韋銀幕 藍(lán)歡玉 蔣玉芳

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 河池 547000）

虛擬仿真課程是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的創(chuàng)新類課程，也是一門技術(shù)性課程。虛擬仿真技術(shù)結(jié)合了大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術(shù)，為教育領(lǐng)域帶來了許多創(chuàng)新和發(fā)展。在虛擬仿真中收集到的大量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可以通過大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行處理和分析[1]。借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以深入挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)行為和趨勢(shì)，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持和反饋。同時(shí)，還可以通過對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析，識(shí)別學(xué)習(xí)過程中的模式和規(guī)律，優(yōu)化課程設(shè)計(jì)和教學(xué)策略。

一、虛擬仿真課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，基于大數(shù)據(jù)的個(gè)性化學(xué)習(xí)已經(jīng)成為教育發(fā)展的趨勢(shì)。虛擬仿真技術(shù)通過收集學(xué)生的行為和反饋數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、興趣和能力，定制符合其需求的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使人工智能技術(shù)應(yīng)用于虛擬仿真中的教學(xué)輔助與評(píng)估。通過自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，智能系統(tǒng)能模擬教師的工作，并根據(jù)學(xué)生的情況提供實(shí)時(shí)的輔導(dǎo)和反饋[2]。此外，系統(tǒng)還通過對(duì)學(xué)生在虛擬環(huán)境中的表現(xiàn)和決策進(jìn)行評(píng)估，提供準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)評(píng)估和反饋。大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)也能與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR） 和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR） 相結(jié)合，創(chuàng)造更多沉浸式和真實(shí)感的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。通過VR 和AR 技術(shù)，學(xué)生能身臨其境地參與虛擬環(huán)境中的學(xué)習(xí)活動(dòng)，獲得更直觀的實(shí)踐性體驗(yàn)。人工智能可以分析虛擬環(huán)境中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，通過智能算法實(shí)時(shí)調(diào)整虛擬體驗(yàn)，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。虛擬仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域結(jié)合了大數(shù)據(jù)與人工智能等技術(shù)，帶來了許多創(chuàng)新和發(fā)展。借助大數(shù)據(jù)分析，收集到的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)能揭示學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和趨勢(shì)，并提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持和反饋。同時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠優(yōu)化課程設(shè)計(jì)和教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的目標(biāo)。另外，虛擬仿真結(jié)合姿勢(shì)追蹤、虛擬交互、混合現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，使得學(xué)習(xí)體驗(yàn)更加沉浸和直觀。通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，學(xué)生能夠參與模擬訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)室操作、競(jìng)技游戲等活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的參與度與效果。虛擬現(xiàn)實(shí)還結(jié)合移動(dòng)平臺(tái)，使得學(xué)習(xí)內(nèi)容具有更高的便攜性和靈活性。總之，虛擬仿真技術(shù)引入大數(shù)據(jù)和人工智能，結(jié)合姿勢(shì)追蹤、虛擬交互和混合現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)，為教育領(lǐng)域帶來了個(gè)性化、交互式和沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與應(yīng)用場(chǎng)景。

虛擬仿真課程主要側(cè)重于虛擬技術(shù)的應(yīng)用與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的模擬。因此，該課程通常以實(shí)踐教學(xué)為主，目前相關(guān)的研究案例不多，導(dǎo)致教學(xué)中存在一些不足，包括教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)模式比較單一、課堂師生互動(dòng)較少等，這影響了高校人才培養(yǎng)的效果。SPOC 平臺(tái)是一種小規(guī)模的在線教育課程形式，與慕課、云課堂等在線教育平臺(tái)相比，SPOC平臺(tái)的覆蓋范圍小、針對(duì)性強(qiáng)，一個(gè)課堂通常只容納幾十到幾百名學(xué)生[3]。此外，參與該課程需要滿足特定的條件，學(xué)生需要通過申請(qǐng)和審批才能參與學(xué)習(xí)。對(duì)于未通過審批的學(xué)生，只能作為旁聽者進(jìn)入課堂，觀看教學(xué)視頻并參與教師組織的線上活動(dòng)，但難以獲得專業(yè)教師的指導(dǎo)，而且難以獲得認(rèn)證證書。

二、基于SPOC 平臺(tái)的虛擬仿真課程教學(xué)策略

為了全面貫徹素質(zhì)教育理念，筆者在傳統(tǒng)理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程，并引入SPOC 平臺(tái)，建設(shè)線上三維仿真教學(xué)情境，提供有效的學(xué)習(xí)情境，從而實(shí)現(xiàn)虛擬仿真課程教學(xué)環(huán)節(jié)的規(guī)范化。

（一） 明確課程的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)

基于SPOC 平臺(tái)基礎(chǔ)，完善校內(nèi)虛擬仿真課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。教師要明確課程的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)，并按照課程的具體需求，構(gòu)建合理的課程教育體系。通過明確目標(biāo)，指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展和提高實(shí)踐能力。首先，教師需要分析課程的特點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)要求。通過研究相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解課程所涉及的理論知識(shí)和實(shí)踐技能，以及培養(yǎng)的目標(biāo)。例如，計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的編程能力、解決問題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力。其次，根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和實(shí)踐需求，明確課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)分為認(rèn)知層面和操作層面。在認(rèn)知層面，目標(biāo)包括理解相關(guān)概念和原理、掌握實(shí)踐技巧和方法、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題等。在規(guī)范課程教學(xué)環(huán)節(jié)中，要求教師深入分析課程的內(nèi)涵，包括開展這一課程的原因、SPOC 平臺(tái)在教學(xué)中發(fā)揮的作用等。在操作層面，目標(biāo)包括熟練使用虛擬仿真工具和設(shè)備、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理、能夠進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作和溝通等。在明確實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程不僅關(guān)注學(xué)科知識(shí)和實(shí)踐技能，還需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、解決問題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力等。因此，實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該全面考慮學(xué)生的知識(shí)、技能和能力等方面。

（二） 劃分獨(dú)立的SPOC 專項(xiàng)教學(xué)區(qū)域

在明確虛擬仿真課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，應(yīng)突出學(xué)生的主體地位，將課程教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)融合。在SPOC 平臺(tái)中導(dǎo)入真實(shí)項(xiàng)目案例[4]，使教學(xué)內(nèi)容具備一定的針對(duì)性與實(shí)用性。同時(shí)，在規(guī)范教學(xué)環(huán)節(jié)過程中，應(yīng)支持學(xué)生與平臺(tái)的跨區(qū)域交流，以傳統(tǒng)線上教育平臺(tái)作為輔助，劃分獨(dú)立的SPOC 專項(xiàng)教學(xué)區(qū)域。

區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)平臺(tái)，SPOC 平臺(tái)在教學(xué)中具有一定針對(duì)性[5]。例如，學(xué)生在登錄平臺(tái)后，需要進(jìn)行身份的驗(yàn)證與審核，當(dāng)平臺(tái)識(shí)別到學(xué)生的專業(yè)身份后，才能進(jìn)入獨(dú)立教學(xué)區(qū)域，參與專家會(huì)審及相關(guān)互動(dòng)環(huán)節(jié)。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生可根據(jù)教師的指導(dǎo)，在平臺(tái)上指定區(qū)域進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，例如三維圖像的轉(zhuǎn)換、場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫的搭建等。SPOC 平臺(tái)可自動(dòng)收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，包括歷史瀏覽網(wǎng)頁、實(shí)踐足跡等，并利用平臺(tái)的云計(jì)算功能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)定。在學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)過程中，教師先不作太多點(diǎn)評(píng)，按照平臺(tái)導(dǎo)出的客觀數(shù)據(jù)評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。這可以進(jìn)一步提升虛擬仿真課程的教學(xué)效果，突出學(xué)生的主體地位，將課程學(xué)習(xí)與學(xué)生的實(shí)際需求有機(jī)結(jié)合，并引入真實(shí)項(xiàng)目案例和SPOC 專項(xiàng)教學(xué)區(qū)域，使教學(xué)內(nèi)容具備針對(duì)性和實(shí)用性。同時(shí)，通過SPOC 平臺(tái)支持學(xué)生跨區(qū)域交流和云計(jì)算功能，可以更好地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提供個(gè)性化的支持和指導(dǎo)。這一教學(xué)模式能促進(jìn)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，提高課程的質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

（三） 營造輕松的學(xué)習(xí)氛圍

在整合平臺(tái)提供的學(xué)生學(xué)習(xí)客觀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，教師根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的興趣傾向和知識(shí)薄弱點(diǎn)，提供有針對(duì)性的指導(dǎo)。同時(shí)，教師利用啟發(fā)式教學(xué)方法、問題導(dǎo)向教學(xué)方法等，有針對(duì)性地開展教學(xué)工作。這與傳統(tǒng)的線下教學(xué)不同，教師不再局限于專業(yè)知識(shí)的講授，而是注重新舊知識(shí)點(diǎn)之間的銜接，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身的不足，并建立新的解決問題的思路。此外，利用SPOC 平臺(tái)中的數(shù)據(jù)媒體技術(shù)構(gòu)建面向?qū)W生友好的登錄頁面，營造輕松的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生能夠在線下也能進(jìn)行學(xué)習(xí)。

SPOC 平臺(tái)作為虛擬課程教學(xué)中的輔助工具，可以將抽象的課程內(nèi)容具象化，直觀地呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)，引發(fā)學(xué)生的思考，并加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。教師通過整合學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，提供個(gè)性化指導(dǎo)，并采用啟發(fā)式教學(xué)和問題導(dǎo)向教學(xué)等策略，促進(jìn)學(xué)生的深層次學(xué)習(xí)。通過SPOC 平臺(tái)的應(yīng)用，可以為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)動(dòng)力。

（四） 優(yōu)化虛擬仿真課程教學(xué)內(nèi)容

在完成虛擬仿真課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)后，應(yīng)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，并編寫相應(yīng)的真實(shí)教學(xué)指導(dǎo)建議書。在教學(xué)過程中，教師需要按照章節(jié)的教學(xué)順序依次進(jìn)行。在選擇教材或教學(xué)內(nèi)容時(shí)，教師應(yīng)以現(xiàn)有的教學(xué)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容的范圍。教學(xué)應(yīng)包括課本內(nèi)容的擴(kuò)展，但要避免教學(xué)內(nèi)容難度過大，應(yīng)通過激發(fā)學(xué)習(xí)興趣來增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)[6]。因此，在優(yōu)化課程教學(xué)資源時(shí)，難度應(yīng)當(dāng)適中，并以真實(shí)項(xiàng)目為支撐或引導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上合理運(yùn)用虛擬仿真軟件處理項(xiàng)目，使學(xué)生能夠體驗(yàn)技術(shù)的真實(shí)應(yīng)用流程。

由于每個(gè)教師的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)不同，SPOC 平臺(tái)將教師上傳的內(nèi)容進(jìn)行融合和重構(gòu)。例如，要求教師在課程教學(xué)前將整理好的知識(shí)點(diǎn)上傳至平臺(tái)，平臺(tái)可以自動(dòng)將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，檢測(cè)整體教學(xué)大綱是否符合素質(zhì)教育的相關(guān)要求。隨后，SPOC平臺(tái)將自動(dòng)檢索知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵詞匯，以評(píng)估信息的時(shí)效性，判斷教師的教學(xué)內(nèi)容是否與前沿技術(shù)有關(guān)聯(lián)。通過檢索，SPOC 平臺(tái)將融合教師提交的知識(shí)點(diǎn)，并篩選其中的重疊部分，提取教學(xué)文件中的內(nèi)容，完善虛擬仿真課程的教學(xué)框架，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和創(chuàng)新。

總之，高質(zhì)量的教學(xué)內(nèi)容是培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)。為了提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，在傳統(tǒng)課堂教學(xué)框架上，需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行豐富和完善，同時(shí)提高虛擬仿真課程的教學(xué)效果。

三、基于SPOC 平臺(tái)的虛擬仿真課程教學(xué)成效

（一） 建立了多元化的評(píng)價(jià)目標(biāo)

根據(jù)當(dāng)前新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)虛擬仿真課程教學(xué)的要求，高校應(yīng)在完善上述相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，建立多元化的評(píng)價(jià)目標(biāo)。在評(píng)價(jià)過程中，教師不僅要關(guān)注課程的教學(xué)效果，還要將評(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程上，包括學(xué)生在學(xué)習(xí)中的情感變化和自我認(rèn)知過程的變化。因此，本研究結(jié)合上述提出的教學(xué)模式改進(jìn)措施，開展虛擬仿真課程教學(xué)評(píng)價(jià)方式的創(chuàng)新研究。

首先，課程教學(xué)評(píng)價(jià)過程是發(fā)展性評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上執(zhí)行對(duì)學(xué)生的多維度評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)，教師根據(jù)期末成績排名對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。然而，這種評(píng)價(jià)方式不利于學(xué)生的全面發(fā)展。為了解決這個(gè)問題，評(píng)價(jià)過程中應(yīng)考慮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的綜合表現(xiàn)，包括在虛擬仿真課程中的表現(xiàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度和課堂參與活動(dòng)的積極性等。根據(jù)綜合素質(zhì)教育的要求，這部分成績應(yīng)占學(xué)生學(xué)習(xí)總成績的40%。

針對(duì)虛擬仿真課程教學(xué)的要求，高校應(yīng)在完善相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，建立多元化的評(píng)價(jià)方式。教師在評(píng)價(jià)過程中應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，將重點(diǎn)放在學(xué)生的綜合表現(xiàn)上。這一評(píng)價(jià)方式有助于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，并提高課程教學(xué)的質(zhì)量。

（二） 實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的綜合評(píng)分

根據(jù)學(xué)生在SPOC 平臺(tái)上的表現(xiàn)情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)分[7]。綜合評(píng)分包括三個(gè)環(huán)節(jié)。首先，SPOC 平臺(tái)根據(jù)學(xué)生的歷史學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和平均學(xué)習(xí)時(shí)長給予學(xué)生客觀評(píng)估分?jǐn)?shù)。其次，教師從主觀評(píng)價(jià)角度，根據(jù)學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)分。第三，班級(jí)成員以匿名方式對(duì)其他成員進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)可以是學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)。綜合評(píng)分占學(xué)生學(xué)習(xí)總成績的20%。

此外，鼓勵(lì)學(xué)生參加校內(nèi)外舉辦的各種競(jìng)賽活動(dòng)，并將此作為學(xué)生學(xué)習(xí)的加分項(xiàng)。通過參與活動(dòng)的積極性以及學(xué)生的交流和溝通能力，全面評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合能力。

在評(píng)價(jià)過程中，應(yīng)遵循公平、公開和公正的原則，利用多樣化的評(píng)價(jià)工具，引導(dǎo)教師發(fā)揮主觀能動(dòng)作用，可以通過與學(xué)生的談話了解不同類型學(xué)生群體的心理動(dòng)向，使評(píng)價(jià)結(jié)果得到學(xué)生的認(rèn)可，從而實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)過程的規(guī)范性，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)課程教育評(píng)價(jià)機(jī)制的改進(jìn)。

四、結(jié)語

本文基于SPOC 平臺(tái)進(jìn)行了虛擬仿真課程教學(xué)模式創(chuàng)新的研究，并進(jìn)行了實(shí)踐和應(yīng)用工作，以解決網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)與實(shí)際課堂關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的問題。同時(shí)，建立了有效的銜接機(jī)制，使學(xué)生處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)過程中。以SPOC 平臺(tái)為基礎(chǔ)，提高學(xué)生獲取知識(shí)的主動(dòng)性是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。無論是教師還是學(xué)生，都應(yīng)成為教學(xué)模式創(chuàng)新的參與者。因此，在后續(xù)的教學(xué)相關(guān)工作中，應(yīng)適當(dāng)加大教學(xué)實(shí)踐的力度，通過不斷實(shí)踐來探索與虛擬仿真課程相適應(yīng)的育人模式。