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浅析VR/AR技术在
物流职业教育中应用的理论基础与现实意义
张 娜1,2,唐 彦1,胡贤满1,袁学青1
（1.中国科学院大学,北京 100000；2.安徽警官职业学院,合肥 230031）
［摘 要］随着教育信息化的不断推进,VR/AR技术在教育领域的应用逐渐深入.本文对VR/AR技术的应用原理,VR/AR技术对大脑学习行为的多维度促进作用以及物流职业教育的“能力本位”特点进行研究,理清了AR/VR技术在物流职业教育领域中应用的理论基础与现实意义.
［关键词］VR/AR技术；理论基础；现实意义
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.16.093
［中图分类号］G434；G712 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194（2018）16-0-02
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引 言
国家发展和改革委员会发展发布的《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确提出,要支持各级各类学校建设智慧校园,综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学的新模式.国务院总理李克强在国务院常务会议上确定,在前期已出台措施的基础上,聚焦生活类、公共服务类、行业类等消费新领域及新型信息产品,推进信息消费升级,支持企业研发数字家庭等产品,大力发展智能可穿戴、虚拟现实等高端智能设备,支持用市场化方式发展知识分享平台.2018年4月,教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》提出：“新时代赋予教育信息化新的使命,也必然带动教育信息化从1.0时代进入2.0时代”.《计划》强调,要以人工智能、大数据、物联网、虚拟仿真等新兴技术为基础,依托各类智能设备、虚拟仿真实验教学项目等载体,积极开展教育教学实践与研究,创新教育理念,改革教学方法,推进信息技术和智能技术融入教育教学的全过程,从而提升人才培养质量.此外,近几年,AR/VR虚拟现实技术应用发展势头迅猛,在医疗、航空、娱乐、建筑领域都有广泛的开发与应用.目前,学术界对于VR/AR技术应用的研究主要集中在宏观的教育教学领域,细分到课程的研究甚少.朱斌 等阐述了虚拟现实技术应用于现代教学的载体与理论基础；刘园在全面分析国内外VR技术教学现状的基础上,客观分析了VR虚拟教学面临的问题,指出VR技术在教育领域的应用尚需进一步开发与完善,鲜有文章涉及VR/AR技术在物流教育方面的应用研究.本文试图从分析VR/AR技术概念的应用原理、VR/AR技术对大脑学习行为的多维度促进作用和物流职业教育的实践性强的“能力本位”特点等几个方面入手,探究了VR/AR技术在物流教育领域进行全方位应用的基础理论支撑与重要意义.
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VR/AR技术在物流教育中应用的理论基础
1.1 VR/AR技术的概念与应用原理
在计算机诞生之初就有人做过虚拟现实（Virtual Reality,VR）的相关的尝试,但直到20世纪80年代初,美国VPL公司的创始人杰伦·拉尼尔首次提出“Virtual Reality”一词,虚拟现实技术的研究才进入了新时代.VR是综合利用图形系统和各种现实及控制接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术.增强现实（Augmented Reality,AR）技术,是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是把在现实世界的有限时空范围内很难体验到的信息（视觉、听觉、触觉等）,通过利用电脑等科学技术模拟仿真后,唤起使用人大脑的记忆皮层、听觉区域和视觉区域等功能区参与,达到超越现实的感官体验,从而对人的行为和心理过程产生深度影响.格里戈雷·博迪和菲利普·科菲特最早在他们的著作《虚拟现实技术》中指出虚拟现实有3个特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和构想性（Imagination）,即虚拟现实的“3I”特征.傅莉、赵健指出VR技术集仿真技术、图形技术、传感技术和网络多媒体技术于一体,通过互联网和传感器将虚拟和现实联系在一起,用自然的方式实现交互和体验,在未来教育领域拥有广阔的应用前景.
高盛发布的《VR与AR：解读下一个通用计算平台》行业报告中指出,到2025年VR/AR市场规模将达到800亿美元,且在高盛认为的最有可能成功的9大VR/AR行业中就有VR/AR教育.目前,在发达国家,虚拟现实技术在教育领域的应用广泛,如美国很多学生已经开始使用zSpace STEM实验室.学生们已经探索了虚拟火山和构建了先进电路板.zSpace STEM实验室系统为学生提供了真实的学习环境和个性化学习体验,符合美国新世纪科学标准（NGSS）、基础课和各州标准.
1.2 VR/AR技术对人脑学习行为的促进作用
菲利普·津巴多教授在《津巴多普通心理学》一书中论述到,人的大脑有诸多专门化的功能区域,如海马（Hippocampus）、杏仁核（Amygdala）、额叶（Frontal lobes）、顶叶（Parietal lobe）、颞叶（Temporal lobes）和枕叶（Occipital lobes）等,大脑网络的这些功能区域相互协调与合作,巧妙地作用情绪、记忆或其他复杂的心理过程.例如,当接听手机时,颞叶听到铃声,在额叶的协助下辨析铃声的意义,依据额叶和颞叶的指令,顶叶和枕叶帮助视觉定位,拿起电话,然后额叶和颞叶通过听取声音进行交谈.因此,在学习的过程中,能调动大脑网络不同区域的功能,让更多擅长专门功能的区域参与学习行为,大脑则能形成更宽、更复杂的记忆路线,人也就会有更多路径去回忆、获取所学知识,学习效果就会越好.
能够营造沉浸式虚拟世界的VR/AR技术,就是通过科学技术将模拟的文字、声音、图像生成虚拟环境,调动人脑的颞叶、额叶、顶叶和枕叶等功能区域参与到实践学习过程中.这种不同功能区域的多方参与,不仅能够增加学习的生动性,还能提升学习的趣味性,丰富大脑的网络学习的路径,也能在大脑回路中形成更多的记忆成分,帮助学习者拥有更深刻、更多维度的学习体验,切实提高了学习者的学习实效.
1.3 物流职业教育的“能力本位”特点
高等职业教育人才培养强调服务社会经济发展和对接劳动力市场需求的专业技能培养,其核心理念是“能力本位”.较强的实际操作能力是职业教育物流管理专业人才培养的最重要目标,作为市场运营管理的一个重要组成部分,物流管理具有很强的操作流程灵活特点.对于物流从业人员来说,在具备基本专业知识的同时,熟悉这些操作流程至关重要,只有熟悉物流操作流程,才能进行有效管理,进而才能改进管理理念和模式.在现代市场分工日益细化、经济发展高度融合的环境下,物流专业化的发展要求相关岗位进行职责细化,岗位间协作、轮岗以及团队合作等都对员工的岗位适应力提出了更高的要求.因此,物流职业教育迫切需要注重岗位实践能力.夏训嘉 等在研究论文中指出,职业教育物流管理专业教学内容需要大力引进国外相关教学经验,增加案例教学方法和物流企业一线实践经验,鼓励专业学生多参加企业顶岗实习.物流信息技术日新月异,人才培养要加强新型技术（比如AR/VR技术）物流实训室建设,增加学生对物流设备设施和业务流程的感性认识.
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AR/VR技术在物流职业教育中应用的现实意义
随着社会信息化的跨越发展,大数据时代已经到来,职业教育课程设计在着眼于现代应用技术同时,更应具有面向未来的预见性.未来教育发展方向在改变教育方式的同时,开始融入AR增强现实技术、VR虚拟现实技术、全息投影技术等,是对多媒体教育的一个升华,弥补了多媒体教育的互动性、体验感不足的一些缺陷,通过高新的科技感让学生更好、更快地融入学习氛围.
VR/AR技术应用于物流教育领域,更有其特有的优势.在物流教育中应用VR/AR技术,能够为学生提供生动、逼真的学习环境,如设计仓储布局、操作物流设备、漫游物流园区等,使学生不仅能通过技术生成的虚拟世界体验到“身临其境”的感受,还能在比较难到达的区域里突破时空的限制,在无限的虚拟体验中调动大脑网络的多个功能区参与学习,从而加速和巩固学生学习知识的过程.学生亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象地说教更具说服力,主动的交互与被动的灌输,具有本质的差别.
物流职业教育通过利用虚拟现实技术,能够建立各种虚拟实验室,如仓储、配送中心等,也支持远程应用及管理,拥有传统实验室难以比拟的优势,而且利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地,其“设备”与“部件”多是虚拟的,可以随时生成新的“设备”来更新教学内容,使实践训练能够随着技术的进步与发展及时进行调整,对于资金和场地有限的学校来说,意义非凡.此外,AR/VR的应用不仅有效解决了学校发展经费和实践场地受限的难题,也切实有效地提高了专业人才培养的实操能力.
主要参考文献
［1］朱斌,曹漫祥.VR技术及其在现代教学中的应用［J］.中国教育信息化,2007(5).
［2］刘园.VR技术在教育领域的研究与应用［J］.电脑知识与技术,2016(16).
［3］傅莉,赵健.虚拟现实技术在教育教学中的应用研究［J］.数字技术与应用,2012(10).
［4］［美］菲利普·津巴多.津巴多普通心理学［M］.原书第7版.钱静,译.北京:中国人民大学出版社,2016.
［5］夏训嘉,廖馨,李正军.对我国物流人才培养的思考［J］.教育与职业,2008(3).
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参考文献：
1、 基于信息技术的型职业教育模式 摘要国家经济全面发展在很大程度上推动了我国信息技术的发展,职业教育是我国教育教学体系中最重要的组成部分,旨在培养新的技术人才,为职业教育模式创新提供了契机,在很大程度上促进了职业教育在我国教育教学的发.
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