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摘 要：实训教学是职业教育教学的重要组成部分，对于提高学生职业综合技能具有重要意义，但传统实训受资源条件的制约，教学难以达到预期目标，影响职业教育的创新与发展。本文从职业教育实训教学的现状出发，剖析了目前教学中存在的现实问题，在总结虚拟实训教学资源的表现类型后，以“室内设计”实训课程为例，分析了虚拟实训教学资源从内容选择到目标设定以及开发流程等各个环节。最后指出使用资源过程中的注意事项，为教育信息化背景下的职业教育教学提供了新思路。
关键词：职业教育；实训；虚拟现实；教学资源
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2018）21-0058-04
一、职业教育实训教学现状及问题的提出
实训主要应用于职业教育教学实践中，与培训对象的未来职业生涯紧密关联，通过实训过程，可以很好地实现从学习到职业的顺利过渡，可以说职业学校的生命线取决于实训教学质量的好坏。然而，目前来看，实训教学需要的设备往往更新率高、价格不菲。有些设备比较精密，容易损坏，不愿轻易给学生使用。其次，在大学扩招背景下，学校生均实验器材普遍不高，实验器材数量、设备功能都很难达到实际实验操作的需要。还有一些高危实训项目，学生的错误尝试，可能会带来很大的安全隐患。这些客观的原因限制了实训课程的顺利展开，导致了部分学生的操作技能不高，教学难以达到预期目标，影响职业教育的创新与发展。
早在十年前，教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》就指出，要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。但由于技术条件的制约，成效并不明显。2016年被称为“VR元年”，虚拟现实（VR）产业呈井喷式增长，教育领域著名组织“The New Media Consortium”（NMC）近几年发布的《地平线报告》中将增强现实和虚拟现实列为未来几年教育应用领域最具潜力的六个技术之一。如何在职业教育领域利用虚拟现实技术来改善实训教学环境、解决实训资源瓶颈、促进实训学习效果，优化并充分发挥实训的机能和作用，是擺在职教人才培养工程面前重大而新颖的新课题。
二、职业教育虚拟实训教学资源类型
1.桌面式的虚拟仿真
桌面虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口，通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互。学生在实训过程中通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但这时参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实的最大特点是缺乏真实的现实体验，但成本相对较低，因此是目前职业教育实训教学中应用最广泛的一种虚拟仿真技术。
例如，我校在摄影摄像实训教学中使用的虚拟仿真教学资源，设计了摄影摄像设备的3D展示、镜头的选择替换、拍摄场景的切换、拍摄环境光线变化、照相机参数调节、人物的添加等多项功能（图1），学生进入环境后，按照要求操作，熟悉相关技术。从某种意义上说，使用这种技术的桌面式虚拟实训课件功能上已经近乎与真实的操作流程完全一致，可以部分取代真实的实训操作训练，解决了设备数量不足的客观实训条件。这些课件和软件在职业教育实训课程中发挥了重要的作用。
2.增强现实式的虚拟仿真
增强现实性的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知或不方便的感受。典型的应用是利用手机端将虚拟世界套在现实世界并进行互动。目前，增强现实性的虚拟现实技术主要集中于军事、医疗等高端方向，目前流行于市场的也仅仅是一些简单的识别技术，并没有深入应用于职业教育。但是，随着移动终端设备的普及与升级，利用增强现实式的技术手段对无法在现实中实际操作或有一定危险和技术难度的设备进行虚拟操作，将是一种极其便利和低成本的解决方案。
3.沉浸式场景漫游
沉浸式的场景漫游以头盔或显示器为输出，将用户的视觉与外界隔离，从而让用户完全沉浸在场景中。操作者以第一人称进入虚拟场景，以实施漫游为主要目的，虽然可交互对象较少，但是通过漫游，能够让学生熟悉、了解空间环境，观察对象、明确目标特征，通过场景提示获得具有与实地观测相同、具有高真实感的现场学习效果。目前，这种方式在虚拟导游实训、虚拟车间参观实训、虚拟目标物观测类实训等课程里具有较多的应用。
4.带有交互功能的沉浸式场景漫游
与沉浸式的场景漫游相比，交互式漫游能够对场景中的特定物体进行交互操作，这样漫游的过程更加灵活，更具有教学性和应用价值。例如在一些展馆类的实践教学平台中，学生除了可以在该空间环境内走动并环顾四周外，还可以通过连接的控制器手柄实现定点的跳转，或者对场景中的物体进行移动、拾取、变换等多种交互控制，后面介绍的针对室内设计实训课程开发的资源也属于此类应用。
5.带有深度交互功能的虚拟仿真
在职业教育的实训课堂上，有很多针对职业技能的操作训练，如高精度的大型机床操作、危险性高的爆炸实验、发动机或计算机硬件的组装与维修等等。在现实教学环境中由于多种原因，很多实训环境是难以提供给学生的，这样就需要带有深度交互功能的实训教学资源来提供帮助。通过头盔控制手柄或其他外部传感器设备（如数据手套、体感控制器等）实现对设备的精细选择、控制、组装，最大程度地提升实训过程的逼真感。虽然目前这种虚拟化的操作还无法完全替代实操，但作为职业教育实操前的虚拟仿真实训，对贵重设备的保护和学生的安全具有重要作用。
三、“室内设计”虚拟实训资源设计案例
1.实训内容与要求
在实训中，要求学生在学习设计理论的基础上，以室内设计师的角色进入虚拟环境，把客户的需求转化成事实，通过沟通，了解客户的需求，在有限的空间、时间、工艺、物料、成本等压力之下，创造出实用及美学并重的全新空间，被客户欣赏。
关键词：职业教育；实训；虚拟现实；教学资源
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2018）21-0058-04
一、职业教育实训教学现状及问题的提出
实训主要应用于职业教育教学实践中，与培训对象的未来职业生涯紧密关联，通过实训过程，可以很好地实现从学习到职业的顺利过渡，可以说职业学校的生命线取决于实训教学质量的好坏。然而，目前来看，实训教学需要的设备往往更新率高、价格不菲。有些设备比较精密，容易损坏，不愿轻易给学生使用。其次，在大学扩招背景下，学校生均实验器材普遍不高，实验器材数量、设备功能都很难达到实际实验操作的需要。还有一些高危实训项目，学生的错误尝试，可能会带来很大的安全隐患。这些客观的原因限制了实训课程的顺利展开，导致了部分学生的操作技能不高，教学难以达到预期目标，影响职业教育的创新与发展。
早在十年前，教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》就指出，要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。但由于技术条件的制约，成效并不明显。2016年被称为“VR元年”，虚拟现实（VR）产业呈井喷式增长，教育领域著名组织“The New Media Consortium”（NMC）近几年发布的《地平线报告》中将增强现实和虚拟现实列为未来几年教育应用领域最具潜力的六个技术之一。如何在职业教育领域利用虚拟现实技术来改善实训教学环境、解决实训资源瓶颈、促进实训学习效果，优化并充分发挥实训的机能和作用，是擺在职教人才培养工程面前重大而新颖的新课题。
二、职业教育虚拟实训教学资源类型
1.桌面式的虚拟仿真
桌面虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口，通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互。学生在实训过程中通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但这时参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实的最大特点是缺乏真实的现实体验，但成本相对较低，因此是目前职业教育实训教学中应用最广泛的一种虚拟仿真技术。
例如，我校在摄影摄像实训教学中使用的虚拟仿真教学资源，设计了摄影摄像设备的3D展示、镜头的选择替换、拍摄场景的切换、拍摄环境光线变化、照相机参数调节、人物的添加等多项功能（图1），学生进入环境后，按照要求操作，熟悉相关技术。从某种意义上说，使用这种技术的桌面式虚拟实训课件功能上已经近乎与真实的操作流程完全一致，可以部分取代真实的实训操作训练，解决了设备数量不足的客观实训条件。这些课件和软件在职业教育实训课程中发挥了重要的作用。
2.增强现实式的虚拟仿真
增强现实性的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知或不方便的感受。典型的应用是利用手机端将虚拟世界套在现实世界并进行互动。目前，增强现实性的虚拟现实技术主要集中于军事、医疗等高端方向，目前流行于市场的也仅仅是一些简单的识别技术，并没有深入应用于职业教育。但是，随着移动终端设备的普及与升级，利用增强现实式的技术手段对无法在现实中实际操作或有一定危险和技术难度的设备进行虚拟操作，将是一种极其便利和低成本的解决方案。
3.沉浸式场景漫游
沉浸式的场景漫游以头盔或显示器为输出，将用户的视觉与外界隔离，从而让用户完全沉浸在场景中。操作者以第一人称进入虚拟场景，以实施漫游为主要目的，虽然可交互对象较少，但是通过漫游，能够让学生熟悉、了解空间环境，观察对象、明确目标特征，通过场景提示获得具有与实地观测相同、具有高真实感的现场学习效果。目前，这种方式在虚拟导游实训、虚拟车间参观实训、虚拟目标物观测类实训等课程里具有较多的应用。
4.带有交互功能的沉浸式场景漫游
与沉浸式的场景漫游相比，交互式漫游能够对场景中的特定物体进行交互操作，这样漫游的过程更加灵活，更具有教学性和应用价值。例如在一些展馆类的实践教学平台中，学生除了可以在该空间环境内走动并环顾四周外，还可以通过连接的控制器手柄实现定点的跳转，或者对场景中的物体进行移动、拾取、变换等多种交互控制，后面介绍的针对室内设计实训课程开发的资源也属于此类应用。
5.带有深度交互功能的虚拟仿真
在职业教育的实训课堂上，有很多针对职业技能的操作训练，如高精度的大型机床操作、危险性高的爆炸实验、发动机或计算机硬件的组装与维修等等。在现实教学环境中由于多种原因，很多实训环境是难以提供给学生的，这样就需要带有深度交互功能的实训教学资源来提供帮助。通过头盔控制手柄或其他外部传感器设备（如数据手套、体感控制器等）实现对设备的精细选择、控制、组装，最大程度地提升实训过程的逼真感。虽然目前这种虚拟化的操作还无法完全替代实操，但作为职业教育实操前的虚拟仿真实训，对贵重设备的保护和学生的安全具有重要作用。
三、“室内设计”虚拟实训资源设计案例
1.实训内容与要求
在实训中，要求学生在学习设计理论的基础上，以室内设计师的角色进入虚拟环境，把客户的需求转化成事实，通过沟通，了解客户的需求，在有限的空间、时间、工艺、物料、成本等压力之下，创造出实用及美学并重的全新空间，被客户欣赏。