為貫徹落實全國教育工作會議和《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》,切實增強中等職業(yè)教育大規(guī)模培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者和技能型人才的能力,大幅度提升其支撐經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級、企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)革新、民生改善以及我國參與國際合作與競爭的能力,國家開始推動和實施中等職業(yè)院校教學(xué)改革創(chuàng)新計劃,該計劃的核心工作目標(biāo)就是:重點支持建設(shè)1000所國家中等職業(yè)教育改革發(fā)展示范學(xué)校,2000所國家中等職業(yè)教育優(yōu)質(zhì)特色學(xué)校,一批中等職業(yè)學(xué)校達到現(xiàn)行省級重點學(xué)校建設(shè)標(biāo)準(zhǔn);2/3的學(xué)生接受優(yōu)質(zhì)中等職業(yè)教育。
在大力推進職業(yè)學(xué)校教學(xué)改革的過程中,要實現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量、增強學(xué)生的實踐和動手能力、及時滿足企業(yè)對技術(shù)性人才的需求,職業(yè)學(xué)校面臨許多困難,其中最大的一個瓶頸就是教學(xué)手段和教學(xué)方法。同時如何大規(guī)模培養(yǎng)雙師型教師,也是擺在許多職業(yè)院校面前的巨大挑戰(zhàn)。
當(dāng)前職業(yè)院校在教學(xué)過程中,遇到幾大難題:
第一:資金投入的瓶頸
從國家對職業(yè)院校培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)量上考量,現(xiàn)有的職業(yè)院校的資金投入嚴(yán)重不足,難以和發(fā)達國家比較,而且在未來的5-10年內(nèi)都無法達到發(fā)達國家的人均投入水平,最主要的差距就是對實訓(xùn)設(shè)備的投入,如何讓每個學(xué)生親自動手實踐(而不是小組觀摩演練的模式)?如何讓每個學(xué)生從做中學(xué)、做中教中不斷改進從而達到提高動手能力和實踐經(jīng)驗的目的?如何為學(xué)生提供更多的機會了解和掌握各種設(shè)備操作、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、故障分析和診斷等,這是每個職業(yè)院校面臨的巨大困難,全國僅中職學(xué)校就有12,000多所,要實現(xiàn)每個學(xué)生都能實際動手操作,在實訓(xùn)設(shè)備的資金投入上是難以滿足的。
第二:教師隊伍的瓶頸
職業(yè)院校要培養(yǎng)出優(yōu)秀的、滿足企業(yè)實際生產(chǎn)需求的技術(shù)人才,最核心的教學(xué)資源不是實訓(xùn)設(shè)備,而是雙師型教師隊伍的建設(shè),只有大量的既懂企業(yè)實際生產(chǎn)需求、由掌握理論知識,將實踐與理論進行有機地結(jié)合,才能培養(yǎng)出復(fù)合型的技術(shù)人才。作為學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo),不是某一個固定的技能崗位,而是要全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì),為學(xué)生一生的職業(yè)生涯規(guī)劃打下良好的基礎(chǔ)。在辦學(xué)理念上,職業(yè)院校的教育應(yīng)當(dāng)為學(xué)生的一生負(fù)責(zé),為學(xué)生未來的人生之路打下必要的理論和實踐的基礎(chǔ),這也是學(xué)校教育和工廠短期培訓(xùn)的巨大差異。但現(xiàn)有的教師培養(yǎng)體系,難以滿足國家對雙師型教師培養(yǎng)的目標(biāo),教師隊伍的建設(shè)是當(dāng)前職業(yè)院校教學(xué)改革以及提高教學(xué)質(zhì)量的巨大瓶頸。
第三:教學(xué)手段的瓶頸
現(xiàn)有的職業(yè)院校在教學(xué)過程中,依然大量使用書本教學(xué)結(jié)合實訓(xùn)的模式,而且大量的教學(xué)時間用于書本教學(xué),在中職的職業(yè)技能教育過程中,通過書本教學(xué),需要學(xué)生具有比較強的文字理解能力和三維空間想象能力,這樣才能比較好地掌握各種結(jié)構(gòu)原理與操作,而這恰恰是中職學(xué)生的軟肋。在中國現(xiàn)有的教學(xué)體系下,進入中職的學(xué)生,恰恰是不適應(yīng)書本學(xué)習(xí)的人群,文字理解能力、邏輯推理能力、三維空間想象能力都是他們的弱項。從現(xiàn)有的教學(xué)效果看,書本教學(xué)的模式普遍效果較差,比如在模具教學(xué)中,甚至產(chǎn)生了一個班90%以上的學(xué)生學(xué)不懂,不能理解老師講解的內(nèi)容,這對老師和學(xué)生都是巨大的傷害,許多的中職學(xué)校教學(xué)都遇到一個教學(xué)手段滯后的問題。
第四:學(xué)生素質(zhì)的瓶頸
進入中職學(xué)校的學(xué)生,相當(dāng)一部分是學(xué)習(xí)成績較差、學(xué)習(xí)積極性較低、課堂紀(jì)律較差的學(xué)生,他們有很好的學(xué)習(xí)潛質(zhì),但普遍不適應(yīng)現(xiàn)有的書本課堂教育模式,這對教師的課堂及實訓(xùn)教學(xué)帶來了許多的困擾,短期內(nèi),我們無法解決中職學(xué)校的生源素質(zhì)問題,但我們要考慮如何去改變教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)境,去適應(yīng)現(xiàn)有的中職學(xué)校學(xué)生,讓他們更有興趣參與到技能學(xué)習(xí)中去,讓學(xué)習(xí)有更多的趣味性,更多的動手操作訓(xùn)練,更多的可視化的學(xué)習(xí)環(huán)境。
當(dāng)然,中職學(xué)校的教學(xué),遇到的困難不止以上分析的幾點。綜合來說,當(dāng)前遇到的最主要的問題在于:資金投入不足、教師隊伍不足、教學(xué)手段滯后、生源素質(zhì)較差。下面我們就探討一下,如何通過教學(xué)改革,在一定程度上解決以上問題。
縱觀全球的職業(yè)教育發(fā)展,我們可以發(fā)現(xiàn)一個共同的軌跡:三維互動虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用越來越普及,并且在歐美日等國得到的高速的發(fā)展,許多國家從國民素質(zhì)總體提高的高度,對三維互動虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行了大規(guī)模的推廣和普及,尤其是在職業(yè)教育領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)成為主流的教學(xué)手段和教學(xué)工具。
從國內(nèi)職業(yè)院校的實際使用情況看,虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在一些專業(yè)得到了應(yīng)用,如數(shù)控機床、汽修等,但遠(yuǎn)未達到普及的地步,另一方面,國內(nèi)職業(yè)院校使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開展教學(xué),還存在一些普通的困難和問題:
第一:缺乏互動性
各個院校都有部分的教學(xué)采用了虛擬現(xiàn)實技術(shù),但普遍缺乏人機互動的效果,許多三維模擬都是事先做好的,讓學(xué)生按照固定的模式進行訓(xùn)練,這雖然也解決了許多問題,相對過去落后的教學(xué)模式是一個巨大的進步,但缺乏交互性,尤其是具有容錯能力的交互操作,是職業(yè)教育中的一大缺憾,職業(yè)教育不同于高等教育和普教,非常強調(diào)學(xué)生的實踐能力,強調(diào)解決具體問題的能力,而這些能力都需要從錯誤中學(xué)習(xí)和掌握,如果學(xué)校采用的訓(xùn)練系統(tǒng)沒有容錯能力,都是讓學(xué)生按照固定的模式、學(xué)習(xí)固定的設(shè)備故障,學(xué)生一旦進入到實際工作崗位,遇到實際的問題,還是不能學(xué)習(xí)如何發(fā)現(xiàn)和解決問題。
對于職業(yè)教育中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用,互動性是一個關(guān)鍵性的技術(shù)指標(biāo),也是衡量一個學(xué)校專業(yè)教學(xué)改革的核心要求。
第二:缺乏統(tǒng)一技術(shù)平臺
國內(nèi)現(xiàn)在的各種虛擬現(xiàn)實的三維課件,技術(shù)應(yīng)用是五花八門,各個課件都是一個獨立的文件,無法進行相互交流,不同的學(xué)校使用不同的技術(shù)平臺開發(fā),文件的格式也不盡相同,運行環(huán)境千差萬別,造成了教學(xué)資源的大量浪費,許多學(xué)校開發(fā)了一個又一個的三維教學(xué)課件,但由于文件格式差異,制作的企業(yè)使用的技術(shù)手段不一致,及使在同一個學(xué)校內(nèi)都難以通用,更不要說學(xué)校之間的交流了。當(dāng)前的職業(yè)教育虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用,非常缺乏一個統(tǒng)一的技術(shù)平臺作為支撐。
第三:缺乏開放的編輯平臺
當(dāng)前國內(nèi)使用的大部分三維互動的課件系統(tǒng),都沒有一個開放的編輯平臺,職業(yè)教育的特點是培養(yǎng)出企業(yè)實際需要的人才,而企業(yè)對職業(yè)教育的最基本的要求是:與時俱進,根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展,職業(yè)教育內(nèi)容、手段和方法,都需要不斷更新,這就需要學(xué)校使用的三維教學(xué)課件可以編輯,教師可以根據(jù)實際的發(fā)展,不斷地調(diào)整和修改,讓教學(xué)工具隨著社會的發(fā)展而發(fā)展,更重要的是,可以根據(jù)每個地區(qū)的實際用工情況和要求,進行個性化地改造,更好地使用本地職業(yè)教育和企業(yè)用工需求。
第四:缺乏國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)
教育是一國之本,教育是百年大計,因此教育工具和教育手段也應(yīng)該從長遠(yuǎn)進行考慮,缺乏中國自主知識產(chǎn)權(quán)的三維互動虛擬現(xiàn)實技術(shù),是制約國內(nèi)職業(yè)教育領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用三維互動教學(xué)手段的重要因素,許多學(xué)校使用的三維教學(xué)課件,都是3DMAX等國外軟件制作的,底層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是黑箱操作,無論是課件的開發(fā)和維護,還是課件未來的不斷技術(shù)更新,都帶來了許多的問題,尤其是對國家大規(guī)模推廣和普及相關(guān)的三維互動教學(xué)課程,帶來了巨大的風(fēng)險,同時無法大規(guī)模降低我們的教學(xué)成本。
綜上所述,中國的職業(yè)教育改革,非常需要一款互動性強、可編輯、開放性、統(tǒng)一性、擁有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的三維互動教學(xué)平臺,通過這樣一個平臺,可以大大加速職業(yè)教育的發(fā)展,為職業(yè)教育提供更好的教學(xué)手段,無論對于教師還是學(xué)生,都是莫大的福祉,我們也一直期待著這樣的產(chǎn)品和技術(shù)的出現(xiàn)。
教育部職業(yè)技術(shù)教育中心研究所培訓(xùn)中心與廈門創(chuàng)壹軟件有限公司,強強聯(lián)手,聯(lián)合開發(fā)了一套三維互動虛擬現(xiàn)實教學(xué)平臺,專門為老師研發(fā)的輕松快速制作三維虛擬互動教學(xué)、實驗內(nèi)容與考核的教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)。
三維互動虛擬現(xiàn)實教學(xué)平臺在理論和實踐中起橋梁作用,打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式,以直觀生動的3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示抽象的教學(xué)內(nèi)容,同時增加了學(xué)生動手的機會,提高了操作的熟練程度。不但可以進一步提高和完善實驗教學(xué),而且大大地降低了各類實驗費用;虛擬現(xiàn)實三維互動教學(xué)平臺明顯優(yōu)勢體現(xiàn)在能夠創(chuàng)造一個與實際近乎相同的仿真環(huán)境,使得環(huán)境和符合人們自然交互習(xí)慣的互動操作模式,學(xué)習(xí)者可以觀查每個部件的工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工藝流程等等,并可虛擬操作。網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。它營造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境,由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)生通過自身與信息環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學(xué)習(xí)方式。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為學(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境,在廣泛的科目領(lǐng)域提供無限的虛擬體驗,從而加速和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力,主動地去動手操作學(xué)習(xí)與被動的灌輸,有本質(zhì)的差別。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以建立各種虛擬實驗室,它擁有傳統(tǒng)實驗室難以比擬的優(yōu)勢,虛擬實驗室可以徹底打破傳統(tǒng)實驗室時間與空間的限制。學(xué)生可通過互聯(lián)網(wǎng)24小時操作。在保證教學(xué)效果的前提下,極大的節(jié)省了成本。
該三維互動虛擬現(xiàn)實教學(xué)平臺基于“創(chuàng)壹Web3D虛擬現(xiàn)實平臺” 運行的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗3D環(huán)境,采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作各種實驗設(shè)備及其部件,并具有逼真3D互動虛擬實驗、3D動畫、3D實驗設(shè)備模型或其部件模型任意方向旋轉(zhuǎn)及視點變換的功能。能夠?qū)崿F(xiàn)大量并行用戶快速下載及構(gòu)建渲染動態(tài)3D場景,確保用戶與3D場景互動的即時性,所有部件都可360 度全方位觀看,具有直觀立體,真實互動的效果。
同時它充分利用三維技術(shù)與圖片文字語音相結(jié)合,不僅對儀器設(shè)備整機進行解析,還可對具體部件進行拆卸與安裝,并對各控制系統(tǒng)電路等進行仿真模擬,全方位的讓學(xué)員了解并掌握教學(xué)與實驗內(nèi)容所需的結(jié)構(gòu)及原理。同時用戶不僅可以動手對實驗設(shè)備進行虛擬仿真操作,了解熟悉其工作原理,而且還可以進入“虛擬故障模擬系統(tǒng)”進行多種情況下不同部件的機械及電路故障排除模擬操作,從而能夠積累實踐經(jīng)驗。
虛擬現(xiàn)實三維互動教學(xué)平臺自帶Web3D編輯工具供用戶任意編輯系統(tǒng)中所有三維模型及其相關(guān)動畫,或編輯制作新的儀器設(shè)備3D模型及動畫等。教師可以根據(jù)教學(xué)以及實驗的需要任意修改系統(tǒng)中的3D互動內(nèi)容。同時系統(tǒng)軟件還自帶電路自繪工具,用戶可以任意自繪具有3D互動功能的電路圖并根據(jù)用戶所繪電路圖自動生成3D裝配圖讓用戶進行接線,而且系統(tǒng)提供電路接線自動驗證輸出接線的正確性判斷結(jié)果。所有的3D動畫、3D模型及系統(tǒng)數(shù)據(jù)均采用128位隨機加密技術(shù)以保證系統(tǒng)的安全性。
延伸閱讀: