AR和VR技术在职业教育信息化的应用研究

陈曦

（武汉铁路职业技术学院，湖北 武汉 430205）

0 引言

目前随着信息化技术的发展，国内逐步在各个层级的学校教育中应用各种信息化手段来提高教学水平，教育信息化的各种手段已经逐步引起学校教育的重视和广泛使用。而职业教育相比基础教育、高等教育等，其重点在于对学员的实践技能的提升，理论知识学习仅是为了学生更好的掌握实践能力，传统职业教育的信息化手段，更多的是作为学校教育的一种补充，一些必要的实践课程要求师生有充分的交互以及完善的实践设施，但往往存在基础设施有限，学生实践较少的问题，而当前信息化技术中AR和VR技术的虚拟现实和仿真可以有效填补教学实践资源稀缺的空缺，那么研究如何通过AR（Augmented Reality，增强现实）、VR（Virtual Reality，虚拟现实）技术来提升职业教育信息化建设水平，保障职业院校教学计划的有效实施具有极强的必要性和可行性。

1 意义

AR和VR技术在职业教育信息化的应用研究具有以下实际意义：

1.1 符合当前职业教育信息化的实际需求

职业教育是让受教育者获得某种职业或生产劳动所需要的职业知识、技能和职业道德的教育，其区别于普通教育的最大特点是，职业教育的实践比重相对较大，更加注重动手、操作能力，所学的理论知识也大多是为了辅助实践的。目前职业教育中，实践教学需要特定的场地和设施，而并不是所有职业学院都具备充足的基础实践场地和设备供学生进行充分的教学实践，这会极大影响学生的实践能力培养[1-2]。而AR、VR等技术的跨时间、空间的特性，有利于解决实训、实践资源缺失的问题，所以合理的设计基于AR、VR技术的职业教育实践课程，是完全符合当前职业教育信息化的实际需求的[3]。

1.2 为老师提供更好的信息化职业教育的方法

一般情况下，职业教育的信息化方式是作为老师授课的一种辅助手段，但目前已经变成教学的主要手段，如何更好地向学生传授准确详细的教学课程，是当前各位职业教育老师所面临的一大挑战。通过AR、VR互动式教学，有充分的技术条件来让老师与学生实现在虚拟空间上的互动，从而提升教学效果。通过研究可以为职业教育者提供一种VR、AR教学的方法思路。

1.3 帮助学生更好地利用信息化教育掌握知识和技能

学校实训课程场景、企业、工厂实践课程机会有限，使得职业学院的学生无法有效去加强动手能力，这也会影响职业教育所培养的学生在毕业上岗后的技能水平。而通过AR、VR课程，可以作为实训和实践课程有限的一种补充，能够帮助学生更好的掌握知识和技能。

故而，研究明确职业院校如何在教育信息化中引入和建设相关AR、VR教学资源则具备重要价值。

2 问题及建议

2.1 问题

通过研究，可以发现在职业教育中虽然信息化手段在逐步深入，但依然存在一些问题：

（1）职业院校存在实训资源有限的痛点，场地、项目、设施的有限，直接影响学生教学实践的参与强度，缺乏有效的信息化手段支持。不同类型的职业教育实践课程，根据性质不同有的有场地要求（比如服务类等），有的有设备要求（比如工业加工、轨道交通等），同时对实践物料存在一些要求（比如食品加工、机械制造等）[4]。而现有的职业院校在实践课程中，有一种方式就是通过建设实训室，将与实际学习内容需要的环境在某一场景中进行布置，由学生按课程安排进行实践培训，但这种情况对于学校场地、资源要求均较高，实训室有限，这就造成有些学校无法给学生安排充分的实践学习。

（2）教育信息化手段在教学应用中较为有限，主要应用在理论教学和部分实训课程中，且对教学效果的提升不够明显[5-6]。目前主流的教育信息化手段典型的有教学管理流程信息化、学生理论教育信息化（比如网络考试、网络理论知识授课等），基于电子屏幕的电子化授课，但这些方式仅是将原有的黑板授课、纸质管理等教学手段变成信息化方式的展现，有极大的应用价值，但对于职业教育本身没有带来充分的促进作用。

（3）没有将AR、VR等增强现实、虚拟现实技术有效应用在职业能力培养中，缺乏充分的职业教学应用。职业教育信息化的过程中，目前还没有将虚拟现实或增强现实技术的优势充分发挥出来。比如通过增强现实，可以模拟实训课程中的场景、物资、流程，可以节省极大的教学资源。

（4）职业教育领域缺乏优秀的AR、VR互动教学资源，教育者与AR、VR技术设计者缺乏有效沟通，无法快速推动AR、VR技术在职业教育中的应用。目前在职业教育信息化过程中，职业院校一般都是对传统信息化手段比较理解，且这些技术手段由于只是基于原有教学方式的改进，便于院校的理解，但AR、VR技术存在一定的技术台阶，理想化的AR、VR教学课程需要老师和AR、VR技术从业者共同进行设计和创作，而这两者之前基本不会存在交集。

2.2 建议

基于本研究，建议职业院校在加深信息化建设的过程中，要重视AR、VR与教学相结合的教学研究，从实际角度，建议从以下几个方面考虑：

（1）职业院校在信息化建设过程中要加强对AR、VR技术的应用，积极与AR、VR企业开展合作，共同进行AR、VR实践课程的研究与设计。AR、VR技术存在一定的技术台阶，理想化的AR、VR教学课程需要老师和AR、VR技术从业者共同进行设计和创作，而这两者之前基本不会存在交集，所以就需要职业院校在信息化过程中积极与相关技术企业进行沟通，通过合作研究的方式，形成符合自己的AR、VR技术应用。

（2）可以通过局部试点、重点推广的方式，逐步设计论证AR、VR教学课程的设计，将该技术作为教学实践资源的一种补充。任何一种新技术的应用都需要一个实践和验证的过程，基于最小代价实现最大价值的原则，职业院校可以通过先进行小范围的AR、VR课程设计试点，通过不断改进达到符合要求后再来推广扩大，这样可以尽量降低这一教学改进方式带来的风险。

（3）积极号召教师参与AR、VR在教学应用中的研究，申报政策扶持资金以加快新技术在教学中的应用。职业院校需要积极鼓励教师主动围绕AR、VR技术在教学实践课程中的研究，发动广大教师的力量，集思广益，寻找符合自身教学实践课程的应用方式，同时在符合政策要求的情况下，申请政府教育基金来推动研究的进行。

3 应用展望

3.1 促进职业教育与AR、VR技术的有效结合，可以提升职业教育信息化水平

职业教育信息化已经从传统的教学辅助手段，变成了常态教学方式。这种情况下，职业教育信息化具备常态化高水平教学能力已经变得非常重要[7]。提升职业教育信息化水平，使之具备跨空间、跨时间的教学适应性，就必须要考虑引入AR、VR的授课方式，所以研究该技术结合授课内容的实现方式就具备了极大的应用价值。

3.2 有利于帮助职业教育老师能够找到一种合适的方式将AR和VR技术应用在知识传授中

一方面，通过该研究，发现老师在信息化教育中面对AR、VR技术时所面临的困难。另一方面，为教师所面临的困难，提出解决办法或建议，以促进职业院校教师在信息化教学中对AR和VR技术的使用，加快教学资源的积累。

3.3 研究一种符合职业教育适于广泛推广的AR、VR教学资源载体和实现方法，以加快职业教育信息化与高新技术的结合信息化教育本身是存在一定的载体，比如电脑、网络、手机等，专业的AR、VR设备较为昂贵，研究的目标是要找到一种合适的方式，能够直接利用手机即可以实现AR、VR教育，同时又能让学生通过该方法充分掌握知识。

4 结语

总的来说，AR、VR等新型技术是职业教育信息化建设不断深化过程中的重要技术应用方式，而且对于职业教育来说，理论结合实践是教学的重中之重，而AR、VR技术通过增强现实、虚拟现实技术可以有效弥补职业教育中教学实践资源的稀缺问题，能够成为实践教学手段的一种重要补充，所以职业院校信息化建设中应该加强对AR、VR技术应用的重视，要从认知培养、资源筹措、技术合作等多个维度，逐步建立起符合自身教学规划和要求的课件体系，以提升整个职业技术学院的教学实践水平，以此发挥AR、VR的技术价值，将其真正应用到职业教育的实践课程教育中。