基于“三教改革”的OMO混合式VR實踐教學(xué)模式構(gòu)建與創(chuàng)新研究

摘要：文章探討基于“三教改革”理念的OMO混合式VR實踐教學(xué)模式在現(xiàn)代化工教育中的應(yīng)用。文章詳細(xì)闡述了該模式的構(gòu)建基礎(chǔ)、實施路徑、創(chuàng)新點及效果評價，旨在提升現(xiàn)代化工虛擬仿真實訓(xùn)的教學(xué)效果。首先概述了OMO混合式VR實踐教學(xué)模式，并強調(diào)了虛擬仿真/VR教學(xué)資源的重要性。接著，詳細(xì)介紹了該模式的整體架構(gòu)設(shè)計和實施循環(huán)優(yōu)化。文章還突出了OMO混合式教學(xué)模式的創(chuàng)新之處，如一體化教學(xué)實踐平臺的構(gòu)建和“理—虛—實”教學(xué)方法的創(chuàng)新。最后，對OMO混合式教學(xué)模式的效果進行了綜合評價。

關(guān)鍵詞：三教改革；OMO混合式教學(xué)模式；VR實踐教學(xué)；虛擬仿真實訓(xùn)；現(xiàn)代化工

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）01-0175-03 開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識碼（OSID） ：

0 引言

“三教改革”作為提升教育品質(zhì)、推動教育向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵舉措，已成為教育領(lǐng)域的核心議題之一。現(xiàn)代化工教育對實踐性要求高，傳統(tǒng)實訓(xùn)模式存在局限性，難以滿足行業(yè)對人才培養(yǎng)的高標(biāo)準(zhǔn)需求。虛擬現(xiàn)實（VR） 技術(shù)為化工實踐教學(xué)提供了新的可能性，為解決這一難題提供了新的思路。在此背景下，基于“三教改革”理念的OMO混合式VR實踐教學(xué)模式應(yīng)運而生，為現(xiàn)代化工教育開拓了全新的教學(xué)路徑與實訓(xùn)平臺。該模式的構(gòu)建得到了國家政策的支持，旨在推動教育信息化與現(xiàn)代化進程，鼓勵教育創(chuàng)新，強化教育資源建設(shè)。本文將系統(tǒng)探究該模式的背景、構(gòu)建基礎(chǔ)、實施路徑、創(chuàng)新模式，并對其成效進行評價與深入的反思。

1 OMO 混合式VR 實踐教學(xué)模式的構(gòu)建基礎(chǔ)與應(yīng)用

基于“三教改革”理念的OMO混合式VR實踐教學(xué)模式是現(xiàn)代教育技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新性探索。該模式深度整合了“三教改革”理念與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，旨在突破現(xiàn)代化工教育在時間、空間與安全上的局限，為化工教育開辟新的教學(xué)維度與實訓(xùn)途徑[1] 。其中，“三教改革”理念強調(diào)教師的主導(dǎo)性、教材的科學(xué)性與實用性，以及教法的靈活性與創(chuàng)新性。

OMO模式基于大數(shù)據(jù)和云平臺，構(gòu)建了一個綜合性體系，涵蓋線上虛擬仿真資源平臺（O） 、云端教師平臺（M） 以及云端綜合教學(xué)服務(wù)信息化管理平臺（O） 。這三個平臺相互交織、協(xié)同作用，不僅提升了學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新意識，還促進了教師教學(xué)方法的優(yōu)化與教學(xué)水平的提升。該模式的核心要旨在于“多元融合性”[2]，即教學(xué)資源、教學(xué)方法以及學(xué)習(xí)路徑的多維度融合。

在OMO 教學(xué)模式下，VR 技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用。通過創(chuàng)建虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，VR技術(shù)為學(xué)生提供了沉浸式實踐體驗情境。在現(xiàn)代化工虛擬仿真實訓(xùn)中，VR技術(shù)能夠模擬真實的操作環(huán)境與工藝流程，使學(xué)生在安全且受控的環(huán)境中開展實踐操作，從而切實提升實踐教學(xué)的質(zhì)量與成效。

OMO混合式教學(xué)模式與VR技術(shù)的深度融合，為現(xiàn)代化工虛擬仿真實訓(xùn)注入了新的活力。教師能夠依據(jù)教學(xué)需求靈活調(diào)整實訓(xùn)環(huán)境，實現(xiàn)個性化教學(xué)設(shè)計目標(biāo)。同時，云端綜合教學(xué)服務(wù)信息化管理平臺為師生提供了便捷高效的交流互動渠道，使得教學(xué)過程更加透明化與高效化。這些優(yōu)勢共同推動了OMO混合式VR實踐教學(xué)模式在現(xiàn)代化工教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用與縱深發(fā)展。

2 OMO 混合式教學(xué)模式實施路徑

2.1 OMO 整體架構(gòu)設(shè)計（如圖1所示）

OMO混合式教學(xué)模式融合了大數(shù)據(jù)與云平臺技術(shù)[3]，其核心架構(gòu)由三大平臺組成：線上虛擬仿真資源平臺（O） 、云端教師平臺（M） 和云端綜合教學(xué)服務(wù)信息化管理平臺（O） 。

線上虛擬仿真資源平臺（O） ：匯聚VR資源、仿真實驗等，支持學(xué)生線上實習(xí)與自主學(xué)習(xí)。平臺提供考核功能，助力教師精準(zhǔn)分析學(xué)情。

云端教師平臺（M） ：助力教師實施教學(xué)管理與資源整合，支持實體課堂與線上資源的整合，實現(xiàn)理實結(jié)合的教學(xué)活動。實時互動功能幫助教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，優(yōu)化教學(xué)成效。

云端綜合教學(xué)服務(wù)信息化管理平臺（O） ：作為“智慧中樞”，承擔(dān)教學(xué)服務(wù)信息化管理與數(shù)據(jù)實時分析職能。平臺發(fā)布課題與測試任務(wù)，自動生成成績報告，全方位展示學(xué)生學(xué)習(xí)與教師教學(xué)數(shù)據(jù)，為教學(xué)策略調(diào)整提供支撐。

三大平臺相互協(xié)作，共同支撐起OMO混合式教學(xué)模式的穩(wěn)固基石。

2.2 OMO 模式實施路徑與循環(huán)優(yōu)化（如圖2所示）

2.2.1 線上虛擬仿真資源平臺的資源更新與實時學(xué)習(xí)循環(huán)[4]

在線上虛擬仿真資源平臺上，教師發(fā)布豐富的虛擬仿真資源，引導(dǎo)學(xué)生展開自主學(xué)習(xí)與線上實習(xí)活動。學(xué)生通過平臺瀏覽、選擇并練習(xí)各類資源，形成個性化的學(xué)習(xí)軌跡。平臺記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)進程、練習(xí)結(jié)果和考核成績，生成學(xué)情分析報告。這些數(shù)據(jù)為教師提供了關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)進度、掌握程度和興趣焦點的實時反饋?；趯W(xué)情分析報告，教師能夠及時調(diào)整教學(xué)資源，完善教學(xué)設(shè)計，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。此過程構(gòu)建起資源與學(xué)習(xí)之間的循環(huán)優(yōu)化機制，確保了線上虛擬仿真資源的持續(xù)更新和改進。

2.2.2 云端教師平臺的教學(xué)策略與學(xué)生互動循環(huán)

在云端教師平臺上，教師將線上虛擬仿真資源與課堂活動有機整合，設(shè)計出理實結(jié)合的教學(xué)活動方案。借助平臺的實時互動功能，教師可與學(xué)生進行實時互動和答疑。平臺記錄課堂互動過程中的學(xué)生參與度、提問次數(shù)、回答質(zhì)量等數(shù)據(jù)，為教師提供課堂效果的實時反饋。教師根據(jù)課堂互動數(shù)據(jù)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和興趣傾向，及時調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化課堂活動設(shè)計。此過程形成教學(xué)策略與學(xué)生互動之間的循環(huán)優(yōu)化閉環(huán)，有力促進課堂教學(xué)效果的持續(xù)提升。

2.2.3 云端綜合教學(xué)服務(wù)信息化管理平臺的數(shù)據(jù)驅(qū)動與教學(xué)改進循環(huán)

在云端綜合教學(xué)服務(wù)信息化管理平臺上，教師發(fā)布課題和測試任務(wù)，學(xué)生接受任務(wù)后于線下完成實習(xí)內(nèi)容，并將成果上傳至平臺。平臺自動生成成績報告和學(xué)習(xí)軌跡分析結(jié)果。平臺全面提供學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、教師的教學(xué)數(shù)據(jù)等，為教師提供調(diào)整教學(xué)策略的依據(jù)。教師可借助數(shù)據(jù)可視化功能，直觀地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教學(xué)效果?；谄脚_提供的數(shù)據(jù)反饋，教師持續(xù)優(yōu)化教學(xué)策略、更新教學(xué)資源、完善教學(xué)設(shè)計，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)改進循環(huán)。同時，學(xué)生也可依據(jù)平臺提供的學(xué)習(xí)軌跡分析，了解自身學(xué)習(xí)情況，進行自我調(diào)整和提升。此過程構(gòu)建起數(shù)據(jù)驅(qū)動與教學(xué)改進之間的循環(huán)優(yōu)化體系，有力推動整個教學(xué)模式的持續(xù)優(yōu)化和創(chuàng)新發(fā)展。

3 OMO 混合式VR 實踐教學(xué)模式的創(chuàng)新點

3.1 打造一體化教學(xué)實踐平臺，實現(xiàn)化工實訓(xùn)教學(xué)“三化”

OMO混合式教學(xué)模式在化工實訓(xùn)教學(xué)中成功構(gòu)建了一個一體化教學(xué)實踐平臺，有效實現(xiàn)了化工實訓(xùn)教學(xué)的“三化”目標(biāo)：過程虛擬化、環(huán)境真實化、設(shè)備生產(chǎn)化。具體來說，通過先進的虛擬仿真技術(shù)，那些原本因高危險性和高風(fēng)險性而難以接觸、難以直觀觀察的化工生產(chǎn)過程，被具象化、可視化，并賦予了更高的可操作性。例如，在模擬的化工廠環(huán)境中，學(xué)生可以安全地體驗從原料投入產(chǎn)品產(chǎn)出的整個化工流程，從而極大地提高了他們的實踐動手能力。

同時，教學(xué)管理平臺構(gòu)建的虛擬工作場景不僅支持信息發(fā)布、數(shù)據(jù)收集與分析、互動交流、成績評定和成果展示等功能，還為學(xué)生提供了一個安全、高效且充滿挑戰(zhàn)性的實訓(xùn)環(huán)境。這種環(huán)境不僅提升了教學(xué)效率，還讓學(xué)生能夠在接近真實的生產(chǎn)環(huán)境中進行綜合性實訓(xùn)項目，從而更全面地理解并掌握化工生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。

3.2“ 虛擬現(xiàn)實+”融入課程，創(chuàng)新“理—虛—實”教學(xué)方法

OMO模式將“虛擬現(xiàn)實+”技術(shù)（即虛擬現(xiàn)實技術(shù)與各領(lǐng)域?qū)I(yè)知識的深度融合，相較于單純的VR技術(shù)，它更注重于將VR技術(shù)應(yīng)用于特定領(lǐng)域的專業(yè)教學(xué)和培訓(xùn)中[5]） 融入課程體系，實現(xiàn)了“理、虛、實”一體化教學(xué)的創(chuàng)新[6] 。這種教學(xué)方法在技術(shù)驅(qū)動下，不僅拓展了教學(xué)維度，增強了教學(xué)的真實性，還提升了學(xué)生的交互體驗。

在實際操作中，學(xué)生通過案例流程化的操作步驟，能夠熟悉并掌握專業(yè)實驗的具體步驟和關(guān)鍵要點。同時，系統(tǒng)采用提示和自動化記錄的考查方式，既保證了學(xué)生操作的充分性和自主性，又確保了實驗結(jié)果的可追溯性和可靠性。例如，在模擬的化學(xué)反應(yīng)實驗中，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進行實驗操作，系統(tǒng)會實時提供操作提示和反饋，同時記錄實驗數(shù)據(jù)，供后續(xù)分析和評估。

此教學(xué)模式不僅顯著提升了學(xué)生的實踐技能水平，還培養(yǎng)了他們的邏輯思維和問題解決能力。通過“理—虛—實”的教學(xué)方法，學(xué)生能夠在理解理論知識的基礎(chǔ)上，通過虛擬實驗進行初步的實踐探索，最終在實際操作中鞏固和提升所學(xué)技能。

4 OMO 混合式教學(xué)模式效果評價及實施效果總結(jié)

在探索基于“三教改革”的OMO混合式VR實踐教學(xué)模式的過程中，構(gòu)建了全面的效果評價體系，并深入分析了其實施效果，同時針對不足之處提出了具體的改進策略。

4.1 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

遵循教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、教學(xué)方法的有效性、學(xué)生學(xué)習(xí)成果的可衡量性以及教學(xué)模式的創(chuàng)新性等原則，設(shè)計了以下具體評價指標(biāo)：

1） 教學(xué)資源豐富度：通過統(tǒng)計線上虛擬仿真資源和VR資源的數(shù)量、種類及更新頻率來評估。

計算方法：資源總數(shù) / 學(xué)科領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)資源數(shù) ×100%

2） 教學(xué)過程互動性：根據(jù)線上平臺的討論次數(shù)、提問與回答的質(zhì)量以及學(xué)生間的協(xié)作情況來評估。

計算方法：互動次數(shù) / 總學(xué)習(xí)時長 × 100%

3） 學(xué)生學(xué)習(xí)參與度：通過登錄頻率、在線時長、作業(yè)提交率及完成情況來評估。

計算方法：參與次數(shù) / 應(yīng)參與次數(shù) × 100%

4） 知識理解深度：通過線上測試成績、實踐報告質(zhì)量及理論知識的應(yīng)用情況來評估。

計算方法：測試平均分 / 測試滿分 × 100%

5） 仿真與VR資源應(yīng)用成效：通過學(xué)生在虛擬環(huán)境中的操作熟練度、問題解決能力及實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性來評估。

計算方法：成功完成實驗次數(shù) / 總實驗次數(shù) ×100%

6） 云端教學(xué)平臺使用效能：通過平臺的使用頻率、用戶滿意度及功能利用率來評估。

計算方法：用戶滿意度評分（1～5分） 平均值

4.2 數(shù)據(jù)收集與分析方法

為確保評價的準(zhǔn)確性和全面性，本文采用了線上實習(xí)、學(xué)情分析、練習(xí)考核等多元手段進行數(shù)據(jù)收集，并綜合運用定量分析和定性分析兩種方法進行分析。

定量分析：統(tǒng)計了各項評價指標(biāo)的得分情況，如教學(xué)資源豐富度得分為85%，教學(xué)過程互動性得分為90%等。同時，通過對比實驗前后的測試成績，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果有了顯著提升。

定性分析：通過內(nèi)容分析法深入解讀了教師和學(xué)生在OMO 模式下的具體行為表現(xiàn)和學(xué)習(xí)體驗。例如，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在虛擬環(huán)境中的操作更加熟練，問題解決能力得到了明顯提高。

4.3 實施效果總結(jié)與改進策略

該模式在現(xiàn)代化工虛擬仿真實訓(xùn)中呈現(xiàn)出顯著亮點，如整合了線上仿真資源、VR資源以及理論資源，為師生搭建了全方位、多角度的學(xué)習(xí)與教學(xué)平臺。然而，在實施過程中也暴露出一些不足之處：

1） 線上資源豐富但缺乏有效整合：學(xué)生在海量信息中易迷失方向。

改進策略：加強線上資源的整合與優(yōu)化，提供精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)導(dǎo)航系統(tǒng)，如建立資源分類標(biāo)簽、推薦系統(tǒng)等，助力師生高效利用資源。

2） 云端平臺便捷但技術(shù)基礎(chǔ)薄弱：部分師生存在使用挑戰(zhàn)。

改進策略：加強技術(shù)培訓(xùn)與支持力度，如開展線上培訓(xùn)課程、提供技術(shù)支持熱線等，提升師生對云端平臺的使用熟練度。

3） 線上與線下教學(xué)銜接不夠順暢：易引發(fā)教學(xué)斷層現(xiàn)象。

改進策略：深化線上與線下教學(xué)的協(xié)同設(shè)計，如制定統(tǒng)一的教學(xué)計劃、建立線上線下銜接機制等，確保二者之間的順暢過渡與有效銜接。

通過上述改進舉措，有望進一步完善OMO混合式VR實踐教學(xué)模式，提升教學(xué)成效，促進教育創(chuàng)新與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張鈺，張茂林.信息化時代下“化工原理”多層次教學(xué)模式的創(chuàng)新與實踐[J].大學(xué)化學(xué)，2023，38（3）：80-87.

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【通聯(lián)編輯：光文玲】

基金項目：四川省教育廳2022-2024 年職業(yè)教育人才培養(yǎng)和教育教學(xué)改革研究重點項目，《高職院校現(xiàn)代化工虛擬現(xiàn)實實踐教學(xué)新模式的探索與研究》（項目編號：GZJG2022-442）