AR技術在職業教育沉浸式數字資源開發中的應用探究

一、引言

隨著教育理念的持續革新，職業教育對數字化教學資源的需求持續上揚，尤其是在專業技能人才培養方面，對實訓環境的真實度和交互性提出了更高的要求。然而，傳統職業教育普遍依賴實物設備與視頻教學，不僅投入成本高、場地受限，還存在操作風險與資源更新滯后的問題。增強現實技術作為融合現實與虛擬的信息交互手段，具備空間疊加、實時互動、多模態呈現等特點，為解決上述困境提供了全新路徑[]。在這一背景下，本文聚焦基于AR技術的職業教育沉浸式數字資源開發，系統探討其開發目標與關鍵原則，提出了崗位任務導向的內容構建路徑、三維仿真與交互邏輯的融合設計、引擎選型與資源輕量化的技術方案，以及基于測試反饋的功能迭代機制，構建起一套完整可行的資源開發模型。期望為職業教育在數字化轉型中的資源建設提供理論支撐與實踐參考，推動AR技術在教學場景中的深度融合與落地應用。

二、AR技術在職業教育中的適配性分析

（一）AR技術原理及特征

增強現實技術（AugmentedReality，AR），是一種虛擬影像和現實影像的融合技術，旨在通過輸出設備把虛擬世界投射到現實世界并進行互動。典型的AR技術架構如圖1所示，由真實場景、虛擬場景生成單元、虛擬場景渲染以及輸入輸出交互設備構成。AR技術依托計算機視覺、圖像識別、三維建模和傳感器等技術，能夠實現對現實場景的感知與增強。其通過在用戶所處的真實環境中疊加虛擬信息，從而構建沉浸式的互動體驗。其核心特征包括虛實融合性、實時交互性和場景感知性。虛實融合性能夠確保數字內容與現實空間的無縫嵌合；

實時交互性使學習者能夠即時反饋與操作；而場景感知性則基于空間定位技術，實現對學習者位置、動作與環境的動態響應[2]。

圖1AR技術架構圖

（二）職業教育的現實需求分析

當前，職業教育以培養技術技能型人才為核心，在教學實踐中面臨高成本資源受限、教學方式單一和技能呈現手段不足等多重挑戰。許多專業對實訓設備依賴度高，但設備采購與維護成本高昂，難以實現大規模配備；涉及高危操作的專業在教學中存在安全隱患，現實中往往只能通過講解或視頻替代實踐，影響了對學生動手能力的培養。在教學組織方面，學生的基礎差異顯著，傳統的教學方式難以滿足不同層次學習者的節奏調控與能力發展需求，缺乏支持自主訓練與動態反饋的機制。對于結構復雜、操作精細的技能訓練，如電路檢測、發動機拆裝等，現有教材與資源難以完整地呈現其空間結構與流程邏輯，致使學生對關鍵知識的理解與掌握不足。這些現實困境對教學資源的交互性、沉浸感與可重復性提出了更高要求，也為AR技術的引入奠定了現實基礎。

（三）AR技術在職業教育中的應用優勢

AR技術借助其虛實混合、實時互動、空間感知等屬性，在職業教育中展現了顯著的應用優勢。首先，AR能創建高度再現的虛擬實訓空間，模擬復雜又危險的操作情形，使學生在零風險的狀況下開展反復訓練，從而切實解決了高成本設備依賴與安全隱患問題。其次，采用交互式操作和過程引導功能，數字資源可以支持學習者按照自身的節奏進行技能練習，強化了個性化的學習效果3。依靠AR技術強大的可視化功能，還可以把復雜設備的內部結構、操作流程、故障機制等以三維動態的樣式呈現出來，切實提高學生對抽象知識的理解與操作記憶水平。此外，由AR技術支持的資源系統可以記錄學生的學習與實訓數據，為教師開展教學調整提供詳細的憑據。這些優勢不但有助于提高職業教育教學效率和資源利用率，也為構建以能力塑造為核心的數字化教學新生態提供了堅實支撐。

三、基于AR技術的職業教育沉浸式數字資源開發策略

（一）開發目標與原則設定

基于AR技術開發職業教育沉浸式數字資源，其核心目標在于創建一個集真實感、交互性，以及可評估性于一體的虛擬實訓環境。沉浸式數字資源的開發與建設，應當貼合特定職業崗位的技能規范，同時能夠協助學生在仿真場景中開展以任務為指引的學習活動，助力職業教育達成從知識傳輸到能力建構的轉變。通過引入AR技術，數字化資源能夠解決傳統實訓中無法重復訓練、缺少可視化引導、反饋機制乏力等核心痛點，實現低風險、高效果、個性化的智能教學體驗。在數字化資源的開發過程中，應堅持“以學生為中心、以應用為導向”的基本原則。教學資源內容應緊扣典型的工作任務，突出實用性與情境性；交互設計要充分考慮學生學習路徑的自主調控，確保技術服務于教學目標，而不能喧賓奪主。資源的開發目標與原則設定有助于規范開發流程、統一技術標準，為后續資源開發流程的構建錨定方向。

（二）開發流程的系統設計

為確保沉浸式數字資源在職業教育中的實用性及教學適配性，應當構建一套系統完善、階段明確的資源開發流程。此流程覆蓋了前期需求調研至后期優化迭代的完整階段，能讓數字化資源在內容、技術與教學邏輯上實現高度的協同配合，最終形成“自標導向一設計實現一反饋優化”的循環閉合體系。

1.需求分析階段：職業崗位技能拆解與資源需求調研

在基于AR技術的沉浸式數字資源開發過程中，需求分析階段是整個開發流程的起點與基礎，直接決定后續內容設計與技術實現的針對性與有效性。該階段的核心任務是明確教學服務對象所對應的職業崗位，系統拆解其核心技能結構，并結合教學環境與學習者特征，確定AR資源建設的重點內容與功能需求。

數字資源的開發應依據國家職業標準、行業規范和企業崗位說明書等權威資料，對目標崗位的工作任務進行細致分析，歸納出典型工作情境與關鍵技能點。采用任務導向分析法，將崗位要求轉變為可教學的任務單元，以便進一步確定技能形成所需要的理論知識、操作流程，以及評估標準。這一過程不僅有助于確定資源開發的方向，也為后續的場景構建和交互邏輯奠定了基礎。隨后，開發團隊應結合一線教師、企業專家與學生等多方受眾的調研，全面收集現有教學中存在的資源短板與實際痛點。例如，哪些操作環節因設備限制而無法真實開展？哪些知識點學生普遍理解困難？哪些技能在傳統課堂中缺乏有效訓練手段？識別此類問題可以明確AR數字化資源的關鍵介入環節，提升其應用的針對性與實效性。在明確崗位需求與教學痛點后，評估受眾的技術接受程度和學習特征同樣關鍵。職業院校學生在技術認知、空間想象力、學習自主性等方面存在明顯差異，這就要求開發團隊充分考慮學習者的使用習慣與接受能力，既要保證資源的技術先進性以滿足教學需求，又要通過簡化操作流程、優化交互設計等方式提升其可用性與易操作性，讓不同基礎的學生都能快速適應并有效利用資源[4]。

2.內容設計階段：虛擬場景構建與交互邏輯設計

內容設計階段是職業教育沉浸式數字資源開發的核心環節，它決定了教學場景的真實性與學習體驗的沉浸感。該階段需以崗位任務為主線，圍繞典型工作流程構建具有代表性的虛擬操作環境，并同步設計合理的交互機制與信息呈現方式，確保學習者能夠在虛擬情境中高效開展技能訓練。虛擬場景的構建應貼近真實工作場所的空間布局與操作流程，力求在視覺與操作層面實現對真實環境的高度還原。借助三維建模技術，可將各類設備、工具、工位及其運行狀態進行精細重建，使學生在進入場景的瞬間即獲得清晰的空間定位與任務認知。對于涉及高風險或操作難度大的作業環節，還需特別加強場景細節表現與動態響應能力，幫助學生在無實際風險的條件下熟悉流程、掌握要點。在交互邏輯設計層面，則要體現任務驅動、反饋支持，以及過程可控的教學思路。每一項技能訓練任務都應設置清晰的目標與操作路徑，系統通過過程跟蹤與關鍵節點判斷，對學習者的操作行為進行實時識別和動態提示，及時糾偏，輔助學生掌握規范動作。為適應學生差異化的理解能力與操作節奏，資源應設計為可調節難度或分層級的結構，如加入分步教學、語音講解、關鍵步驟動畫等多種支持形式，提升交互的靈活性與適應性。信息呈現作為交互體驗的重要組成部分，同樣需要與場景構建與任務流程深度融合[5。通過視覺感知與動手實踐的融合，增強“看得懂”與“做得對”之間的內在聯系。

3.技術實現階段：AR引擎選型與資源輕量化處理

在職業教育的資源應用場景中，設備條件、網絡環境和使用者的技術基礎往往參差不齊。因此，技術實現階段不僅要保障資源功能的完整性，還需兼顧多平臺的適配能力與系統運行的高效性。作為將教學內容和交互設計轉化為AR教學資源的關鍵環節，該階段直接關系到系統的穩定性、兼容性與整體使用體驗。當前，主流的AR開發平臺，如Unity、Unreal Engine、ARKit等各具優勢。相關人員在進行教育資源開發時，應結合具體應用場景，綜合考慮目標平臺、功能需求與內容復雜度等因素進行選擇。如果教學資源面向移動端使用，則優先選擇具備跨平臺支持、插件生態完善、社區活躍的開發引擎，以提升開發效率并簡化后期的維護程序。完成AR平臺選型后，資源的輕量化處理成為提升性能的關鍵。三維模型、高清紋理與復雜動畫雖能增強沉浸感，但也會顯著增加系統負擔，影響加載速度與交互流暢性。因此，需要通過精簡模型結構、壓縮貼圖文件，以及優化動畫幀數等技術手段，在保證視覺體驗的前提下控制資源體積。為保障數字資源系統的可維護與持續更新，資源開發時還應建立模塊化的技術架構，將交互邏輯、內容數據與呈現界面進行功能分離。這種結構不僅有助于快速迭代與功能升級，也便于多版本同步開發及后期教學場景的靈活拓展。此外，開發過程中需要重視資源內容的本地化適配，以及與學校網絡數據調用之間的平衡，確保資源在多種教學環境下都能實現高效運行。

4.測試優化階段：用戶體驗反饋與功能迭代完善

測試優化階段是資源開發流程中的收尾環節，也是數字資源實現從“可用”向“好用”轉變的關鍵步驟。

在職業教育實踐中，AR沉浸式數字資源的使用對象大多為學生與一線教師，其技術能力和使用習慣存在較大差異。因此，測試不僅要檢驗系統的技術性能，還需深入參與教學實際，聚焦使用者的行為反應和操作體驗。

具體而言，測試工作應當覆蓋多層次驗證，既要通過功能測試，檢驗系統在不同終端和操作系統中的適配性，確保交互流暢與內容呈現完整；也要組織試用課程，觀察學生在任務引導、信息接收、交互操作中的行為表現，捕捉其潛在的使用障礙與認知偏差。通過操作日志、任務完成率等客觀數據判斷資源效率，結合問卷調查、訪談收集師生對場景真實感、操作便捷性等的主觀感受，可以歸納出關鍵步驟提示滯后、引導邏輯混亂、加載耗時過長等可能出現的典型問題。這些用戶體驗反饋是資源優化迭代的核心依據。在針對測試反饋的問題點進行版本迭代時，應將系統拆分為若干個功能模塊后，再進行微調和重構，以避免大規模修改帶來的連鎖影響。在每輪優化后，需再次進行小范圍驗證，以確保改進有效且沒有產生新的問題。對于部分教學需求不明確或教學效果差異較大的功能設計，也可以設置開放式模塊和可調整參數，由教師在教學中進行靈活調整，以增強數字資源的可擴展性。只有通過精準的用戶反饋機制與持續的迭代完善，依托AR技術的職業教育沉浸式數字資源，才能持續助力職業教育在教學效率與能力培養上實現整體提升。

四、結束語

AR技術為職業教育資源建設帶來了前所未有的活力，其沉浸式、交互式特性契合職業技能培養對實踐性和直觀性的核心需求。本文從適配性分析出發，系統梳理了AR在職業教育中的應用優勢，并圍繞資源開發自標、流程設計、技術實現與優化機制，構建了一條具有實踐指導意義的開發路徑。展望未來，廣大教育工作者需要持續推動產教融合、健全資源建設標準，促進數字資源在職業教育中的深度嵌入與可持續發展。

作者單位：杜秋霞 山東理工職業學院

參考文獻

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