李真彦?马旭?张书怡?田宇?方艳花

摘要；目前，我国教育正日益重视对学生的实际操作技能的培养。但是，在实际操作中存在着场地限制、操作危险性、设备数量不足、设备更新不及时、师资不足等诸多制约。为了更好地培养学生的动手能力，本研究突破了学科的界线，把VR/VA 虚拟现实技术引入到实训教学中，为学员搭建了一个交互、VR/VA 虚拟化、直观的学习平台。VR/VA 虚拟教学技术不受空间和时间的限制，更高的仿真设备的安全性，VR/VA 虚拟教学环境的实时更新，以适应社会的发展，并能充分调动学生的学习积极性、创造性和主动性。通过对VR/VA 虚拟现实技术和教学实务操作课程的深入结合，可以促进教学改革，并在教学中实现持续的突破和创新。

关键词：VR；VA；虚拟场景；实训教学

一、VR/VA 虚拟场景在学生实训中的运用现状

所谓VR/VA 虚拟技术，它以沉浸感、交互性、用户参与环境、叙述三大要素为基础，通过让学生的学习过程变得有趣、有趣，在教育和教学中有着巨大的发展空间。在教学过程中运用VR/VA 虚拟现实技术，可以把沉浸式教学与传统的教学相结合，并借助教育辅助的可视化手段，使学生获得触觉、视觉、听觉等多种感官体验。本文综述了VR/VA 虚拟现实技术在实训中的应用。20世纪60年代，美国首次采用VR/VA 虚拟现实技术，目的是为了引起受众的关注。从80年代开始，VR/VA 虚拟现实技术已成为职业教育和训练的热点。挪威为了提高航海专业中学员的实务操作技能，采用微软 Kinect传感器对学员在甲板作业过程中的真实运动轨迹进行分析。波兰以叉车的实际操作为实例，将VR/VA 虚拟现实技术运用于学校技能实训教学中，经实践证明，与传统的叉车教学相比，该课程节省了大量的时间，而且通过VR/VA 虚拟教学，学员对叉车的认识也得到了进一步的了解。波兰也采用了最新的工业4.0模式，通过可重组生产系统和VR/VA 虚拟现实技术对学生进行实际操作能力的训练。总之，国外近几年来，通过运用VR/VA 虚拟现实技术，加强了学生对知识的认识，提高了学生的综合实践能力，提高了院校的核心競争力。

我国的VR/VA 虚拟现实技术还处在起步阶段，在实训教学中的应用还比较薄弱，同时也存在着许多问题：目前，VR/VA 虚拟现实技术已经不能完全取代传统的实训教学，新旧技术并存的时期如何实现优势互补，新旧交替阶段如何实现对接与过渡；由于VR/VA 虚拟现实仿真的实训教学一直被限制在学校的教学中，并未与企业的研究开发部门进行联系。为此，本文对传统的实训与VR/VA 虚拟现实技术的优缺点进行了比较，指出了该技术在实训中的应用前景和优越性，指出了该技术在实训中的应用：在教学中要注意“传统”和“新型”的转换和融合，建立“校、企、研”三方协作平台，为实训教学的实施提供支撑。

二、VR/VA 虚拟场景在学生实训中运用所面临的问题

（一）实践教学与现实需要脱节

随着社会、经济的发展，工业的结构也在不断地调整，企业所使用的技术也在不断地更新和发展，而有些学校的教学内容却还停留在原来的教学内容上，并没有随着工作的需要而进行相应的调整，也没有能够按照企业的要求进行实训项目的设计和开发，造成培养出来的学生在职业能力上无法满足企业的实际需要。目前，我国高职实践教学中仍存在着许多问题，主要在于自身定位不明确、不能与时俱进，无法适应当今社会和经济发展对人才的需求。

（二）实训计划经费不足

有些实训工程的施工，设备复杂，原料昂贵，材料消耗巨大，而目前学校经费来源比较单一，以自筹和专项经费为主，因此很多实训项目都是以走走过场为目的，取消了部分实训课程，让学员们在教室里听课，很少有实际操作的机会，不利于培养学生的职业技能，与实训教学目的背道而驰。

（三）实训条件尚待改善

实践基地是教育教学中进行职业技能培训与素质培养的必要前提，是办出特色、提高质量的基础。当前，绝大多数高职的实习基地基本都是基于“小而全”、“自力更生”模式，实践基地的建设不能满足高校的发展需要。此外，各高职在实际训练中所使用的器材明显缺乏、技术落后、更新缓慢，无论在数量上、在技术上都无法满足高职人才培养的要求，这会使实习教学效果下降。比如，目前高职后勤管理专业中，很多高校已有的实训设备和硬件实训设备尚未完全适应现代物流企业的“准真实”教学环境，很难适应高职专业教学的综合能力培养。很多学校都在进行校外实习基地的建设，但都是走个过场，大学生课外实践活动受多种客观条件的制约。工读交替、顶岗实习、校企结合、产、学、研结合等领域的深度不够，毕业生在现代企业中从事相关的专业技能培训也不是一帆风顺。这主要是由于：一方面，企业担心接收实习生会对企业的正常生产产生负面影响，使公司的内部和技术秘密泄露，从而导致企业蒙受损失；另一方面，很多公司招收实习生，也只是让他们在公司里转转，或者让他们去做一些比较简单的技术培训，很难保证他们有充分的就业机会。

（四）实训存在安全风险

在机械、电子、电气、医药生产等领域进行实践教学仍有安全隐患。造成安全问题的因素很多，有老师的因素，也有学生自己的因素。部分实习老师没有经过系统的安全训练，在某种程度上会缺少安全理论知识、技能和安全工作经验；此外，由于实习老师数量不足，学员与实习老师的比例往往不合理，一名实习导师要负责的学员太多，难以对每个学员的作业行为进行全方位的监控，从而造成了安全隐患。在学生中，因自身的安全意识、自我防护、防范意识差，操作不当、操作不当等因素均有引发安全事故的风险；另一方面，由于存在着严重的安全意识，忽视了职业能力的培养，导致了许多实习岗位的丧失。

三、院校实训中VR/VA 虚拟现实技术应用的优越性

（一）打破时间和空间的界限

在很多院校，由于实习环境的制约，目前已有的教学器材难以适应学员的实际训练需要。通过使用VR/VA 虚拟现实技术，使传统的课堂教学时间和空间都得到了极大的突破，使学生在VR/VA 虚拟世界中获得了更为丰富的体验。一方面，通过VR/VA 虚拟现实技术构建VR/VA 虚拟学习环境，使学生能够更好地了解物体的内在结构，从而更好地了解所学的知识。比如，建立一个VR/VA 虚拟的汽车引擎维护学习系统，使学员能够更好地了解引擎的构造与功能，并能更好地理解整个保养流程。同时，在实际教学中，有些实验过程和结果难以在短期内得到有效的展示，利用VR/VA 虚拟现实技术，可以很好地解决这些问题，使课堂教学更加高效。比如，在过去的农业、林业、林业等学科中，许多专业实践活动都是按季节规律进行的，每年也只有一定的时间和一定的时间。如花卉栽培，动物繁殖，育种等。利用VR/VA 虚拟现实技术，可以解决这个问题，建立一个不受季节和时间约束的VR/VA 虚拟现实系统，缩短了训练中的生物生长期，并着重研究了每个重要的知识和它们之间的关系。

（二）改进教学氛围

许多高职往往面临着资金短缺的窘境，导致实训基地难以建立，训练器材的更新也难以适应社会发展的需要，难以适应现实的教学需要。与实训基地的建设投入相比，利用基本的网络设备、软件技术，可以研制出既方便又实用的VR/VA 虚拟现实系统，既节省了资金，又丰富了教学资源。此外，为满足目前企业装备快速更新的趋势，在实训基地中适当应用VR/VA 虚拟现实技术进行实训教学是不错的选择，即便是在原有基础上进行改进和完善，投入也不会太多。通过使用VR/VA 虚拟现实技术，在实际生产中进行模拟训练，使学员不再受到设备、场地等限制，随时随地进行实验操作学习和实际操作训练，就像是在真实的环境中学习一样，让学员能够更好地了解所学的知识。

（三）防范因作业而引起的安全隐患

对一些风险较大、难度较大的实训项目，可以通过VR/VA 虚拟培训，让学员们熟悉岗位的操作要领和技术要求，然后将其组织到实际的环境中进行实训，既确保了培训的安全性，又使学员有了实习的机会，同时也解决了一些实际中很难实施的实际问题。比如，VR/VA 虚拟电气操作培训系统，能避免由于学生的操作失误而导致的触电事故、人身伤亡；通过VR/VA 虚拟手术，可以防止因学生操作不当而导致的医疗事故；通过VR/VA 虚拟化学实验，能够有效地防止因化学反应而引起的燃烧和爆炸对人体的伤害。

（四）加强实训的效果

将多媒体技术与VR/VA 虚拟现实技术相结合，创造出一个具有人文关怀的学习环境。它既可以提升学生的学习兴趣，又可以激发他们的学习积极性。随着教学方法和教学手段的变化，许多高职院校纷纷设立了各类专业VR/VA 虚拟实验室。比如，在电子线路的教学中，利用VR/VA 虚拟现实技术，可以使学生对电路的结构、状态、功能有一个直观的认识，并可以对其进行相应的电路部件进行操作，并进行相关的实验。再比如，通过VR/VA 虚拟的电子商业系统，可以为学生提供一个产品的数码模型，让学生通过网络进入VR/VA虚拟的店铺，从不同的角度观察产品，并亲自选择物品，体验购物的过程。在校期间，学生可以亲身体验工作环境，感受工作气氛，进行相应的工作技能培训，积累“工作经验”，以便在毕业后迅速适应工作需要。

从总体上看，VR/VA虚拟現实技术是一种新兴的信息技术，在教育和教学中得到了广泛的运用，既丰富了传统的教学媒介，又拓展了技术的延伸，为教育实践教学提供了有力的支撑；学员们不用再受到训练场所、训练器材等方面的约束，不用太过担心训练时间紧张、训练过程中的安全隐患，可以自由地在VR/VA虚拟学习世界中自由遨游，享受优质的教学资源，从而提升学习的效率。随着VR/VA虚拟现实技术在教育实践中的运用，将为教育教学的改革与发展带来新的契机。

四、VR/VA 虚拟场景在学生实训中的运用建议

（一）适当的VR/VA虚拟现实系统的选用

VR/VA 虚拟现实系统的设计与开发，所需的软件和硬件平台也是完全不同的。高职院校应根据实训条件，根据实训目的、培训经费、技术实力等因素，合理选用适合自己的实训教学。

（二）要正确对待VR/VA 虚拟和真实之间的关系

VR/VA 虚拟现实技术的实质就是人与电脑之间的交流，它为人类提供了多种服务。无论使用何种VR/VA 虚拟现实技术，都与现实世界有着很大的区别，因为它并不能为学生们提供真正的视觉、听觉、触觉、嗅觉等方面的信息。在实践教学中，必须正确处理VR/VA 虚拟实训与VR/VA 虚拟实训之间的关系，而不应忽略“真实实训”和“VR/VA 虚拟实训”的重要作用。

（三）加强教师与学生之间的感情沟通

科技能够提高人们的学习、生活、工作的效率和方便，但也会导致人们的懒散和过度依赖，削弱了人们的自主思维和探索精神。VR/VA 虚拟现实技术与高职教育相融合的过程中，也会产生这种技术对人文精神的冲击，使其在某种程度上减弱了师生的情感交流，并不能促进学生的情感发展。由于VR/VA 虚拟现实技术在教学中的应用，要求在计算机和网络终端等多种软件和硬件的支持下，使教师与学生之间的直接联系更加复杂。由于VR/VA 虚拟现实技术的存在，教师与学生的沟通受到一定程度的限制，从而影响了教师与学生的情感交流。

（四）进一步加强VR/VA虚拟现实技术的应用

当前，VR/VA 虚拟现实技术在我国的应用还不够广泛，对软件和软件技术的需求比较大，VR/VA虚拟技术的设备比较复杂，成本比较高；其次，VR/VA虚拟模拟系统的质量还需要进一步完善。专业的软件开发队伍很难掌握其本质；由于目前高职院校的师资力量较弱，难以研制和开发出一套完整、结构良好的教学软件。第三，没有一个统一的行业标准，开发人员各自在自己的领域内使用各自的技术，很难形成一个统一的行业标准，而且因为缺乏一个统一的体系，所以最终的产品在性能和技术指标上会有很大的差异。

（五）完善后期的管理和维修工作

只有保证VR/VA 虚拟现实教学体系能够正常运行，合理使用，才能使其在教学中的技术优势得到最大程度的发挥。但在实际应用中，很多学校仅仅将建成的VR/VA虚拟现实教学系统当作摆设，没有专门的人员进行维护。究其原因，在于学校相关部门对VR/VA虚拟现实教学系统的管理与维护工作缺乏足够的重视，对其进行管理与维护也没有严格的标准。有些地区仅仅将VR/VA虚拟现实教学体系建成作为一种“面子工程”，没有相应的后续维护计划，对于提高高职实训的教学质量没有太大的帮助。

（六）调查研究应用效果

从研究到实际运用，VR/VA 虚拟现实技术经历了一段相当长的历史，至今仍处在积极的探索和发展中。VR在教育、培训等领域的应用还有很长的路要走，两者之间的关系还很复杂，但也有很多技术和理论上的问题。

五、结束语

随着VR/VA 虚拟现实技术的不断发展，实践训练的内容和训练形式也会发生变化。将VR/VA 虚拟现实技术和实务操作课程相结合，将会推动教学改革，并在教学中实现持续的突破和创新。目前，关于 VR技术在实训教学中的实践效果的研究还很少，比如 VR技术在实践中的应用、内容的整合、手段的丰富、实训的效果等方面还需要进一步的探讨和探讨。

作者单位：李真彦 马旭 张书怡 田宇 方艳花 云南城市建设职业学院

参  考  文  献

[1]曾照香，刘哲，李金亮. 新时代职业院校智能制造虚拟仿真实训基地建设研究[J]. 教育与职业，2022（09）：109-112.

[2]张亮，王国庆. 高职院校虚拟仿真实训基地建设研究——以江苏经贸职业技术学院为例[J]. 江苏经贸职业技术学院学报，2022（03）：34-37.

[3]林彬，宋晨晨，闫秋娜，等. 海上无线通信虚拟仿真实训平台建设研究[J]. 电气电子教学学报，2022，44（2）：175-179.

[4]杨征，王利，华卫. 虚拟项目化实训系统的设计与实现[J]. 实验技术与管理，2014（8）：110-113，117.

[5]邓卉. 基于3ds MAX和Unity 3D的湘瓷工艺虚拟场景设计与实现[J]. 数字通信世界，2021（10）：65-66.

[6]杨刚，江川. 基于虚拟技术构建无人机拆装实训教学的研究[J]. 科学与信息化，2021（26）：138-140.

李真彦（1980.01-），男，白族，云南昆明，本科，工程师，研究方向：信息计算及智能系统。