虛擬現實技術在職業教育中的應用現狀與趨勢分析

◇浙江工業大學 康志淼

虛擬實訓是當前中職學校為促進學生習得職業技能而采取的一種教學手段，因其逼真的教學情境、強大的再現能力、有趣的表現形式，近年來被廣泛應用于各職業學校的技能教學中。目前，國內已有眾多學者對虛擬現實技術在職業教育領域的應用開展了各項研究，通過對這些研究成果進行詳細的梳理，可以深入的了解虛擬現實技術在職教領域的應用現狀以及未來的發展趨勢，為促進虛擬現實技術與職業教育的深度融合提供借鑒和參考。

1 前言

隨著科學技術的不斷發展和創新，虛擬現實技術應運而生。虛擬現實又稱VR，是“Virtual Reality”的英文縮寫，即“虛擬現實”的意思。開發者能夠借助計算機軟件和硬件，通過虛擬現實技術創造一個類似于真實世界的虛擬學習環境，學習者通過手柄、數據手套等虛擬現實終端設備，能夠在虛擬環境中獲得高沉浸性的交互式體驗[1]。虛擬現實技術的這些特征，在教學實施過程中創建了一個高度仿真的虛擬環境，學習者可以通過手柄、鍵盤等工具來產生交互獲得感知反饋，進行實踐操作及技能培訓[2]。因其具有沉浸性、想象性、交互性等特征，虛擬現實技術被廣泛運用于職業教育的教學實踐中，不僅節省了實訓場地、空間和成本，而且還幫助學生不斷反思自己的問題并進行針對性的練習。利用虛擬現實技術能夠模擬并創建各種不同的任務情境，學生通過這種直觀的任務式教學能夠快速的掌握正確的操作。這在一定程度上提高了職業學校學生在學習過程中的學習興趣，發展了學生的認知技能、培養了學生學會學習的能力、創造力、批判性思維等綜合技能。虛擬現實技術在職業教育領域的出現和存在，不僅突破了經費、場地以及實操危險等多方面的限制，而且革新了職業教育的教學方式、教學思路和教學手段，更以其形象逼真的教學方法，強大的再現能力，有趣的表現形式，近年來被廣泛應用于各職業學校。

虛擬現實技術的這些特性，使得它在職業教育領域具有良好的發展前景。此前，國內很多學者都已經對虛擬現實技術在職業教育中的應用開展了多方面的研究。通過對這些研究成果進行詳細的梳理，可以深入的了解虛擬現實技術在職教領域的應用現狀以及未來的發展趨勢，為促進虛擬現實技術與職業教育的深度融合提供借鑒和參考。

2 研究方法與過程

本研究采用文獻分析法，在研究的過程中，嚴格遵循科學的方法，相關數據統計和圖形繪制均采用Excel2016來進行。截至2020年6月底，在中國知網學術期刊全文數據庫中，以“虛擬現實+教育”“VR+教育”為主題詞和關鍵詞分別進行精確檢索，限定中文文獻，時間設置為2011年至2020年，文獻來源選擇SCI期刊、EI期刊、核心期刊、CSSCI及CSCD，共獲得文獻359篇。而用同樣的方法，以“虛擬現實+職業教育”“VR+職業教育”為主題詞和關鍵詞分別進行精確檢索，對檢索之后的文獻進行篩選后，共獲得文獻51篇，且以相關理論研究居多。自2011年至2020年6月30日，虛擬現實技術在職業教育中的應用每年的發文量如圖1所示。通過分析文獻可知，國內對虛擬現實技術在普通教育中的應用研究主要集中在應用理論探索、學科教學實踐、虛擬學習資源建設、校園環境虛擬仿真等方面[2]。對2011～2020年虛擬現實技術在職業教育中應用的發文數量進行詳細分析后發現，其發表文章數量相較于普通教育普遍偏少，由此可見，虛擬現實技術在職業教育領域的應用研究尚處于初步探索階段，其與職業教育的深度融合還有很長的路要走。

圖1 2011～2020年虛擬現實技術在職業教育中應用的發文數量年度統計

3 虛擬現實技術在職業教育中的研究現狀

3.1 樣本統計分析

將51篇文獻的研究內容、發表年限作為研究維度，通過對研究內容的匯總分析，將其分為6個維度，各維度自2011至2020年發表文獻的數量如表1所示。

表1 2011～2020年虛擬現實技術在職業教育中應用的研究維度及數量

3.2 研究內容分析

（1）相關理論研究。理論研究主要集中在虛擬現實技術在職業教育中應用的必要性、可行性以及虛擬現實在職業教育中應用的挑戰和對策等理論研究，其占比49%。

（2）教學應用研究。由于職業教育教學內容和教學過程的特殊性，因此，可以將教學應用研究分為兩個維度，分別是課堂教學中的應用研究、實訓教學中的應用研究。課堂教學應用研究是指利用虛擬現實技術將教學內容中的抽象原理及概念可視化，將無法用語言表達的過程具體化，使學生可以在虛擬的學習環境中身臨其境感知知識[3]，其內容涵蓋教學方法探索、教學策略運用、教學設計等，涉及的具體學科有護理學、旅游、建筑、機械、計算機等，占比5.9%；實訓教學中的應用研究是指，利用虛擬現實技術構建各種滿足學習條件的任務式情境，學習者在這種虛擬的情境中能夠進行反復練習，從而習得職業技能。其內容包括實訓教學過程、教學設計等，占比2%。

（3）教學模式探索。教學模式發展到今天，衍生出了多種不同的教學模式，尤其在職業教育領域，典型內容有體驗式教學模式、理實虛一體化教學模式、項目化教學模式等，其中對教學模式進行實證研究的僅有2篇。由此可見，要實現虛擬現實技術與職業教育的深度融合，需要對職業教育新的教學模式進行積極廣泛的探索。

（4）虛擬現實教學資源開發。內容為實訓教學資源開發，教學資源的設計與開發包含建設的路徑研究、實訓基地的建設、教師信息化應用能力的提升、虛擬實訓平臺的設計和開發等。在所有這些研究中，結合教學需求，和企業聯合開發虛擬實訓平臺并進行應用的僅占比4%，自主開發虛擬實訓平臺進行使用的占比8%，其余均為直接購入企業的虛擬現實實訓平臺的成品進行使用。

（5）教學效果評價。對于虛擬現實技術是否能夠有效提升職業教育教學效果的研究，其內容主要涉及學生學習興趣的提高和學習能力的培養，學習能力的培養包含自主學習能力、實踐操作能力和創新能力等，其占比2%。虛擬現實技術是否能成為有效提升職業教育實訓效果的有效途徑，需要對其結果進行長期大量的量化研究，因此對于該領域的研究還需聚焦在教學效果的評價研究上。

（6）專業建設。結合虛擬現實技術進行專業建設的研究不多，僅占比2%，在當前國內外對于技能人才的迫切需求下，利用虛擬現實技術進行與企業發展相適應的專業建設是十分必要的。

4 研究趨勢分析

通過對近十年來，虛擬現實技術職教領域的研究可以發現，研究主要集中在相關理論研究和教學資源開發上，占總發文量的78.4%，且相關理論研究大部分都是分析其應用的可行性及必要性。通過梳理，總結出以下幾點：①應用的優勢及意義：包括激發學生興趣、提高學生能力、規避實驗風險、節約實驗成本等；②教學影響探討：包括對師生角色的轉換、教學方法、教學手段等的影響；③面臨的挑戰和應用對策：包含目前虛擬現實技術在職業教育領域中應用的現狀、存在的問題分析、結合問題給出相應的對策建議等。

虛擬現實技術在職業教育中應用研究的另一個重點內容是教學資源的設計開發。虛擬現實在教學中使用它的最大問題之一是內容的創建[4]。通過數據分析可知，虛擬實訓平臺的設計和開發是目前相關研究的短板。在過去的十年中，虛擬現實技術在職教教學應用方面缺乏創新和深入的研究，并且許多中職學校和職業院校的教師表示，很難將虛擬現實平臺與課程的教學內容結合起來，其根本原因是由專業公司開發的虛擬實訓平臺功能定位與職業教育的教學需求之間存在較大差異，致使教師無法利用虛擬實訓平臺進行有效的教學設計，進而發揮輔助教學的作用[4]。將虛擬現實技術有效運用于職業教育課程教學中，首先需要適合各種課程教學形式的虛擬實驗實訓平臺。因此，相關實訓平臺開發和實踐應用效果研究將成為未來研究的一個趨勢。

綜上所述，目前國內的虛擬現實技術在職業教育領域的相關研究和應用還處于初步階段，當前研究主要涉及虛擬現實技術在職業教育領域的理論研究、虛擬現實技術教學資源的設計開發、利用虛擬現實技術進行教學模式的探索、教學效果評價等，對于虛擬實驗平臺的開發和應用方面的研究還比較少，教學效果也有待進一步明確。這對研究虛擬現實在職業教育中具體應用的專家和學者提出了挑戰，要實現虛擬現實技術與職業教育的深度融合，必須從職業教育的意義和特征出發，整合企業發展和教學應用的實際需求，尊重職業教育和教學的規律，對虛擬現實技術在職業教育和教學中的應用方向進行重新分類、描述、分析和思考。這對虛擬現實技術在職業教育教學中的應用推廣、解決職業教育實踐教學的瓶頸問題具有重要意義[5]。目前，利用虛擬現實技術在職業教育中開展的教學活動，仍然缺乏完善、系統的教育理論的指導，缺少豐富的教學模式和教學設計[6]。如何立足學生發展，結合教學目標，制定合適的教學策略，實現教學效果的最優化，值得我們深入研究。