浅谈信息化技术在中职学校实训教学中的应用

蒋 瑶 黄兰兰 黄婷玉 刘俊红 邬思辉

（广东省食品药品职业技术学校，广东 广州 510000）

信息化技术的发展与移动端互联网的普及，如大数据、云计算、物联网、人工智能等具有代表性的科技革命被引入职业教育，给我国的职业教育带来了颠覆性影响。在我国职业教育发展踏上由大向强的新征程中，我们迎来了5G新技术。5G时代的到来，必将进一步推动职业教育的深刻变革。近年来，国家越来越重视职业教育的发展，物力财力的投入力度也不断加大，同时职业教育的规模逐渐扩大，职业教育质量也得到很大提升。“纵向贯通、横向融通的现代职业教育体系已经构建起来。”教育部职业教育与成人教育司有关负责同志说，我国职业教育的发展迈入了提质培优、增值赋能的高质量发展新阶段。虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augment Reality，AR）技术是发展非常快速的高新技术。而“VR+”教育是信息化应用最有前景的领域之一。VR、AR等信息化技术融合教育，其打造的智能化环境既可以全方位增强学生的学习认知，又可以打破传统课堂中以教育者为中心的教育理念限制，破除教育者对知识的垄断，激发学生参与课堂的积极性，引导教育理念向认知建构转变。

1 亟待解决的问题

职业院校不同于一般本科院校，职业教育重点在技能，以提高学生实训能力和培养企业需要的人才为主。而中等职业学校药学类专业的教育目的不仅是教书育人，同时还需要以市场为导向，让学生在校期间就能练就符合企业要求的专业技能，为社会不断输送大量的技能型人才。可是，目前我国的职业教学仍然存在许多问题，专业类课程的教学较落后，其教学方法以“讲授+实操”为主，不能很好地发挥学生主观能动性，实训环境投资大，实训教学成本比较高，需要使用大量消耗性材料，且存在较多的安全问题，教师示范演示操作效果不太理想，学生不能实现反复训练［1］。虚拟仿真、VR以及AR等信息化技术全面应用到实训课程中，将有效提升学生的学习兴趣，促进学生产生学习动力，提升学生自主学习能力，还可降低实训教学成本，使实训课程系统、全方位地开展。但是，目前VR、AR技术在实训教学中的应用还处于初级阶段，迫切需要打造一种基于VR、AR技术的药学类专业信息化实训课程体系。

2 虚拟仿真实训平台

虚拟实验是建立在网络技术和虚拟现实技术上，依托“虚拟现实”技术发展起来的一种集学生练习、上机实训、复习考核等功能于一体的教学新模式［2］。以广东省食品药品职业技术学校药育智能虚拟仿真实训平台为例，该平台以中药制剂生产过程为主线，涵盖了领料岗位、净制岗位、清洗岗位、切制岗位、干燥岗位、炒制以及中间站岗位，模拟中药制药生产车间的整体运作流程。该系统设立“仿真考核”和“仿真练习”模块，一方面利于课堂的多媒体教学，另一方面实现了中药制剂岗位的仿真实习操作与仿真考核，使教师直观、省时、高效率地观察到学生的实训效果成为可能［3］。仿真场景中以角色扮演的形式，让学生在虚拟的中药生产洁净车间内，感受药厂的真实生产过程。突破了场地和设备的限制，改变了传统实验无法反复实践的弊端，实现了耗材等资源的重复利用，使学习过程更具连贯性，激发学生学习兴趣，增加学生学习主动性［4］。有效解决了传统教学中操作无法再现的问题，让学生身临其境，加深对《药品生产质量管理规范》中药制剂生产知识点的理解，提升职业素养与职业技能，有效突破教学难点。

3 录播直播系统

结合智慧实训车间硬件条件，广东省食品药品职业技术学校教师不断探索实训信息化教学新方法，如依托高清录播直播平台（图1），进行实操特写互动纠错以及精准化教学，在教学中融入微格教学理念，高清直播放大操作细节［1］。教师通过录播直播平台将每一步规范操作的特写画面传递给每一位学生，并进行空间和远程的智慧互动。通过教师提问、学生回答、学生互评、教师总结，层层递进，引导学生自主思考，有效突破教学难点。体现以学生为中心的教学理念，构建师生互通的信息化学习空间，解决传统围观式教学中“进不去、看不见、动不了、难再现”的难题，有效提高教学质量和效果，培养学生专注细节、科学严谨、精益求精的行为规范和职业素养。

图1 录播直播系统微格教学

4 压片机VR实训平台

广东省食品药品职业技术学校压片机VR实训平台参照全国食品药品类职业院校“药物制剂技术”技能大赛压片机操作的技术标准，开发VR头盔沉浸式交互实训教学和AR教学资源。主要包括虚拟仿真场景下抓取压片机设备部件、设备运行原理动画演示、设备的安装拆卸操作和常见问题处理、实训操作、设备的维护与保养的动画演示（图2）。通过VR教学，使学生加深对知识点的理解和掌握，大大减轻教师的教学劳动强度，提高实训教学的效果，有助于教师及时调整教学方式，学生将技术技能入脑入心。学生不仅形象地理解了压片机操作的基本原理，而且能通过亲自操作，有更直观的感性经验。实训场所可以任意更换和升级，有利于知识的迭代和更新，也极大降低了设备实训的资金投入，弥补因教学资源不足而导致的学生“扎堆式”教学。这样的信息化教学改革，既能提高学生的学习兴趣和学习效率，又能解决中职学校线上实训教学难题，进行多元化教学，改善目前中职学校较为单一的实训教学模式［5，6］。

图2 压片机VR实训平台

5 中药AR实训平台

中药AR实训平台借助显示技术、传感器技术、虚实交互技术、计算机图形以及多媒体技术将计算机生成的虚拟信息，包括教学3D 模型（静态或者动态）、音频、图像和视频，叠加到中药植物载体上，包括采集中药基源、辨别植物性状、植物显微鉴别等所有图文资料及相关信息，并作分类、归纳［7］。该平台由浅入深地使用信息化手段呈现智慧教学，形象展示了药用植物的形态，便于学生以三维角度观察药用植物的外观形态，不断加深对药用植物形态的理解和掌握，增强了现实的效果，有效提高了学生识别药用植物的能力（图3）。学生仅需使用手机、电脑或iPad，疫情居家或者在学校的VR、AR实训室，登录平台就可以参与学习，既能激发学生的学习积极性，又可以让学生体验全新的一站式智慧学习。

图3 中药AR学习平台界面

6 药品生产过程信息化数据采集与分析系统

借助药品生产过程信息化数据采集和分析系统（图4），对学生在药品生产实训过程中的数据进行全过程采集，实时监测学生掌握情况，使数据采集标准化、药品生产信息化、生产数据可视化，重点、难点可评可测。突出职业精神和药品质量安全意识培育，在产教融合协同育人过程中促进学生与企业药品生产岗位精准对接，凝练新形势下“药德、药规、药技”的三药职业特质培养。

图4 药品生产过程信息化数据采集与分析系统

7 结语

随着职业教育从大众化阶段转入普及化阶段，人民群众接受优质教育的需求越来越强烈。把真实的实训教学放在第一重要的位置，坚持以实体实训为主、虚拟实训为辅，利用互联网技术，通过以学生为中心的教学模式，配合智慧型的硬件环境支撑，实现智慧型教学模式的创新，从而推动优质教育资源均衡化发展，促进教育公平，提高教育质量。