虚拟现实技术在职业教育中的应用现状与趋势分析

◇浙江工业大学 康志淼

虚拟实训是当前中职学校为促进学生习得职业技能而采取的一种教学手段，因其逼真的教学情境、强大的再现能力、有趣的表现形式，近年来被广泛应用于各职业学校的技能教学中。目前，国内已有众多学者对虚拟现实技术在职业教育领域的应用开展了各项研究，通过对这些研究成果进行详细的梳理，可以深入的了解虚拟现实技术在职教领域的应用现状以及未来的发展趋势，为促进虚拟现实技术与职业教育的深度融合提供借鉴和参考。

1 前言

随着科学技术的不断发展和创新，虚拟现实技术应运而生。虚拟现实又称VR，是“Virtual Reality”的英文缩写，即“虚拟现实”的意思。开发者能够借助计算机软件和硬件，通过虚拟现实技术创造一个类似于真实世界的虚拟学习环境，学习者通过手柄、数据手套等虚拟现实终端设备，能够在虚拟环境中获得高沉浸性的交互式体验[1]。虚拟现实技术的这些特征，在教学实施过程中创建了一个高度仿真的虚拟环境，学习者可以通过手柄、键盘等工具来产生交互获得感知反馈，进行实践操作及技能培训[2]。因其具有沉浸性、想象性、交互性等特征，虚拟现实技术被广泛运用于职业教育的教学实践中，不仅节省了实训场地、空间和成本，而且还帮助学生不断反思自己的问题并进行针对性的练习。利用虚拟现实技术能够模拟并创建各种不同的任务情境，学生通过这种直观的任务式教学能够快速的掌握正确的操作。这在一定程度上提高了职业学校学生在学习过程中的学习兴趣，发展了学生的认知技能、培养了学生学会学习的能力、创造力、批判性思维等综合技能。虚拟现实技术在职业教育领域的出现和存在，不仅突破了经费、场地以及实操危险等多方面的限制，而且革新了职业教育的教学方式、教学思路和教学手段，更以其形象逼真的教学方法，强大的再现能力，有趣的表现形式，近年来被广泛应用于各职业学校。

虚拟现实技术的这些特性，使得它在职业教育领域具有良好的发展前景。此前，国内很多学者都已经对虚拟现实技术在职业教育中的应用开展了多方面的研究。通过对这些研究成果进行详细的梳理，可以深入的了解虚拟现实技术在职教领域的应用现状以及未来的发展趋势，为促进虚拟现实技术与职业教育的深度融合提供借鉴和参考。

2 研究方法与过程

本研究采用文献分析法，在研究的过程中，严格遵循科学的方法，相关数据统计和图形绘制均采用Excel2016来进行。截至2020年6月底，在中国知网学术期刊全文数据库中，以“虚拟现实+教育”“VR+教育”为主题词和关键词分别进行精确检索，限定中文文献，时间设置为2011年至2020年，文献来源选择SCI期刊、EI期刊、核心期刊、CSSCI及CSCD，共获得文献359篇。而用同样的方法，以“虚拟现实+职业教育”“VR+职业教育”为主题词和关键词分别进行精确检索，对检索之后的文献进行筛选后，共获得文献51篇，且以相关理论研究居多。自2011年至2020年6月30日，虚拟现实技术在职业教育中的应用每年的发文量如图1所示。通过分析文献可知，国内对虚拟现实技术在普通教育中的应用研究主要集中在应用理论探索、学科教学实践、虚拟学习资源建设、校园环境虚拟仿真等方面[2]。对2011～2020年虚拟现实技术在职业教育中应用的发文数量进行详细分析后发现，其发表文章数量相较于普通教育普遍偏少，由此可见，虚拟现实技术在职业教育领域的应用研究尚处于初步探索阶段，其与职业教育的深度融合还有很长的路要走。

图1 2011～2020年虚拟现实技术在职业教育中应用的发文数量年度统计

3 虚拟现实技术在职业教育中的研究现状

3.1 样本统计分析

将51篇文献的研究内容、发表年限作为研究维度，通过对研究内容的汇总分析，将其分为6个维度，各维度自2011至2020年发表文献的数量如表1所示。

表1 2011～2020年虚拟现实技术在职业教育中应用的研究维度及数量

3.2 研究内容分析

（1）相关理论研究。理论研究主要集中在虚拟现实技术在职业教育中应用的必要性、可行性以及虚拟现实在职业教育中应用的挑战和对策等理论研究，其占比49%。

（2）教学应用研究。由于职业教育教学内容和教学过程的特殊性，因此，可以将教学应用研究分为两个维度，分别是课堂教学中的应用研究、实训教学中的应用研究。课堂教学应用研究是指利用虚拟现实技术将教学内容中的抽象原理及概念可视化，将无法用语言表达的过程具体化，使学生可以在虚拟的学习环境中身临其境感知知识[3]，其内容涵盖教学方法探索、教学策略运用、教学设计等，涉及的具体学科有护理学、旅游、建筑、机械、计算机等，占比5.9%；实训教学中的应用研究是指，利用虚拟现实技术构建各种满足学习条件的任务式情境，学习者在这种虚拟的情境中能够进行反复练习，从而习得职业技能。其内容包括实训教学过程、教学设计等，占比2%。

（3）教学模式探索。教学模式发展到今天，衍生出了多种不同的教学模式，尤其在职业教育领域，典型内容有体验式教学模式、理实虚一体化教学模式、项目化教学模式等，其中对教学模式进行实证研究的仅有2篇。由此可见，要实现虚拟现实技术与职业教育的深度融合，需要对职业教育新的教学模式进行积极广泛的探索。

（4）虚拟现实教学资源开发。内容为实训教学资源开发，教学资源的设计与开发包含建设的路径研究、实训基地的建设、教师信息化应用能力的提升、虚拟实训平台的设计和开发等。在所有这些研究中，结合教学需求，和企业联合开发虚拟实训平台并进行应用的仅占比4%，自主开发虚拟实训平台进行使用的占比8%，其余均为直接购入企业的虚拟现实实训平台的成品进行使用。

（5）教学效果评价。对于虚拟现实技术是否能够有效提升职业教育教学效果的研究，其内容主要涉及学生学习兴趣的提高和学习能力的培养，学习能力的培养包含自主学习能力、实践操作能力和创新能力等，其占比2%。虚拟现实技术是否能成为有效提升职业教育实训效果的有效途径，需要对其结果进行长期大量的量化研究，因此对于该领域的研究还需聚焦在教学效果的评价研究上。

（6）专业建设。结合虚拟现实技术进行专业建设的研究不多，仅占比2%，在当前国内外对于技能人才的迫切需求下，利用虚拟现实技术进行与企业发展相适应的专业建设是十分必要的。

4 研究趋势分析

通过对近十年来，虚拟现实技术职教领域的研究可以发现，研究主要集中在相关理论研究和教学资源开发上，占总发文量的78.4%，且相关理论研究大部分都是分析其应用的可行性及必要性。通过梳理，总结出以下几点：①应用的优势及意义：包括激发学生兴趣、提高学生能力、规避实验风险、节约实验成本等；②教学影响探讨：包括对师生角色的转换、教学方法、教学手段等的影响；③面临的挑战和应用对策：包含目前虚拟现实技术在职业教育领域中应用的现状、存在的问题分析、结合问题给出相应的对策建议等。

虚拟现实技术在职业教育中应用研究的另一个重点内容是教学资源的设计开发。虚拟现实在教学中使用它的最大问题之一是内容的创建[4]。通过数据分析可知，虚拟实训平台的设计和开发是目前相关研究的短板。在过去的十年中，虚拟现实技术在职教教学应用方面缺乏创新和深入的研究，并且许多中职学校和职业院校的教师表示，很难将虚拟现实平台与课程的教学内容结合起来，其根本原因是由专业公司开发的虚拟实训平台功能定位与职业教育的教学需求之间存在较大差异，致使教师无法利用虚拟实训平台进行有效的教学设计，进而发挥辅助教学的作用[4]。将虚拟现实技术有效运用于职业教育课程教学中，首先需要适合各种课程教学形式的虚拟实验实训平台。因此，相关实训平台开发和实践应用效果研究将成为未来研究的一个趋势。

综上所述，目前国内的虚拟现实技术在职业教育领域的相关研究和应用还处于初步阶段，当前研究主要涉及虚拟现实技术在职业教育领域的理论研究、虚拟现实技术教学资源的设计开发、利用虚拟现实技术进行教学模式的探索、教学效果评价等，对于虚拟实验平台的开发和应用方面的研究还比较少，教学效果也有待进一步明确。这对研究虚拟现实在职业教育中具体应用的专家和学者提出了挑战，要实现虚拟现实技术与职业教育的深度融合，必须从职业教育的意义和特征出发，整合企业发展和教学应用的实际需求，尊重职业教育和教学的规律，对虚拟现实技术在职业教育和教学中的应用方向进行重新分类、描述、分析和思考。这对虚拟现实技术在职业教育教学中的应用推广、解决职业教育实践教学的瓶颈问题具有重要意义[5]。目前，利用虚拟现实技术在职业教育中开展的教学活动，仍然缺乏完善、系统的教育理论的指导，缺少丰富的教学模式和教学设计[6]。如何立足学生发展，结合教学目标，制定合适的教学策略，实现教学效果的最优化，值得我们深入研究。