唐華芳 曹蕾 王夢豪

摘要：文章針對虛擬仿真實訓平臺建設(shè)的情況及評價中存在的問題，提出了虛擬仿真教學平臺的評價機制，為虛擬實訓平臺的建設(shè)提供質(zhì)量保證;從教育、技術(shù)、服務(wù)、藝術(shù)四個方面進行分析，構(gòu)建了虛擬仿真實訓平臺評價指標體系，并利用區(qū)間層次分析法（IAHP）對各指標要素的權(quán)重進行劃分，對于建設(shè)優(yōu)質(zhì)的虛擬仿真實訓平臺和評價都具有重要意義。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真;實訓平臺;指標體系

中圖分類號：TP393 ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-8454（2020）04-0088-05

一、研究背景及問題

虛擬仿真實訓平臺是為了讓學習者獲得類似真實的體驗，為學習者提供觀察、操作、建構(gòu)其中而采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)仿真或虛構(gòu)某些情境的學習資源，幫助學習者獲得某種技能或掌握知識理論體系的規(guī)律，虛擬仿真實訓平臺可以部分取代真實的實訓操作訓練，解決實訓設(shè)備不足的問題。[1]

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷成熟，人們開始探索虛擬仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價值。[2]2015年9月8日，教育部發(fā)布《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2015-2018年）》，指出“應(yīng)用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)教學，促進泛在、移動、個性化學習方式的形成。在現(xiàn)場實習安排困難或危險性高的專業(yè)領(lǐng)域，開發(fā)替代性虛擬仿真實訓系統(tǒng);針對教學中難以理解的復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜運動等，開發(fā)仿真教學軟件。推廣教學過程與生產(chǎn)過程實時互動的遠程教學?！薄督逃畔⒒笆濉币?guī)劃》文件中指出“職業(yè)教育要著力用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)教學，重點解決實訓教學中‘進不去、看不見、動不了、難再現(xiàn)的難題?！薄督逃畔⒒?.0行動計劃》指出“加強職業(yè)院校、高等學校虛擬仿真實訓教學環(huán)境建設(shè)，服務(wù)信息化教學需要”。在國家相關(guān)政策支持下，我國的虛擬實訓平臺呈現(xiàn)噴發(fā)式發(fā)展。虛擬仿真實驗實訓教學通過提供高仿真、可視化的教學內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)具有臨場感、沉浸感和交互性的實訓教學情境，能夠提升受教育者的學習行為意愿，進而提高學習效果。[3]

虛擬仿真實訓平臺作為職業(yè)教育中開展實訓教學的一個重要輔助工具，其交互性、沉浸性、構(gòu)想性、擴展性用于職業(yè)教育中，能夠為學員提供良好的訓練體驗，同時可以減少實訓場所建設(shè)、實訓設(shè)備購置、更新及損耗、耗材等產(chǎn)生的相關(guān)費用，還能避免某些危險的實踐操作。但從整體情況來看，虛擬仿真實訓平臺尚未實現(xiàn)應(yīng)有的效果。蒿麗萍認為這是由于：“虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用和資源建設(shè)與人才培養(yǎng)需求和企業(yè)發(fā)展不相符，虛擬仿真教學資源質(zhì)量亟待提高?！盵4] 在國家政策推動下，企業(yè)競相開發(fā)銷售虛擬仿真軟件，性價比良莠不齊。[5]平臺開發(fā)商與使用者之間存在嚴重的信息不對稱，平臺開發(fā)商不能為使用者提供更為切適的服務(wù)，用戶無法找到更適合自己的平臺，從而阻礙了虛擬實訓平臺的開發(fā)，也影響用戶體驗。因此，“要制定資源審查與評價指標體系，完善使用者網(wǎng)上評價和專家審查相結(jié)合的資源評價機制?！盵6]

二、研究的意義與目的

1.優(yōu)化平臺的設(shè)計與開發(fā)

科學的資源評價是優(yōu)質(zhì)教育資源建設(shè)的保障，也是引導用戶高效獲取、使用資源的關(guān)鍵。[7]借助有效的評價指標體系為教育類數(shù)字化產(chǎn)品研發(fā)提供指導，對確保教育類數(shù)字化產(chǎn)品的質(zhì)量和持久發(fā)展顯得尤為重要。[8]評價指標體系的建立能為平臺的設(shè)計與開發(fā)提供依據(jù)，有助于提高虛擬仿真實訓平臺的質(zhì)量，為用戶提供更適合、更優(yōu)質(zhì)的資源，進而提高用戶體驗，促進學習者學習。評價指標體系對平臺開發(fā)具有一定的指導作用，能夠明確虛擬實訓平臺建設(shè)所要達到的目標，從而促進優(yōu)質(zhì)虛擬實訓平臺的建設(shè)。

2.解決信息不對稱

信息不對稱（asymmetric information）指的是用戶與虛擬實訓平臺開發(fā)商對有關(guān)信息的了解是有差異的，雙方溝通不暢，導致用戶無法獲得良好的服務(wù)。虛擬實訓平臺評價指標體系的建立可以在平臺開發(fā)商與用戶之間架起溝通的橋梁，達成對平臺要求的共識，促進兩者之間的交流，開發(fā)出適合用戶的平臺，促進資源建設(shè)的應(yīng)用和諧發(fā)展，提高虛擬實訓平臺的品質(zhì)，對學習者知識與技能的學習提供支持。

3.為虛擬實訓平臺的選擇提供依據(jù)

近年來大量虛擬實訓平臺不斷涌現(xiàn)，質(zhì)量參差不齊，用戶要選擇質(zhì)量可靠、適宜的虛擬實訓平臺并不容易。虛擬實訓平臺評價指標體系可為用戶提供選擇與評價的依據(jù)，幫助用戶作出更好的價值判斷。

三、研究現(xiàn)狀

本文以“虛擬實訓平臺”為主題詞對中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫的相關(guān)文獻進行檢索，截至2019年7月共檢索到相關(guān)文獻387篇，此外還對相關(guān)的虛擬實訓平臺的開發(fā)商進行調(diào)研訪談，綜合整理分析得出我國虛擬實訓平臺評價的研究現(xiàn)狀。

1.缺少相應(yīng)的評價機制

科學合理的評價是虛擬實訓平臺發(fā)展的基礎(chǔ)機制。在虛擬實訓平臺大量涌現(xiàn)時，我國相關(guān)的評價機制還沒有真正建立起來，評價機制滯后阻礙了虛擬實訓平臺的發(fā)展，并造成相關(guān)資源的浪費。建立科學的虛擬實訓平臺評價機制，發(fā)揮評價的導向、激勵、調(diào)控和改善功能，是促進優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)的有效手段和重要保證。

2.評價的標準尚未建立

虛擬仿真實訓平臺評價是對虛擬實訓平臺的質(zhì)量進行有效的價值判斷，目前我國的虛擬實訓平臺評價標準體系尚未建立，《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》明確指出需要“制訂數(shù)字教育資源建設(shè)與共享的基本標準，建立數(shù)字教育資源評價與審查制度”，目的是推動我國優(yōu)質(zhì)教育資源的開發(fā)與應(yīng)用，促進優(yōu)質(zhì)教育資源的共享。虛擬仿真實訓平臺目前主要集中在平臺開發(fā)與利用階段，缺少相關(guān)的評價標準。

3.尚未形成成熟的評價理論

雖然數(shù)字教育資源評價近年來成為教育界關(guān)注的焦點，但仍處于探索階段，迄今尚未形成一套比較成熟的理論體系和實踐基礎(chǔ)。針對虛擬仿真實訓平臺的評價更是少之又少，在知網(wǎng)檢索與虛擬實訓平臺質(zhì)量評價相關(guān)的研究文獻僅有11篇。

四、評價模型的構(gòu)建

1.評價機制

虛擬實訓平臺的評價需要整合各方力量，明確各方責任，形成“共建共享的資源開發(fā)與應(yīng)用模式”， 實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的開發(fā)與應(yīng)用，從而形成平臺建設(shè)、應(yīng)用與評價的良性資源生態(tài)環(huán)境，并不斷完善已有資源，建立有效的淘汰與鼓勵機制，建設(shè)“共建共享，以評促建”體系，從而推動數(shù)字教育資源的良性進化。

2.評價主體

參與評價的主體主要有教學專家、用戶、開發(fā)者以及政府機構(gòu)。集合社會各方力量，對虛擬仿真實訓平臺的建設(shè)進行科學、全面的評價，從而促進其建設(shè)與應(yīng)用，為學習者的學習提供更有力的支撐。

（1）專家。專家團隊可由教學專家、骨干教師、管理人員組成。教學專家和骨干教師具有豐富的教育經(jīng)驗，在教育研究方面能力突出，并具有一定的教育教學研究成果，在所在的學科教學中具有優(yōu)秀的成績，能對虛擬實訓平臺中教學內(nèi)容、教學資源方式等方面進行科學合理的評價，具有一定的可信度。

（2）用戶。虛擬仿真實訓平臺服務(wù)對象主要為教師和學生。站在用戶的角度，師生對虛擬仿真實訓平臺進行服務(wù)方面的評價是科學合理的。在虛擬仿真實訓的開發(fā)建設(shè)中，收集用戶的相關(guān)評價，對虛擬仿真實訓平臺建設(shè)中存在的問題不斷改進優(yōu)化，促進優(yōu)質(zhì)資源平臺建設(shè)與開發(fā)，提升虛擬仿真實訓平臺的應(yīng)用效果。

（3）開發(fā)者。技術(shù)開發(fā)人員從技術(shù)的角度出發(fā)，對虛擬仿真實訓平臺的功能進行評價，并在評價過程中根據(jù)其他評價主體的反饋信息不斷進行優(yōu)化。開發(fā)技術(shù)人員對平臺進行評估、把控，能更好地研發(fā)出滿足用戶需求的虛擬仿真實訓平臺，以此促進虛擬仿真實訓評價的建設(shè)，提高虛擬仿真實訓平臺的質(zhì)量。

（4）政府。教育管理機構(gòu)在虛擬仿真實訓平臺建設(shè)中起著主導作用，協(xié)調(diào)各方參與者的利益，在虛擬實訓平臺的建設(shè)中提供導向，對平臺開發(fā)進行資源準入管理，對平臺的質(zhì)量進行把控，提高虛擬仿真實訓平臺建設(shè)的要求，從而促進平臺建設(shè)的良性發(fā)展。

五、評價指標的確定

1.評價指標要素確定方法

（1）文獻研究法。虛擬實訓平臺屬于數(shù)字教育資源，評價指標要素的確定是通過對有關(guān)數(shù)字教育資源評價文獻進行收集整理分析，并結(jié)合虛擬仿真實訓平臺的特點剔除無關(guān)的評價要素，找出最主要的共同的評價要素，擬定為初步的評價指標要素。

（2）訪談法。為了確保評價指標要素的科學性、客觀性，初步的評價指標要素確擬定之后，對虛擬仿真實訓平臺的開發(fā)商和專家進行訪談?wù){(diào)查，并對之前擬定的評價指標要素進行修訂、更正。

2.指標權(quán)重的計算

評價指標體系權(quán)重確定采用區(qū)間層次分析法（IAHP）。解決不確定多屬性決策和不確定性評價問題中，區(qū)間數(shù)理論及算法得到了廣泛運用[9]。區(qū)間層次分析法是處理不確定性、模糊性的一種定量劃分指標權(quán)重的方法，通過兩兩比較判斷形成區(qū)間數(shù)判斷矩陣，然后根據(jù)區(qū)間矩陣來計算指標權(quán)重。

（1）建立區(qū)間判斷矩陣

區(qū)間判斷矩陣是用一個區(qū)間來表示某一元素的重要性，首先采用AHP的stay標度法，通過兩兩比較來得出確定區(qū)間的中點區(qū)間中點rij。虛擬仿真實訓平臺的評價中，一級指標為4個，分別是教育、技術(shù)、服務(wù)、藝術(shù)。以教育和技術(shù)相比為例，如果認為教育相對技術(shù)的重要性程度為“明顯”，通過stay標度表，得到結(jié)果為5;在判斷教育相對技術(shù)的重要程度時可能認為結(jié)果介于“明顯”“強烈”到“極端”之間，判斷區(qū)間為[5，9]，按這種方法建立的一級指標判斷區(qū)間矩陣A如表1所示。

（2）計算各元素的相對權(quán)重區(qū)間

確定區(qū)間判斷矩陣后，利用特征向量法求出判斷區(qū)間的最大特征值，并對求出來的最大特征值進行歸一化處理。將A的各個列區(qū)間向量矩陣采用幾何平均，然后歸一化，得到區(qū)間權(quán)重向量。計算出區(qū)間判斷矩陣的特征根后，還需要進行一致性檢驗。

首先，求特征向量，先將判斷區(qū)間矩陣的每一列元素進行歸一化處理，再取出該判斷區(qū)間矩陣的N列作為算術(shù)平均作為權(quán)值向量Wi。

計算完區(qū)間判斷矩陣的權(quán)制向量W后，為確保判斷矩陣的可靠程度進行一致性檢驗，方法如下：

按照上述方法計算，得到一級指標權(quán)重區(qū)間，如表2所示。

計算得出：C.R.=0.076<0.1，說明A一致性可以接受。同樣的方法計算二級指標權(quán)重和三級指標權(quán)重，形成4個一級指標、9 個二級指標、22個三級指標，并得出各個指標的權(quán)重值，計算結(jié)果如表3所示。

（3）計算各元素指標的綜合指標

根據(jù)各元素的權(quán)重區(qū)間，求出區(qū)間的中點，即為各元素的最終權(quán)重。計算結(jié)果如圖2所示。

六、評價指標解讀及應(yīng)用[l1]

1.面向教育

面向教育就是從教育的角度出發(fā)，本文從四個方面對虛擬實訓平臺進行評估：①教學理念。虛擬仿真實訓平臺的建設(shè)與開發(fā)要具備先進的理念，從學生的需求出發(fā)，要注重培養(yǎng)學生的社會責任感、創(chuàng)新精神、實踐能力，要以注重培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)的全面發(fā)展為目標，充分調(diào)動學生參與實訓教學的積極性和主動性，激發(fā)學生的學習興趣和潛能，增強學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力。②教學內(nèi)容。準確適宜的實訓內(nèi)容，內(nèi)容緊湊、時長合理、難度適宜的虛擬仿真實訓平臺。③教學資源。教學資源應(yīng)滿足學習者的需求，此外還要考慮資料的權(quán)威性，保證教學資源的質(zhì)量。④教學設(shè)計。創(chuàng)新多樣的教學方式方法，提升虛擬實訓平臺的教學效果。

2.面向技術(shù)

先進可靠的研發(fā)技術(shù)，有助于提高虛擬實訓平臺的吸引力和教學有效度，加強相關(guān)技術(shù)可靠性研究：①可靠性?？煽啃砸笙到y(tǒng)在運行中安全、穩(wěn)定、可靠、響應(yīng)速度快，能夠在主流計算機環(huán)境中穩(wěn)定、快捷運行。②仿真性。仿真性是衡量虛擬仿真實訓平臺技術(shù)的重要指標，分別從環(huán)境效果和操作效果考慮，仿真環(huán)境逼真、沉浸感強、仿真效果好，可以實現(xiàn)整體或區(qū)域性漫游功能;仿真對象選擇合理可對關(guān)鍵器件實現(xiàn)拆卸、移動、展示、透視等功能。

3.面向服務(wù)

虛擬仿真實訓平臺的服務(wù)對象主要為教師和學生，注重對學生使用虛擬仿真實驗教學項目的全方位、多層次防護，切實保障學生健康。隨著科學的進步與發(fā)展，服務(wù)也成為重要的評價指標。面向服務(wù)從用戶的角度出發(fā)，主要從趣味性、易用性兩個方面進行評價：①趣味性。有趣的學習資源能夠激發(fā)學習者興趣，促進學習者學習，吸引力強，激發(fā)學習興趣，促進創(chuàng)新思維發(fā)展。②易用性。平臺的使用應(yīng)該簡單易學，導航清晰，無導航、鏈接錯誤，仿真元素逼真，交互形式靈活、多樣、方便。

4.面向藝術(shù)

藝術(shù)性是教育資源建設(shè)與開發(fā)中不可或缺的因素，在虛擬仿真實訓平臺建設(shè)中，藝術(shù)也應(yīng)作為評價的一個方面。評價主要從界面設(shè)計進行評價，主要考察界面設(shè)計的布局和色彩搭配，界面布局要合理、新穎、活潑、有創(chuàng)意，色彩搭配方面要求整體風格統(tǒng)一，空間感染力強，視覺效果好，符合視覺心理。

為實現(xiàn)虛擬仿真實訓的有效評價，推動優(yōu)質(zhì)教育資源的共建共享，對虛擬仿真實訓平臺的評價要確定科學合理的評價策略。面向教育的評價參與主體主要由教學專家、骨干教師組成，其根據(jù)評價指標體系及權(quán)重對虛擬仿真實訓平臺進行評價時，可采用定性與定量的評價方式。根據(jù)評價指標體系及權(quán)重，對虛擬仿真實訓平臺作出相應(yīng)的評價，如：當虛擬仿真實訓平臺中面向教育、技術(shù)、服務(wù)、藝術(shù)各維度的評價總分為100分，根據(jù)相應(yīng)的權(quán)重，計算出該指標的最大分值，如當教育維度的總分值為100分時，那么教育維度下的教學內(nèi)容所占的最大分值為48分，再根據(jù)三級指標下的權(quán)重值計算出教學內(nèi)容中知識框架所占的最大分值為24分，如此分別計算出其他指標的最大權(quán)重值。評價的主體根據(jù)給出的各評價指標的最大分值，給出相應(yīng)的評價分值。此外，評價主體可以成立相應(yīng)的評議小組，對虛擬實訓平臺中的相關(guān)問題進行全面的評議，對于虛擬實訓平臺中存在的問題進行研討。技術(shù)方面，由技術(shù)開發(fā)人員、平臺管理者根據(jù)評價指標體系進行專業(yè)性評價，根據(jù)評價指標可對虛擬仿真實訓平臺的開發(fā)提供相應(yīng)的依據(jù)，在開發(fā)過程中具有一定的引導作用;面向服務(wù)的評價主體為平臺用戶，即學生與教師，為了保證評價的科學性、客觀性，除了采用評價指標的評價還可以采用上線評價，用戶根據(jù)使用后的體驗在線上給出及時的評價和反饋信息，對于后期平臺的優(yōu)化具有積極的作用。面對藝術(shù)的評價，由用戶和相關(guān)的設(shè)計人員共同參與。各主體參與評價后，提交相應(yīng)的評價報告，平臺開發(fā)人員根據(jù)評價報告進行修改完善，以此優(yōu)化數(shù)字教育資源，推動優(yōu)質(zhì)資源的良性發(fā)展。

七、總結(jié)與展望

虛擬仿真實訓平臺評價是衡量虛擬仿真實訓平臺質(zhì)量的優(yōu)劣、優(yōu)化虛擬仿真實訓平臺建設(shè)和開發(fā)的主要方式，本文針對虛擬仿真實訓平臺評價中存在的問題，提出分別從教育、技術(shù)、服務(wù)、藝術(shù)四個維度進行評價，并構(gòu)建了虛擬仿真實訓平臺評價指標體系，避免了指標的不確定性，建立科學合理的評價指標體系對于我國目前虛擬仿真實訓平臺的建設(shè)具有重要意義。盡管采用區(qū)間層次分析法修訂確保了評價指標體系的嚴謹與科學，但由于評價體系需要在實踐中不斷修正和完善，因此本指標體系的普遍適用性和科學性還有待進一步檢驗。希望在未來能通過大量的測試與實踐不斷對該指標體系進行完善，讓該評價指標體系更加科學權(quán)威。

參考文獻：

[1]劉暢，柯健.職業(yè)教育虛擬實訓教學資源的設(shè)計與實現(xiàn)——以“室內(nèi)設(shè)計”實訓資源開發(fā)為例[J].中國教育信息化，2018（21）：58-61

[2]劉暢，柯健.虛擬仿真實驗平臺下探究式學習的設(shè)計與實踐[J].中國教育信息化，2019（10）：42-44.

[3]楊兵，劉柳，朱曉鋼，等.虛擬仿真實訓系統(tǒng)學習行為意向影響因素研究——以企業(yè)運營虛擬仿真實訓系統(tǒng)為例[J].中國遠程教育，2019（5）：26-36+92.

[4]蒿麗萍.虛擬仿真實訓教學保障機制及評價機制研究[J].內(nèi)蒙古電大學刊，2018（6）：88-92+102.

[5]孫愛娟.職教領(lǐng)域虛擬仿真教學資源建設(shè)與應(yīng)用探析[J].中國電化教育，2012（11）：109-112.

[6]王衛(wèi)國.虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)思考與建議[J].實驗室研究與探索，2013，32（12）：5-8.

[7]柯清超，鄭大偉，張文，等.國家教育資源公共服務(wù)平臺評價機制研究[J].中國電化教育，2016（9）：8-15.

[8]馬秀麟，李小文，閔雅琴，等.教育類數(shù)字化產(chǎn)品評價指標體系的設(shè)計與驗證[J].中國教育信息化，2018（23）：9-14.

[9]岳進，郭輝.基于區(qū)間層次分析法和專家群決策的MOOC適切性評價[J].電化教育研究，2019，40（3）：54-58.

（編輯：魯利瑞）