虚拟现实+真实实训在中职实训教学中的实证研究

2021-01-28沈春燕

中国教育技术装备 2021年3期

沈春燕

摘要针对中职实训学生学习动机较低、缺乏个人自我效能、学习体验较差、学习效率不高的问题，利用准实验研究法探究虚拟现实结合真实实训教学方式对学生学习动机、个人自我效能感、心流体验、学习成绩的影响。选择50名学生按班级分成两组（实验组和对照组），实验组与对照组分别在“虚拟现实+真实实训”与传统真实实训环境中进行技能训练。利用SPSS分析两组学生前测、后测数据，结果显示虚实结合的教学方式能够提升学生的学习动机、个人自我效能、心流体验与实训成绩。

关键词中职;虚拟现实;实训教学;职业教育;教育信息化

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）03-0130-03

0 引言

虚拟现实在教育领域的应用为职业教育教学提供了一些新的思路[1]，虚拟现实和人工智能等新兴技术已成为开展职业教育教学改革和教育信息化的新动力[2]。虚拟现实技术拥有改善实训教学环境、提高教学效率、激发学生学习动机等优势[3]。因此，虚拟现实实训成为传统真实实训教学的补充，其应用于职业学校实训教学的有效性逐渐成为职教研究者和一线教师关注的热点[4]。中职实训教学过程中由于设备、技能操作、教学方式等原因，导致学生学习动机较低，学生缺乏个人自我效能感，学习过程心流体验不佳，学习效率不高[5]。虚拟现实实训的出现为中职实训教学提供了新的思路[6]。虽说虚拟现实实训相对于传统真实实训有一定的优势，但也存在一些不足，如缺乏真实的操作体验、用户眩晕问题等[6]。因此，本研究将虚拟现实和真实实训相结合，对中职学生进行技能教学与训练，通过实验验证虚拟现实实训能够有效地与真实实训相结合来提高中职学生的学习动机、个人自我效能以及心流体验，使学生在实训技能测试中获得更好的成绩。

1 研究设计

研究假设本研究旨在验证虚实结合实训能否够提高学生学习动机、个人自我效能、实训成绩与心流体验。实验采用单因素被试间设计，自变量为虚实结合实训教学，因变量为学生学习动机、个人自我效能、心流体验、学习成绩。

实验对象选择实验选择浙信校机电191和194班共50名学生作为被试对象，根據前测结果，将191班作为实验组，194班则作为对照组。两班均为机电部新生，入学时间、教学内容、教学进度等都相同。

实验组和对照组起点知识与能力判断的依据是上学期期末电工电子基础课程的成绩，利用独立样本t检验分析期末成绩，数据处理结果表明，实验处理前两组学生起点知识不存在显著性差异（t=0.613，p=0.541>0.05）。在实验组和对照组间发放学习动机量表和学生个人自我效能量表，通过数据分析学生这两个维度是否存在显著性差异。数据处理的结果显示，两组学生学习动机和个人自我效能的p值均大于0.05，说明实验处理前两组学生学习动机和个人自我效能不存在显著性差异。分析结果见表1。

研究工具的编制

1）虚拟实训教学资源。虚拟实训教学资源选择浙信校开发的“走进电工电子”中的“做一个家庭电工”知识点进行教学。“做一个家庭电工”要求学生进行家庭电路连接以实现家庭电路正常工作。图1所示为“做一个家庭电工”教学演示界面。

2）虚拟现实交互设备。浙信校虚拟实训室使用的虚拟现实显示设备是HTC VIVE，即虚拟现实头盔显示器，并配置两个手持无线控制器实施手势追踪的功能（图2）。HTC VIVE主要是依靠HTC头戴显示器、两个操控手柄、控制器定位系统三个设备来给学生提供沉浸式的体验。

3）测量工具的编制。本研究的学生个人自我效能量表改编自Pintrich等[7]开发的5点量表;学习动机量表改编自Wang等[8]开发的5点量表;心流体验的量表改编自Pearce等[9]开发的5点量表。各维度量表的可靠性均在0.7以上，符合实验要求。

4）实训成绩测试。实训成绩测试依靠本研究设计的总结性评价表，如表2所示。实训成绩测试包括学习过程评价和学习效果评价。学习过程评价是学生自己和小组成员对基础知识、学习参与度、合作交流学习积极性等过程性因子进行评价。学习过程评价的分数占40%，旨在促使学生参与到实训教学过程中，培养学生良好的学习态度与合作交流的意识等。学习效果评价的分数占60%，评价因子包括任务完成时间、任务完成度、操作技能规范、试误次数。试误次数作为一个减分项，是想通过这种方式培养学生严谨的操作态度。

5）实验实施。实验组学生先在虚拟现实实训室中进行实训，时间为一课时。首先完成学习模式，然后进入考核模式，考核成绩合格即可进入真实实训，真实实训环节也为一课时。在真实实训环节，学生熟悉电路设备后进行电路连接，最后完成考核。对照组的学生则按照学校常规的实训学习方法进行二课时的技能训练。教师首先进行讲解与演示，让学生了解家庭电路设备连接的正确操作以及相关理论知识，随后熟悉电路连接中的各种设备，依次进行实训操作，最后完成实训考核。

2 数据分析与讨论

实训结束后，利用总结性评价表对两个班级的学生进行技能测试，获得实训成绩的数据。通过发放学习动机、个人自我效能、心流体验的量表，获得这三个维度的后测数据。各维度的数据均有25个样本，运用SPSS 24.0对各维度的数据进行统计与分析，运用配对样本t检验分析两组学生学习动机和个人自我效能前测与后测的数据，运用独立样本t检验分析实验组和对照组后测的数据。

学习动机和个人自我效能运用配对样本t检验处理两组学习动机与个人自我效能前测与后测数据。结果显示，实验组实训前后的学习动机（p=0.020<0.05）和个人自我效能感（p=0.000<0.05）具有显著性差异，实训后学习动机均值（MD=21.6）与自我效能感均值（MD=22.2）高于实训前学习动机均值（MD=18.3）与个人自我效能感均值（MD=19.1）;对照组实训前后学习动机（p=0.503）与个人自我效能感（p=0.110>0.05）差异不显著。运用独立样本t检验分析实验组与对照组后测的数据，分析结果见表3。

结果显示，实训后学生学习动机与个人自我效能感p值<0.05，表明实验组和对照组实训后学习动机和个人自我效能感存在显著性差异，且实验组学习动机与个人自我效能感有明显提升，而对照组无明显改变。因此，虚实结合实训教学能够有效地激发学生学习动机，提升学生的个人自我效能感。

心流体验实训结束后利用心流体验量表收集两组学生心流体验数据，利用独立样本t检验分析实验组和对照组心流体验的数据，分析结果见表4。

从分析结果可以看出，p=0.001<0.05，在显著性水平p=0.05下，实验组学生和对照组学生经过不同的实训教学方式后，心流体验具有显著性差异，且实验组学生的心流体验平均值（MD=18.4）明显高于对照组（MD=14.8）。这说明教师采用虚拟现实实训结合真实实训的教学方式能够给中职学生带来更好的心流体验，让学生学习过程更愉悦。

实训成绩为检验虚实结合的实训教学方式能否提高學生的学习效率，运用独立样本t检验分析实验组和对照组后测的实训成绩，查看在不同学习方式下的实训成绩是否存在显著性差异，结果见表5。

从表5的分析结果可以看出，p<0.05，在显著性水平p=0.05下，实验组学生实训后的成绩和对照组学生实训后的成绩存在显著性差异，教师采用虚实结合的实训教学方式对中职生进行实训教学，学生的实训成绩均值（MD=

70.88）要明显高于教师采用常规实训教学方式的学生实训成绩均值（MD=62.96）。这表明虚拟现实实训结合真实实训能够使学生的实训学习过程更有效，能够在实训操作技能测试上取得更好的成绩。

3 结语

针对中职实训教学中存在的学生学习动机较低、学生缺乏自我效能感、学习体验感不好，最终导致学习效率不高的问题，本研究将虚拟现实实训与真实实训相结合运用到中职电工电子实训教学中，探讨利用虚拟现实实训与真实实训相结合的教学方式提高中职生实训学习的学习动机、个人自我效能感与心流体验，最终提高实训学习的成绩。研究结果表明，虚拟现实实训结合真实实训的教学方式能够有效提高学生的学习动机、个人自我效能感、心流体验与实训的成绩。虚拟现实实训融合真实实训在中职实训教学中的有效运用，以及中职教师对虚拟现实实训的肯定，坚定了在实训教学中推广虚拟现实技术的信心，也鼓励更多的研究者开发课程学习中的其他虚拟现实运用。■

参考文献

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