摘要：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。通過(guò)對(duì)虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，當(dāng)前部分學(xué)校對(duì)虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)不重視或評(píng)價(jià)流于“形式”。接著，從教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)交互、教學(xué)效果等6個(gè)維度構(gòu)建了一套虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)體系，并對(duì)虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)路徑進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)；教學(xué)評(píng)價(jià)；數(shù)字化

一、前言

高職交通運(yùn)輸與土建類專業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，需要有工程現(xiàn)場(chǎng)和大型設(shè)備的觀摩、實(shí)操和檢修的條件。但是，工程項(xiàng)目和大型設(shè)備位置的固定性、現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)性、大型設(shè)備建設(shè)的大投入以及高空現(xiàn)場(chǎng)的難進(jìn)入，造成實(shí)訓(xùn)教學(xué)難的問(wèn)題一直無(wú)法解決。面對(duì)交通運(yùn)輸與土建類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中高投入、高損耗、高風(fēng)險(xiǎn)及難實(shí)施、難觀摩、難再現(xiàn)的“三高三難”問(wèn)題，利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)可以有效解決上述問(wèn)題[1]。2022年12月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于深化現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)改革的意見(jiàn)》，在文件中明確提出“建設(shè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，推動(dòng)教育教學(xué)與評(píng)價(jià)方式變革”[2]。

而當(dāng)前，我國(guó)職業(yè)院校交通運(yùn)輸與土建類專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的評(píng)價(jià)不僅在理論層面缺乏系統(tǒng)的深入研究， 同時(shí)在實(shí)踐層面也缺乏科學(xué)獨(dú)立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。正所謂“沒(méi)有評(píng)價(jià)就沒(méi)有進(jìn)步”“不評(píng)價(jià)就不重視”，在數(shù)字化、信息化和虛擬仿真技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì)下，如何對(duì)交通運(yùn)輸與土建類專業(yè)虛擬仿真教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)是當(dāng)前急需研究的一個(gè)問(wèn)題。

二、虛擬仿真在教學(xué)中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的更新迭代，虛擬仿真技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，也逐漸應(yīng)用在教育教學(xué)中。2007年，清華大學(xué)土木工程學(xué)院針對(duì)消防火災(zāi)問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套建筑火災(zāi)VR模擬系統(tǒng)，對(duì)滅火演練可以在虛擬環(huán)境下重復(fù)進(jìn)行模擬[3]。2010年，華中科技大學(xué)基于國(guó)家級(jí)科技項(xiàng)目“虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)”，對(duì)“遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)”進(jìn)行了研究[4]。2013年，西北工業(yè)大學(xué)根據(jù)航空專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情景不好呈現(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)不安全的問(wèn)題，自主開(kāi)發(fā)了一套航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)[5]。2013年，湖南大學(xué)針對(duì)電力人員在作業(yè)施工時(shí)如何提高其安全意識(shí)和技能水平，基于VR 技術(shù)開(kāi)發(fā)了一套可交互的虛擬培訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，大大提高了培訓(xùn)效果[6]。2018年，教育部公布了首批國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，促進(jìn)了虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的深度發(fā)展。洛陽(yáng)理工學(xué)院把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用在電氣方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，開(kāi)發(fā)了一套高壓放電與測(cè)試的VR虛擬仿真試驗(yàn)軟件，很好地解決了在真實(shí)環(huán)境下做電方面實(shí)驗(yàn)存在觸電風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題[7]。2023年，江西旅游商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院立項(xiàng)了我國(guó)首個(gè)國(guó)家職業(yè)教育虛擬仿真示范實(shí)訓(xùn)基地，學(xué)生戴上VR設(shè)備身臨其境地在虛擬場(chǎng)景中，對(duì)釀酒制作工藝進(jìn)行流程模擬和反復(fù)練習(xí)，提高了學(xué)生的興趣，也有效地提高了學(xué)生的技能。2024年，威海職業(yè)學(xué)院借助數(shù)字化編程、三維設(shè)計(jì)、軟件加工等虛擬仿真技術(shù)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床操作能力的訓(xùn)練開(kāi)展數(shù)字化教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，取得了明顯的效果，不僅消除了機(jī)床在切割、加工等實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的安全風(fēng)險(xiǎn)，也大大降低了試驗(yàn)實(shí)訓(xùn)成本，學(xué)生可在虛擬仿真平臺(tái)反復(fù)演練。

三、虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀

在國(guó)內(nèi)，以“虛擬仿真教學(xué)”為篇名，在中國(guó)知網(wǎng)中檢索出638篇關(guān)于虛擬仿真教學(xué)研究的論文（截至2024年10月數(shù)據(jù)）。通過(guò)知識(shí)圖譜分析發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真教學(xué)研究熱點(diǎn)主要圍繞四大領(lǐng)域展開(kāi)：虛擬仿真教學(xué)的技術(shù)研究、虛擬仿真教學(xué)的體系構(gòu)建研究、虛擬仿真教學(xué)融入課程的研究、虛擬仿真教學(xué)的實(shí)施路徑研究。盡管學(xué)者們對(duì)虛擬仿真教學(xué)問(wèn)題關(guān)注度有所提高，但關(guān)于虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)的研究論文較少，以“虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)”為篇名，在中國(guó)知網(wǎng)中只檢索出16篇論文（截至2024年10月數(shù)據(jù)）。

學(xué)者劉月琴把CIPP模式用在評(píng)價(jià)高職“急危重癥護(hù)理”虛擬仿真教學(xué)，從自主學(xué)習(xí)能力提升、臨床評(píng)判能力提升、團(tuán)隊(duì)合作能力提升等幾個(gè)維度展開(kāi)評(píng)價(jià)[8]。劉運(yùn)華對(duì)會(huì)計(jì)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)課程評(píng)價(jià)主體多元化、評(píng)價(jià)內(nèi)容多維化、評(píng)價(jià)方法多樣化展開(kāi)研究[9]。郭婉茜對(duì)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果展開(kāi)評(píng)價(jià)，構(gòu)建了教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)效果、用戶體驗(yàn)等32個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)[10]。

綜上分析，目前虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中存在以下問(wèn)題：

第一，在虛擬仿真教學(xué)中，由于授課內(nèi)容偏于學(xué)生對(duì)軟件、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，教師無(wú)法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，部分任課教師采用傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法，到了期末只進(jìn)行一次“簡(jiǎn)單”的考核。

第二，虛擬仿真教學(xué)的評(píng)價(jià)內(nèi)容單一和評(píng)價(jià)方法傳統(tǒng)，有的學(xué)校通過(guò)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的問(wèn)卷進(jìn)行滿意度調(diào)查來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，比如：“虛擬仿真軟件是否提高了學(xué)習(xí)效率”“是否提高了對(duì)知識(shí)的掌握和理解”。

目前，我國(guó)虛擬仿真教學(xué)存在“重建設(shè)、輕使用”的情況，最終使得虛擬仿真教學(xué)流于形式。因此，建立一套虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)體系是現(xiàn)實(shí)之需，不僅有利于保障教學(xué)質(zhì)量，還可促進(jìn)數(shù)字技術(shù)在教學(xué)中廣泛應(yīng)用。

四、虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

虛擬仿真教學(xué)是未來(lái)職業(yè)教育信息化、實(shí)踐教學(xué)數(shù)字化改革以及人工智能技術(shù)應(yīng)用的重要推動(dòng)力量。評(píng)價(jià)指標(biāo)是評(píng)價(jià)體系的核心，通過(guò)調(diào)研及實(shí)踐研究，從教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)交互、教學(xué)效果等建立“評(píng)什么”6個(gè)一級(jí)指標(biāo)、20個(gè)二級(jí)指標(biāo)，見(jiàn)表1，開(kāi)展制度化、常態(tài)化的虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)，以此促進(jìn)虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的持續(xù)改進(jìn)與完善。同時(shí)通過(guò)專家打分、問(wèn)卷調(diào)查等方式實(shí)現(xiàn)“怎么評(píng)”。

在實(shí)施評(píng)價(jià)時(shí)，需要按照評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法的要求，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)成果、教師的教學(xué)反饋以及虛擬仿真系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)及時(shí)反饋給教師和學(xué)生，以便他們了解自己在虛擬仿真教學(xué)中的表現(xiàn)和不足，從而采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建不是一次性的工作，而是一個(gè)持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)的過(guò)程。在實(shí)施評(píng)價(jià)后，需要根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果和師生的反饋意見(jiàn)，對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行調(diào)整和完善，以提高評(píng)價(jià)體系的準(zhǔn)確性和有效性。

五、虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)路徑

虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)制度的研究是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)頂層設(shè)計(jì)、整體謀劃，由于涉及多方、多因素參與評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集和上平臺(tái)問(wèn)題，主要按照“怎么評(píng)—評(píng)什么”的思路開(kāi)展研究。

基于大數(shù)據(jù)、AI等信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)字化畫(huà)像，是實(shí)現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)“怎么評(píng)”的技術(shù)關(guān)鍵。及時(shí)、準(zhǔn)確收集評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)及反饋信息和質(zhì)量監(jiān)控是評(píng)價(jià)的一大關(guān)鍵，未來(lái)隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，可以借助信息化技術(shù)對(duì)虛擬仿真軟件上面的學(xué)生使用記錄、學(xué)習(xí)活動(dòng)、考核得分、技能操作、學(xué)習(xí)持續(xù)力等進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集和AI技術(shù)分析，以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)評(píng)價(jià)的過(guò)程性、成果性和信息化評(píng)價(jià)，發(fā)揮評(píng)價(jià)的“指揮棒”作用，促進(jìn)、引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生在虛擬仿真教學(xué)中提高技術(shù)技能，如圖1所示。

數(shù)字化背景下的理論學(xué)習(xí)和能力訓(xùn)練效果，是構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)“評(píng)什么”評(píng)價(jià)體系的重點(diǎn)?；诮虒W(xué)平臺(tái)、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)交互及教學(xué)效果六大核心評(píng)價(jià)指標(biāo)等多維度構(gòu)建“評(píng)什么”的評(píng)價(jià)體系，進(jìn)一步細(xì)化了每項(xiàng)指標(biāo)，設(shè)立了3至4項(xiàng)更為具體且針對(duì)性強(qiáng)的子評(píng)價(jià)指標(biāo)，如圖2所示。為全面而精確地評(píng)估，教師系統(tǒng)地采集了與這些細(xì)化指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個(gè)綜合性的評(píng)價(jià)模型。

在此模型中，采取了雙軌評(píng)價(jià)方式以確保評(píng)價(jià)的全面性和準(zhǔn)確性。一是客觀評(píng)價(jià)路徑，針對(duì)能夠量化、結(jié)果明確的觀測(cè)點(diǎn)，直接利用先進(jìn)的技術(shù)手段，自動(dòng)從數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中匹配并提取相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)預(yù)設(shè)的算法高效地計(jì)算出學(xué)生得分。這種方式不僅提高了評(píng)價(jià)的效率，還確保了評(píng)價(jià)的客觀性和準(zhǔn)確性。二是主觀評(píng)價(jià)路徑。對(duì)于難以直接量化或需要深入分析的指標(biāo)，則采用了更為靈活和人性化的評(píng)價(jià)方式，包括但不限于深度調(diào)研、精心設(shè)計(jì)的問(wèn)卷調(diào)查以及由專家或相關(guān)人員進(jìn)行的人工打分。這些方式能夠充分捕捉和反映各方面的主觀感受和意見(jiàn)，為評(píng)價(jià)提供更為豐富和深入的視角。最終，通過(guò)這一綜合評(píng)價(jià)模型，將客觀評(píng)價(jià)與主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果相結(jié)合，利用科學(xué)的計(jì)算方法和權(quán)重分配，得出了總體的評(píng)分，不僅確保了評(píng)價(jià)的全面性和準(zhǔn)確性，還提高了評(píng)價(jià)的效率和可操作性，為教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提升提供了有力的支持。

六、結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)學(xué)者主要進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)的技術(shù)研究、虛擬仿真教學(xué)的體系構(gòu)建研究、虛擬仿真教學(xué)融入課程的研究、虛擬仿真教學(xué)的實(shí)施路徑的研究等，僅有少部分學(xué)者對(duì)虛擬仿真教學(xué)考核和評(píng)價(jià)進(jìn)行研究。缺少科學(xué)合理的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是導(dǎo)致我國(guó)目前虛擬仿真教學(xué)“花大錢重建設(shè)”而“輕應(yīng)用、輕改進(jìn)”的一個(gè)主要原因，最終使得虛擬仿真教學(xué)開(kāi)展流于表面形式，教學(xué)效果得不到保障。因此，對(duì)虛擬仿真教育評(píng)價(jià)體系的研究是現(xiàn)實(shí)之需，它能給各高校虛擬仿真教學(xué)的有效開(kāi)展提供保證。

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作者單位：湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

■ 責(zé)任編輯：王穎振 楊惠娟