虚拟培训室在《食品营养学》教学中的应用研究

芮怀瑾　倪凯　孙吉刚

《食品营养学》是研究食物、营养与人体健康关系的一门学科，具有很强的科学性、社会性和应用性，与国计民生的关系密切，在增进我国人民体质、预防疾病，保护和提高健康水平等方面起着重要作用。这些信息的获取不仅需要学生牢固掌握基本理论知识，同时更需要学生进行知识迁移，并具备处理复杂问题的高阶思维技能和策略。然而，现有的教学方法只是强调理论的认知过程，忽略了知识迁移能力的培养，在此教学环境下培养的是相对孤立的低级技能，而对职业能力即专家实践所需的思维能力、问题求解和处理复杂任务的能力却缺乏应有的关注。这些能力的忽略弱化了食品营养学的职业素养教学目标，这样不符合高职院校的教学方向。因此針对目前暴露出来的《食品营养学》教学上的问题，笔者结合几年的教学经验尝试利用虚拟培训室教学环境组织和设计《食品营养学》教学过程。

虚拟培训室在？食品营养学？教学中应用的意义

虚拟现实的概念。虚拟现实（Virtual Reality）是20世纪末发展起来的一门涉及众多学科的高新技术。它集计算机技术、传感技术、仿真技术、微电子技术为一体，通过计算机创建一种虚拟环境，通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等作用，使用户产生和现实中一样的感觉。具体地说，是以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生如同真实环境的感受和体验。典型的虚拟现实系统主要是由人、虚拟环境、传感器件、作用器件和虚拟环境发生器组成的。常见的虚拟现实系统主要有以下几种：桌面式虚拟现实系统、增强式虚拟现实系统、沉浸式虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统。本文涉及的虚拟培训室是桌面式虚拟现实系统，虽然参与者会受到周围现实环境的干扰而缺乏沉浸感，但其成本较低，易于推广和使用。

针对食品营养学教学难点应用虚拟培训室的意义。食品营养学是一门利用理论知识解决客观世界实际问题的学科，相对于本科院校强调的理论研究教学，高职院校在该课程的教学上更注重技能的应用，也就是对真实任务的分析和解决能力的培养，这种能力需要在与客观世界相近的环境下培养。但目前对食品营养学的教学方式是以教师讲解为主的填鸭式教学，教学在教师的控制下进行，这种传统的固定、统一、僵化的教学模式难以激发学生的学习兴趣，而且也不能根据学生水平进行差别化教学。在此模式下的授课内容也主要是以文字的形式呈现，要求学生需要具备较好的抽象思维能力将这些理论知识迁移至学习任务中去，而这样无形地加重了学生的学习负担，很多学生也反映这种教学方式缺乏吸引力。食品营养学的技能训练需要一定的真实情境作支撑，而原有局限于教室中的技能训练脱离现实，训练效果不佳。

虚拟培训室作为一种利用互联网实施的桌面式虚拟现实系统改变了传统的食品营养学单向授课形式，极大地调动了学生学习积极性和主动性。此系统是以客观世界为学习环境以真实案例为训练任务建立的，缩短了理论和现实的距离，可以使学生以专业角度解决真实任务同时获得更多的感性知识。利用该系统组织教学可以逐渐弱化教师的主导作用，提升学生的学习热情，将理论知识融入实际案例，在问题解决过程中学生通过反思和总结得出理论内容。在此系统下，学生可以根据个人学习情况选合适难度等级的任务，另外在课堂之外还可利用此系统进行自学。该系统将书本上重要的理论知识转变为图标和案例的形式呈现，使那些抽象、枯燥、难懂的学习内容以生动形象的形式表现出来，提高知识的可接受性，使训练更富形象性和趣味性，大大提高了学生的感知水平和学习兴趣。

虚拟培训室的构建及应用

虚拟培训室的构建。该模型是通过多年教学经验积累搜集与食品营养学相关的真实案例为基础，以日常生活场景为背景，尽可能摆脱课堂教学环境而建立起来的。这些真实案例主要来自于社区资料和医院病例。首先对资料内容进行筛选，去掉个人基本信息防止居民个人信息泄露，并将过于专业的医疗词汇进行解释或删除，适当的加入和食品营养学相关的隐性知识以便学生挖掘和研究。策略转换包括环境、方法和交流三方面。环境策略是指该系统设置环境尽可能贴近现实世界，教学中发现学生更喜欢选择医院环境模式，个人角色对应为营养师；方法策略是指在教学中所使用的方法和策略，具体就是使用不同任务引导学生并潜移默化地培养职业素养，根据学生的反馈对任务难度等级进行调整不断提升技能水平，通过角色转换及考核方式改变刺激学生自主学习并学会反思和再学习；交流策略是指学生与教师的沟通模式，虚拟培训室的端口有两种：一个是学生人口，另一个是教师人口，教师端口可以控制学生界面。虚拟培训室中的任务根据难易程度不同分为三个级别，学生根据任务完成情况和个人能力选择任务等级，三级任务和真实案例最为接近，信息量最大，同时超脱书本知识的内容也最多。最后，虚拟培训室还可以根据授课情况转移至校外，利用校企合作的途径搜集企业案例，或通过志愿者活动进行社区服务，在真实环境下对课程技能和职业素养进行提升。

虚拟培训室的应用。虚拟培训室中的每一个任务包含了一个子技能，这些子技能通过学生完成任务获取，但使用虚拟培训室并不是让学生获得独立的、片段式的子技能，传统的授课方式使学生掌握的知识和技能多是片段化的、不连贯的，不能形成一个完整的知识体系，更不知道如何使用所学知识去解决实际问题，所以建立虚拟培训室后教师更应学会如何使用。教师应将学习任务作为一个复杂的整体来对待，学生在学习过程中以一种综合协调的方式面对所有的任务，从而提高他们在复杂问题解决过程中逻辑思维能力。

学生进入虚拟培训室后，分组协作，根据个人兴趣每组选择一个一级任务，如某男性教师的日常饮食及生活安排。在一级任务完成过程中，首先教师需要讲解一些领域性知识，如RDA、DRIs和中国居民平衡膳食宝塔等基本概念。之后对此任务进行拆解，说明完成此任务需要的步骤和方法，在每一步骤说明完毕后学生利用框架完成一级任务的子任务，至一级任务完成时一般居民的饮食制定步骤及方法学生就完全掌握了。然后每组根据组内情况选择二级任务，在任务开始前每个学生将收到一份成绩评定表，学生需要明白过程考核的内容包含组内考核、组间考核和教师考核三部分，以此督促其学习过程。对二级任务完成过程中需要用到的步骤及方法进行提醒和说明，教师可以以任务实施结构图的形式展示于培训室中以便学生时时查看，观察方案制定过程并进行纠正，对有疑惑的学生进行辅导。在任务完成的后半阶段可以根据学生反馈进行任务升级，如根据一天的食谱制定一周食谱。学生可以先自学讨论在系统上给出答案，之后教师再讲解实物的等价交换，这样可以增加学生的学习动力并加深对复杂理论的认识。在二级任务完成后学生根据个人能力和兴趣选择三级任务，三级任务库中的案例难度提高，在任务解决过程中需要用到的一些教师之前并未进行讲解的知识，在培训室中对这一部分内容教师可以给出提示。学生独立完成任务后进行汇报，小组间点评，教师提出改进意见，学生通过比较反思对报告进行修正，同时对之前所学内容进行补充和完善。另外，三级任务是学生独立完成，在此过程中如果方案思路出现较大偏差系统将报警，如果继续错误思路，以患者形式出现的案例人物将出现“死亡”提示，这一部分也将计人考核。

虚拟培训室应用效果评价

第一，以虚拟培训室为教学平台结合相应的教学方法在学生反馈中普遍感觉良好。课堂气氛不再那么压抑死板，通过多种途径带来的感官刺激可以更好地激发学生的学习兴趣。在虚拟情境下教学学生可以较好地进入设定角色，通过真实任务能够更好地培养学生贴近现实的逻辑思维能力。学生通过不断的试错和反思可以形成发现式的学习风格和策略，培养高层次的思维技能。教师也可以在不打扰学生学习讨论的情况下时时观察学生的任务进程，及时把握学生的学习情况及问题并及时对学生做出适当的反馈。

第二，虚拟培训室是以情境化教学为基础建立起来的一套系统模型，学生在这种全新的“身临其境”的教学环境中，能够由一个被动的观察者变为主动的参与者。在突破了时间和空间的局限后，创造了一个人性化、个性化的教学环境，供学生选择的教学任务变多了，大大激发了学生的学习动机，提高了学习效果。以患者病例形式存在的隐性知识在学生完成任务过程中不断被挖掘，培养了学生的再学习能力，填充和丰满了学生的知识体系。

第三，虚拟培训室在构建时需要一定的资金支持，但在后期更新完善阶段完全可以由教师完成。该系统不仅可以用于课程教学，还可用来进行培训服务。目前国内在营养师资质考试方面仅限于理论，对于实践训练比较欠缺，院校可以利用该系统承接对外培训增加收入。

传统的教学方法使食品营养学的教学内容局限于理论，脱离实际，学生感觉“知识无用”。在这样的教学环境下，学生的技能不能得到训练和应用，高职教育要求的职业能力素养也很难得到培养，这样就偏离了高职院校食品营养学的教学目标。笔者在实际教学中以虚拟培训室为教学平台发现，学生的学习兴趣得到了很大的提高，积极性和主动性也得到了很大的增强，更可贵的是，学生的探究精神和再学习能力得到了一定的发展。

虚拟培训室作为虚拟现实技术的一种，不仅可以用于食品营养学的教学设计，还可以用于其他专业课程的开发，这需要在后续的实践中进一步摸索。