应用型本科院校VR+PBL 个性化教学模型的构建

桂林航天工业学院 李琳娜

新型冠状病毒肺炎疫情爆发期间，国内各类院校积极响应国家号召，开启了线上教学模式。线上教学模式以其灵活、便利的突出优势，使得我国各类院校的教学工作得以正常开展；但对于应用型本科院校学生而言，其实践能力的培养却面临诸多困难。那么，在后疫情时代如何解决这一困境，不仅是教育研究者、授课教师应思考的问题，也是应用型本科院校面临的机遇和挑战。

一、VR 技术

虚拟现实技术（Virtual reality technology，简称“VR”），是一种依靠计算机创建虚拟世界，并与之进行人机交互的计算机技术。1968年，Ivan Sutherland在IFIP会议上，首次提出了VR 技术。在我国，教育部2018 年出台的《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》，进一步明确了VR 技术在教育教学方面的重要地位。在应用型本科院校教学应用中，VR 技术因其交互性、沉浸性、构想性的突出特点，较其他教学方法来说有着无法比拟的显著优势。首先，在融入VR 技术的教学模式中，学生通过人机交互模式的操作，输出自己的想法、思路，增强了学生的参与性，实现了以学生为主的教学目标；其次，VR 设备因其适中的价格，有效缓解了因教学经费不足而造成的贵重仪器与学生数量之间的矛盾，在降低教学成本的同时，也解决了因学时限制每个学生不能都进行实际操作的难题。

二、PBL 模式

基于项目的学习（Problem-Based Learning，简称“PBL”），是指在授课教师的指导、调控下，将学习内容融入“问题”情境中，让学生在思考、分析、解决问题的基础上，学习课程知识内容，培养学生自主学习的习惯，提高学生解决问题的能力。1969 年，Howard Barrows 在McMaster University 倡议试行PBL 模式。1986 年，PBL 模式在上海第二医科大学和西安医科大学试行。PBL 教学模式包含三大要素、五个步骤。三大要素分别为学生、授课教师及问题。其中，学生是问题的解决者，授课教师是教学过程的引导者，问题是教学模式的递进元素。在PBL 模式中，学生是学习过程的主体，在思考、解决授课教师所提问题的过程中，通过个人探索、组内协作等方式，不断提升自我潜力及创造力，实现由被动学习向主动学习的积极转变。五个步骤为教学准备、创设问题情境、组内协作、解决问题、总结反思。教学准备为教学工作开始前，授课教师根据教学目标、教学大纲设置教学环节、课件、习题等。创设问题情境即将课程相关的知识点按照教学进度分解成若干个问题。同时，授课教师需将教学班级分为若干个小组，学生以小组为单位，分析、解决教师提出的问题，授课教师须在必要时向学生做出引导、示范。待问题解决后，学生以小组形式进行分享、汇报，授课教师对汇报内容进行点评、总结，并在此基础上提炼教学知识点，构建完整的知识架构。最终，师生共同对教学知识点再次巩固，直至实现学生对教学内容的内化。

三、个性化教学

2010 年，由SIIA、CCSSO、ASCD 主办的研讨会上发布了《创新教育：为个性化学习重建教育系统》的研讨报告，该报告明确指出教育公平要确保学生的教育路径、教学、课程、课程表能充分尊重、贴合学生的个性化需求。在个性化教学模式中，授课教师须在学情分析的基础上，制定具有个性化且符合学生个体特点的阶段学习目标、单元学习任务及最终学习要求，并在将课堂学习任务与学习资源、组织形式、学习方式合理匹配的基础上融入教学技术，实现教学创新，实现个性化指导和差异化教学模式。

四、构建应用型本科院校VR+PBL 个性化教学模型

融合VR 技术、PBL 模式的个性化教学，是对当前应用型本科院校传统教学模式不足的有效补充，也是创建应用型本科院校个性化教学模式的有效抓手，具体可从以下三个层面进行构建。

（一）课前教学活动的设计

首先，根据应用型本科院校教学目标、教学大纲要求，授课教师将教学内容制作成可视化的VR 视频，并按照教学进度，阶段性地上传至网络学习平台。同时，为更好地培养学生的自主学习能力，授课教师在网络学习平台中的预备学习模块添加课程计划、电子教材教学课件、习题等，学生通过登录网络教学平台，不仅可以查看教学内容相关资源，还可以通过VR 视频的观看，实现情境式自主学习，起到预习、理解、消化教学内容的教学目的。其次，在此阶段授课教师须根据授课多媒体教室、实验室的空间情况，将学生按照一定比例进行分组，分组后，学生不仅能通过组内交流、讨论的方式解决自主学习过程中遇到的难懂的知识内容，也有效形成了互相监督、主动学习的良好氛围。最后，在校内教师参与授课的基础上，由同行院校、校企合作单位等兼职教师进行网络平台教学活动，以保证学生能及时了解最全、最新的行业知识、动态。

（二）课堂教学活动设计

1.课堂开始前15 分钟，授课教师与学生共同回顾课前自主学习的知识内容。在回顾过程中，授课教师利用多媒体等形式展示本节课教学计划，让学生明确本节课的学习任务和目标。同时，为进一步加强后续学生独立探索、组内协作的有效性，授课教师还须讲授网络学习平台教学资源中未涉及的一些内容以及教学计划中的重点、难点内容。

2.课堂第16—35 分钟，独立探索与组内讨论。首先，授课教师根据网络学习平台上学生多次、反复提出的疑难点，提炼需进一步探讨的核心问题；其次，组织学生按照事先分配好的小组，通过独立探究和组内协作的方式进行解决，并形成解决方案；最后，答题环节，根据解答情况记录小组成绩、个人成绩，并将此成绩纳入平时成绩考核。

3.课堂第36—80 分钟，学生就核心问题，利用VR 设备进行实际操作。在该过程中，授课教师操作电脑主控端、学生佩戴的VR 设备。授课教师根据教学计划，控制、调整VR情景，学生根据VR 设备呈现的教学场景进行实际操作。在学生进行实践、实验操作的过程中，授课教师可对操作过程中难度较大的步骤、重点内容进行指导、演示，同时，在实操过程中，通过VR 平台系统一键统计的功能，记录学生的实操成绩。

4.课堂第81—90 分钟，评价结果，总结反思。在上一个阶段，学生通过VR 设备进行实际操作后，可能会验证独立探索及组内协作阶段拟定的问题解决方案，也可能会发现、提出一些新的问题，而这些问题往往就是实践课程、实验课程中的教学难点、重点。那么，这就要求授课教师针对这些问题，在进行解答之后，再将这些问题进行分类、归纳、总结，构建该节课程的知识架构，最后，师生共同对教学知识点进行再次巩固，直至实现学生对本堂教学内容的内化。

（三）课后教学反思

在授课结束后，授课教师对教学效果进行总结和反思，形成教学改进方案，并对VR 视频以及教学资料进行补充、升级、完善。同时，为更好地了解教学效果，提升教学质量，授课教师可制订试点班级实验计划。选定实验班级，将学生按照比例分两组，在实施VR+PBL 教学法融合的个性化教学模式一学期后，针对实际教学效果、教学过程中遇到的问题、学生对教学模式的认可度、同行教师的评价等方面进行半结构化访谈、问卷等形式的调查，根据反馈情况，再次改进、完善教学方案。

五、研究展望

目前，国内VR 技术、PBL 教学模式的应用只是在极少数应用型本科院校试行，两法并行使用的应用型院校、院系更是少之又少。笔者是在对应用型本科院校现有教学模式进行分析的基础上，创新性地提出VR+PBL 的个性化教学模式，希望能在理论方面对应用型本科院校教学模式改革研究起到一定的指导作用。未来，将在国内外学者研究的基础上，进行更深层次的研究和探讨，以期提升应用型本科院校教学质量，培养素质更高、能力更强的应用型本科人才。