虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用研究綜述

徐英萍

摘 要：嚴(yán)格按照內(nèi)容分析法要求及步驟，對(duì)主題為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用相關(guān)期刊論文進(jìn)行分析，并作簡(jiǎn)要文獻(xiàn)綜述?？偨Y(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育中應(yīng)用的兩大重心，并預(yù)測(cè)其研究趨勢(shì)。目的在于梳理國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育中應(yīng)用的研究脈絡(luò)，找出研究重點(diǎn)及不足，為后續(xù)相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);高等職業(yè)技術(shù)教育;期刊論文;內(nèi)容分析法

DOI：10. 11907/rjdk. 201232 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

中圖分類號(hào)：TP301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7800（2020）007-0281-04

A Summary of the Research on the Application of Virtual Reality Technology in Higher Vocational Education

XU Ying-ping

（Department of Electronic and Information Engineering， Qingyang Vocational and Technical College， Qingyang 745000， China）

Abstract： In this paper， according to the requirements and procedures of the content analysis， the application of virtual reality technology in vocational education is analyzed in detail， and a brief literature review is made. This paper summarizes and analyzes the research contents about the application of virtual reality technology in the vocational education and other research aspects， and forecasts the research trend on this basis. The purpose of this paper is to review the domestic research on the application of virtual reality technology in the vocational education， to find out the research focus， and to summarize the related research contents and the shortcomings of the research. It provides reference for further research of the related content.

Key Words： virtual reality technology; higher vocational and technical education; journal paper; content analysis

0 引言

教育部《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》提出要“推動(dòng)大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等新技術(shù)在教育教學(xué)中的深入應(yīng)用”。以大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，引發(fā)了教育理念、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方式等各方面的變革。其中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為教育發(fā)展帶來(lái)了全新機(jī)遇，它是20世紀(jì)末出現(xiàn)的一種具有強(qiáng)大三維顯示的高性能綜合性計(jì)算技術(shù)，讓使用者擁有“身臨其境”的沉浸感[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使學(xué)習(xí)者在特定的虛擬環(huán)境中掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，解決傳統(tǒng)課堂中情境性、互動(dòng)性、個(gè)性化、沉浸性不強(qiáng)等問(wèn)題。職業(yè)教育是一種面向職業(yè)崗位、注重技能培養(yǎng)的就業(yè)能力教育，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性。在職業(yè)教育教學(xué)過(guò)程中，實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地、設(shè)備設(shè)施、污染、安全、不可再現(xiàn)等因素，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)效果不理想。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)多感知性、存在感、交互性及自主性的特點(diǎn)，正好能夠滿足高等職業(yè)教育中對(duì)仿真教學(xué)資源的訴求，也決定了其應(yīng)用于職業(yè)技術(shù)教育的必要性。

分析文獻(xiàn)可知，國(guó)外對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用研究主要集中在利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改進(jìn)教學(xué)方法、營(yíng)造學(xué)習(xí)環(huán)境，及其在工程類、醫(yī)學(xué)類和地理類等學(xué)科的具體應(yīng)用上;國(guó)內(nèi)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在普通教育中的應(yīng)用研究主要集中在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)實(shí)踐、虛擬學(xué)習(xí)資源建設(shè)、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用理論探索、虛擬實(shí)訓(xùn)室建設(shè)和校園環(huán)境虛擬仿真等方面。學(xué)者們大多認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)中，可以極大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力，并提高其問(wèn)題解決能力，從而提高教學(xué)效果。截至2019年12月底，中國(guó)知網(wǎng)以篇名“虛擬現(xiàn)實(shí)/VR&教育/教學(xué)”模糊搜索，有2 430篇文獻(xiàn)，但是以篇名“虛擬現(xiàn)實(shí)/VR&職業(yè)教育/高職教學(xué)”模糊搜索，僅有148篇文獻(xiàn)，以“探討”“初探”“淺談”文獻(xiàn)居多。分析這些文獻(xiàn)可知，關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用研究尚處于探索階段，其與高等職業(yè)教育教學(xué)深度融合還有很長(zhǎng)的路要走。本文通過(guò)內(nèi)容分析法，對(duì)文獻(xiàn)作詳細(xì)分析，找出研究重點(diǎn)及不足，為后續(xù)研究提供參考。

1 研究方法與過(guò)程

1.1 研究方法

本文采用內(nèi)容分析法，從內(nèi)容抽樣到信度分析，都嚴(yán)格按照該方法的要求科學(xué)進(jìn)行。

1.2 研究工具

在研究過(guò)程中，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和繪圖都使用Excel 2010。

1.3 樣本資料來(lái)源

采用來(lái)源抽樣方式，選擇在CNKI中進(jìn)行抽樣檢索。檢索條件：篇名;檢索詞：虛擬現(xiàn)實(shí)/VR&高等職業(yè)教育/高職/高等職業(yè)技術(shù)教育;匹配方式：“精確”，共抽得有效樣本150篇（已將政策宣傳、新聞廣告、領(lǐng)導(dǎo)講話、通知及由于名稱造成的不相關(guān)文獻(xiàn)等去除），其時(shí)間跨度為2003年12月—2019年12月。樣本統(tǒng)計(jì)情況如圖1所示，樣本分布如圖2所示。

1.4 類目與分析單元

本文將所抽樣本數(shù)量分布、發(fā)表年份和研究?jī)?nèi)容作為研究緯度，其中重點(diǎn)分析研究?jī)?nèi)容。通過(guò)對(duì)研究?jī)?nèi)容的總體匯總分析，將研究類目概括確定為8個(gè)：

（1）相關(guān)理論研究。樣本總數(shù)占比21.3%，內(nèi)容涵蓋虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)高職教育的影響、可行性及優(yōu)勢(shì)等理論上的分析研究。

（2）教學(xué)應(yīng)用研究。因高等職業(yè)技術(shù)教育的教學(xué)過(guò)程和內(nèi)容突出實(shí)踐性和應(yīng)用性特點(diǎn)，將教學(xué)應(yīng)用研究具體分為一般課堂教學(xué)應(yīng)用研究和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)應(yīng)用研究?jī)蓚€(gè)緯度：一般課堂教學(xué)應(yīng)用研究，樣本數(shù)占比44.7%，內(nèi)容涵蓋教學(xué)方法探索，如沉浸式教學(xué)法、教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用總結(jié)等，涉及的具體學(xué)科有醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、英語(yǔ)、食品藥品、建筑、旅游、包裝設(shè)計(jì)、生物化學(xué)、心理學(xué)等;實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)應(yīng)用研究，樣本占比20.7%，內(nèi)容包括實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程、工學(xué)結(jié)合中的應(yīng)用等。

（3）學(xué)生能力培養(yǎng)。樣本占比5.3%，內(nèi)容涉及學(xué)生創(chuàng)造力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及具體學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐操作能力培養(yǎng)。

（4）教學(xué)模式探索。僅2篇文獻(xiàn)，典型內(nèi)容有沉浸式混合教學(xué)模式、體驗(yàn)式教學(xué)模式。

（5）教學(xué)效果評(píng)價(jià)。僅2篇文獻(xiàn)。

（6）虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。僅1篇文獻(xiàn)。

（7）虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源開發(fā)。僅1篇文獻(xiàn)，內(nèi)容為實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源開發(fā)。

（8）虛擬現(xiàn)實(shí)專業(yè)建設(shè)。有6篇文獻(xiàn)涉及虛擬現(xiàn)實(shí)專業(yè)建設(shè)，內(nèi)容包括該專業(yè)建設(shè)、具體課程開發(fā)與建設(shè)。

1.5 評(píng)判記錄與信度分析

選擇兩個(gè)評(píng)判員對(duì)樣本進(jìn)行評(píng)判。經(jīng)分析，評(píng)判欄目總數(shù) （文章篇數(shù)） 為 146，其中兩人完全同意的欄目數(shù)為131，故相互同意度K為：

K=2×兩人完全同意的欄目數(shù)÷（甲評(píng)判員評(píng)判的欄目數(shù)+乙評(píng)判員評(píng)判的欄目數(shù)）

=2×141÷（150+150）

=0.94

因此，研究信度R為：

R=評(píng)判員人數(shù)×相互同意度（K）÷[1+（評(píng)判員人數(shù)-1）×相互同意度（K）]

= 2×0.94÷[1+（2-1）×0.94]

≈0.969

研究信度為0.969，證明研究有效[2]。

2 研究結(jié)果及分析

2.1 樣本統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)我國(guó)對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用研究角度較廣，依據(jù)已定類目將150篇文獻(xiàn)逐一歸類，如表1所示。

在文獻(xiàn)分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，我國(guó)對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職教育教學(xué)中的應(yīng)用研究較少。究其原因可能在于，一是虛擬現(xiàn)實(shí)是在近幾年才興起，二是高職院校教育工作者科研成果相對(duì)較少。依據(jù)已定類目對(duì)樣本文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如表1所示，可以看到各類目研究很不平衡，原因可能是相關(guān)研究尚處于探索階段，研究也不全面。

2.2 研究?jī)?nèi)容分析

2.2.1 樣本文獻(xiàn)綜述

由圖2可知，從2003年開始，就有學(xué)者關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用，但2003-2016年，研究熱度未能明顯提升，直到2017才開始快速上升。由此表明，虛擬現(xiàn)實(shí)在2016開始受到人們的強(qiáng)烈關(guān)注，相關(guān)研究者越來(lái)越多，研究角度也逐漸增多。探索之初，相關(guān)理論性探究和教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用探索成為熱點(diǎn)。

由表1數(shù)據(jù)及對(duì)所有樣本文獻(xiàn)內(nèi)容的具體分析發(fā)現(xiàn)，2003-2016年，研究處于起步探索階段，文獻(xiàn)數(shù)量少，且涉及范圍小，僅僅是相關(guān)理論和實(shí)踐應(yīng)用研究，如理論研究以“淺析”“淺談”“初探”“探索”較多，實(shí)踐應(yīng)用包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于基本技能訓(xùn)練、實(shí)習(xí)訓(xùn)練仿真等，且屬于相對(duì)簡(jiǎn)單、非系統(tǒng)化的探索應(yīng)用。2017年開始，文獻(xiàn)量激增，原因是2016年被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)元年，由于研究過(guò)程和雜志正式出版的時(shí)間跨度原因，文獻(xiàn)數(shù)量在2017年凸顯出來(lái)。與此同時(shí)，研究角度開始增多，包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的影響、產(chǎn)生的教學(xué)效果評(píng)測(cè)、系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)、新教學(xué)模式探索，以及相關(guān)教學(xué)資源開發(fā)。雖然文獻(xiàn)數(shù)量不多，但鑒于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于高等職業(yè)教育的必需性和迫切性，相關(guān)研究將呈良好發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2.2.2 重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容分析

由表1可以發(fā)現(xiàn)，研究重心主要有兩個(gè)：相關(guān)理論探索性研究、教學(xué)應(yīng)用研究，共占樣本總量的86.7%。

（1）研究重心之一——相關(guān)理論研究。由表1可以看出，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)技術(shù)教育中的應(yīng)用相關(guān)理論研究，在已收錄文獻(xiàn)中占21.3%。分析具體內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)性理論研究不多。李偉群等[3]將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)劃分為4種類型：桌面虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型虛擬現(xiàn)實(shí)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)，并在此基礎(chǔ)上提出了高職教育虛擬技術(shù)應(yīng)用理論模型。因處于探索階段，絕大部分都是探索性地分析其優(yōu)勢(shì)、淺談性提出其迫切性。通過(guò)對(duì)相關(guān)理論性研究的32篇文獻(xiàn)內(nèi)容做詳細(xì)分析，總結(jié)出主要包括以下幾點(diǎn)：①應(yīng)用表現(xiàn)形式理論分析，包括基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地和仿真校園等;②教學(xué)影響探討，包括對(duì)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法及師生角色方面的影響等;③功能作用探討，包括節(jié)約資源、避免實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)、激發(fā)學(xué)生興趣、提高學(xué)生動(dòng)手能力等。

（2）研究重心之二——教學(xué)應(yīng)用研究。由表1可以看出，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)技術(shù)教育中的教學(xué)應(yīng)用是研究重心之一，在已收錄文獻(xiàn)中占65.4%，約2/3。由于高等職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)突出實(shí)踐性特點(diǎn)，且具體研究?jī)?nèi)容由實(shí)踐性很強(qiáng)的課程深入，因此從兩個(gè)緯度分析教學(xué)應(yīng)用研究。