在對學生非專業能力培養中的應用將會擁有更廣闊的未來。

參考文獻：

[1] 林昭熊，龐永師，孟強.大學生成才與“非專業能力”培養 [J].廣州大學學報（社會科學版），2008（5）：45-48 .

[2] 孔璽，孟祥增，徐振國，劉濤，陳長勝.混合現實技術及其教育應用現狀與展望[J].現代遠距離教育，2019（3）：82-89.

[3] 何聚厚，黃秀莉，韓廣新，梁玉帥，何秀青.VR教育游戲學習動機影響因素實證研究[J].電化教育研究，2019（8）：70-77.

[4] 王慶，鈕沭聯，陳洪，朱德海.國內教育游戲研究發展綜述[J].電化教育研究，2012（1）：81-84，89.

作者簡介：羅恒，碩士，南京信息職業技術學院講師。研究方向：藝術設計、高職教育。