职业教育中运用VR技术的SWOT分析

摘 要 VR技术在职业教育中应用有其优势、劣势，也面临着各种机会和威胁，在进行SWOT分析的基础上，本文提出VR技术在职业教育中应用需要技术开发企业的努力，更需要资本市场及政府政策的支持。

【关键词】职业教育 VR SWOT

随着政策的推动，职业教育近年发展如火如荼。职业教育作为产-学-研一体化的重要催化剂，不管是在教育领域还是在我国经济发展中，都起着重要而特殊的作用。当前职业教育存在严重的问题亟需改革。

（1）教学模式老旧。职业教育沿用传统的教学模式，以教师课堂教学为主，教学内容偏理论化。由于担心学生技术不熟练损坏机器设备或发生安全事故等风险，许多学校会压缩实操课课时，导致学生的动手能力差。

（2）教学与企业割裂。一方面，高校老师本身缺乏必要的工作岗位实践经验，不清楚企业的实际运行和生产情况，导致实际的教学内容和实践操作相分离。另一方面，考虑到学生实习过程中存在的潜在风险，学校对学生到企业顶岗实习等实践课不积极，企业对学生这种流动性大，就业不明确的群体也不太支持。学生在学习及操作中都无法较深入的了解并参加企业的生产活动，严重影响职业技术院校学生素质。鉴于教育改革的复杂性及职业教育存在问题的窘迫性，通过技术推动职业教育变革是不二之选。

VR技术可以很好地解决职业教育面临的这些问题，利用虚拟教学系统打破时间和空间的限制，模拟学生学习工作中遇到的各种问题，对学生提出的各种假设构造模型，激发学生的创造力和潜力，便利学生的技能训练。而学校利用虚拟现实教育系统建立各种虚拟实验室，节省实验材料和实践场地，供学生不限次数操作。通过推广标准化沉浸式教学内容，让不同级别的学校享有均等的教学资源，缓解优质教学资源不足、不均的问题。

1 VR技术概述

VR，即虚拟现实（Virtual Reality），是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。 VR技术是基于综合计算机图形学、传感技术、显示技术、计算机动模拟与仿真等学科基础上发展起来的，目前已经广泛地应用于三维动画、系统仿真、科学可视化等领域。虚拟现实系统主要有四种类型：

1.1 桌面型虚拟现实系统

基于普通计算机系统，用户通过键盘、鼠标与虚拟环境产生交互。该系统特点是结构简单易行、设备价格低廉，但虚拟体验性不强。

1.2 共享型虚拟现实系统

多个用户基于远程网络同时参加一个虚拟空间共同体验虚拟经历，产生交互。该系统和桌面型虚拟现实系统类似。

1.3 沉浸型虚拟现实系统

用户借助头盔式显示器、数据手套、数据衣等设备与虚拟环境产生交互。该系统特点是沉浸性深、交互效果最好，但设备价格昂贵，普及推广较难。

1.4 增强现实型虚拟现实系统

利用虚拟现实技术模拟和仿真现实世界，增强用户对真实环境的感受，如现实中无法感知或不方便的感受。

2 VR技术在职业教育中的SWOT分析

VR技术在教育领域，尤其是职业教育中运用广泛，能够非常明显的弥补传统教学模式的不足，增强操作性。本文通过对VR技术在职业教育中的虚拟教学进行优势、劣势、机遇、威胁（即SWOT）分析，以更好地评价利用VR技术在职业教育中进行虚拟教学的适应性，如图1。

2.1 VR虚拟教学的优势

2.1.1 实操环境逼真

利用VR技术设计逼真的三维虚拟环境，能够使学生置身于虚拟的3D学习环境中，体验真机实训不可能观察到的各部件以及重要部件独立工作的原理，学生能够自己动手操作仪器，更好地了解仪器设备的构造、安装与操作。

2.1.2 交互性好

充分利用虚拟现实系统的可交互性，实现学生与学生、学生与老师之间正常教学般的互动。基于系统的共享性，所有学生可以共享资源，激发学习兴趣，提高学生的自主学习能力和操作能力。

2.1.3 不受时空限制

基于VR技术的虚拟教学支持用户采用登录并访问服务器的方式进行远程应用及管理。一方面，学生可以不限时间和空间利用VR教学设备学习，学习内容及深度可以根据自己的兴趣和理解程度而定。与传统的教学方式相比，大大提高学习效率，同时充分挖掘了学生的兴趣爱好。另一方面，这种学习方式可实现学生和老师同时登陆设备进行真人“面对面”的教学，比寻求家教更方便，更高效。

2.1.4 教学成本低

首先，利用VR技术进行教学的环境和条件都是虚拟的，长期来看，教学成本非常低廉。基于VR技术支持可建立各种虚拟实践操作室和虚拟实训基地，如汽车维修、机床加工、园林植物生长系统、设备制造等，其“设备”与“部件”也是虚拟的，可以根据需要随时生成新的设备。其次，根据实践发展，教学内容可以较为容易的不断更新。在广泛的领域提供给学生无限的虚拟操作体验，从而不断巩固学生的知识掌握，增强操作体验。再次，VR技术的沉浸性和交互性，非常有利于学生排除干扰进行技能训练。包括外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技能、电器维修技能等。

2.1.5 保证安全及操作效果

由于VR技术支持的教学环境、教学条件都为虚拟的，因此，学术在操作过程中，不会受到伤害。同时，进行虚拟操作，将不同的操作后果进行虚拟化投射，即便学生操作不当，也能保证学生既了解了操作效果，同时避免伤害。

2.2 VR虚拟教学面临的劣势

2.2.1 功能不完善，用户体验需要加强

已有的虚拟教学平台还处于发展的初级阶段，功能不够完善，尤其是用户体验还需要进行完善。目前国内的VR虚拟教学平台主要是提供一些简单的三维场景还原课程内容场景，便于理解课程内容。而长时间佩戴VR设备，眼睛感受到的情境和身体感受到的运动不协调，学生会产生晕眩和不适感。

2.2.2 硬件与内容质量不匹配

教学的核心于不断提供更好的内容共教学者使用、学习。对于虚拟教学来说，内容是根本，技术是手段。目前，VR技术研发大热，硬件新品不断被研发，设备性能不断完善。而VR虚拟教学极度缺乏内容，传统教学资源还没有较为广泛的应用在VR虚拟教学平台中，创新性内容更是缺乏，更无法实时更新。硬件与内容发展不匹配，使得学生在使用一段时间后失去兴趣，同时，昂贵的VR设备价格也影响了普及的速度。

2.2.3 对网络通信带宽有较高的要求

VR技术支持的虚拟教学平台主要是基于网络的分布式虚拟现实系统的，对网络通信带宽有着较高要求。当参加者增加时，带宽需求也随着增加。因此，分布式虚拟现实系统对网络通信带宽有较高的要求，并且高度依赖于中心服务器。

2.3 VR虚拟教学面临的机遇

2.3.1 知识延伸学习

在基于VR技术的虚拟教学中，虚拟的情境及效果有助于学生观察到在现实生活中不能或不易观察到的现象或事物，并提供了极为自然的理想观察模式。同时虚拟教学的网络交互性有助于学生及时获取相关信息、最新信息，进行知识延伸学习。

2.3.2 激发创造力

将合适的实验在网上虚拟实验室中表达出来，并由学生在这些虚拟实验室中完成实验，有助于学生进行不易观察的、有危险的或费用高的实验，提高多媒体教学中实验课的效率。也方便学生在学习中不断“试错”，虚拟教学系统将进行虚拟，呈现相应的结果或效果。这样的学习方式将极大地激发学生的创造性思维，鼓励学生进行主动的探索性学习。

2.3.3 技能培训

VR技术可实现在逼真的虚拟环境中以自然的方式进行交互，非常适于进行技能培训，使学习者在接近真实的环境中更易于掌握相应的技能。未来，VR技术在技能培训领域将大有作为。

2.4 VR虚拟教学面临的威胁

2.4.1 产品的价格与功能存在博弈

一般来说，物品的功能越丰富，价格越高，买的人就越少，也就无法实现普及。而走廉价路线的VR产品，又会陷入产品性能不过关，用户体验不好等恶性循环的怪圈中。基于VR的虚拟教学产品在合理定价和不断完善功能方面还将存在很久的博弈。

2.4.2 缺乏庞大的资源库

完善的VR产品必须要结合庞大的资源库，才能发挥其功能，满足用户需求。VR设备主要是通过对图像进行处理，然后通过从人体接受过来的感官信号对图像进行变换，然后利用显示设备展现出三维立体影像，这些都需要庞大的存储区域才可以实现。基于VR技术的虚拟教学设备不仅要存放学科的全部理论知识点、三维模拟场景影像、学生的学习记录、知识及考核资源等，要建立一个庞大的资源库存放。而建设资源库初期投入较大，对于一般学校来说极为困难。

3 VR技术在职业教育中的普遍应用的路径

VR技术在职业教育领域的应用是一项大的变革，耗费成本高，长期效益好，不仅需要技术开发企业的努力，更需要资本市场及政府政策的支持。

3.1 不断改善技术，完善产品功能

目前，VR产品在用户体验、内容质量等方面还不够完善，相关延伸功能也还有待开发。需要不断改善技术，完善产品功能。如对于用户体验VR产品出现眩晕、不适感等问题。相关研究显示，头动和视野的延迟不能超过 20ms，不然就会出现眩晕。而低于20ms 的延迟对于 VR 设备的技术要求很高设备一方面要精确地测出头部转动的速度、角度和距离，还要及时渲染并显示出画面，这一切都需要在 20ms 以内完成。因此，VR产品要保证画面的稳定流畅和信息的同步。还可以通过使用 OLED 等新型显示器降低余晖，使物体的轨迹更加接近于物理世界的真实轨迹，在一定刷新率下不会产生让人能够觉察到拖影。

3.2 寻求政府支持，加速VR技术在职业教育领域的试点及普及

“十一五”规划纲要实施以来，在党中央和政府的支持推动下，我国职业教育体系不断完善。在此过程中，职业教育发展面临的诸多问题都可以通过基于VR技术的虚拟教学方式解决。基于VR技术的虚拟教学平台在建设初期需要庞大的资金支持，一旦建成，后期只需平台维护及内容添加等基本费用。长期来看，极大的节约了教学成本。有必要寻求政府支持，在政策及资金等方面支持并加速VR技术在职业教育领域的试点及普及。

3.3 寻求资本支持，市场化的不断实现产品迭代

当前VR产品生产成本高、售价高昂时期，以最低成本提供最好用户体验才是产品迭代的核心和必经途径。而基于VR技术支持的虚拟教学平台在技术升级的过程中，资金始终是迈不过去的坎，这需要VR企业积极发挥自身力量寻求资本支持，以不断实现产品升级，满足市场需求。

基于VR技术的虚拟教学是逼真地模仿现实的实验过程，给了学生进行操作及获得间接经验的手段，辅助了教学。但它本身并非就是实践，并不能完全取代真实的实践教学，必须在实践中接受检验。因此，我们建议在职业学校的教学过程中，采用“虚实结合”的实践教学模式为最佳选择。

参考文献

[1]郭天太.虚拟现实技术在高等教育中的应用及其意义[J].宁波大学学报，2006.

[2]刘园.VR技术在教育领域的研究与应用[J].电脑知识与技术，2016.

[3]朱锋，夏阳.基于VR的网络教育研究与应用[J].计算机工程与设计，2005.

[4]李欣.虚拟现实及其教育应用[M].北京：科学出版社，2008.

[5]赵向前.实践与创新——虚拟技术在开放教育中的应用[J].物流工程与技术，2016.

作者简介

罗超（1985-），男，四川省巴中市人。硕士学位。现为广东科学技术职业学院计算机工程技术学院兼职教师，天津掌通无线科技有限公司珠海分公司总经理。研究方向为网络新媒体、移动互联网领域。

作者单位

1.广东科学技术职业学院 广东省珠海市 519090

2.天津掌通无线科技有限公司珠海分公司 广东省珠海市 519090