高職道橋施工虛擬仿真實踐教學創新探討

楊平 劉琛 岳海玲 向小麗 奚泳泳

【摘 要】本文論述微型項目游戲化實踐教學模式在高職道橋專業施工技術課程中應用，以“鉆孔灌注樁施工”教學項目為例，提出利用三維虛擬現實技術，開發以實際工程項目為載體的“虛擬工程”，開展“低碳綠色環?！碧摂M仿真實踐教學活動。通過游戲化的方式，學生寓教于樂，與系統交互，在“虛擬工程”中進行相應的操作、驗證和運行，達到與現場實訓相同的學習效果，培養學生的工程實踐能力。

【關鍵詞】道橋施工? 虛擬仿真實踐教學? 微型項目游戲化實踐教學模式

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）05C-0184-03

高職教育主要培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型專門人才，在實施科教興國戰略和人才強國戰略中具有特殊的重要地位。然而，高職學生的成績普遍不理想，自我效能感比較低，學習興趣不高，學習的主動性不強，學習行為出現依賴性。因此，采用傳統的課堂教學方式對于高職人才的培養效果有很大的局限性。

鑒于上述情況，道橋施工虛擬仿真實踐教學融入項目式學習模式和教育游戲、混合式學習理念，提出微型項目游戲化實踐教學模式，利用三維虛擬現實技術，開發以實際工程項目為載體的“虛擬工程”，開展“低碳綠色環?！碧摂M仿真實踐教學活動。通過游戲化的方式，學生寓教于樂，逼真地、身臨其境般地與系統交互，在“虛擬工程”中進行相應的操作、驗證和運行，達到與現場實訓相同的學習效果，培養學生的工程實踐能力，從而有效地解決傳統實踐教學中存在的諸多問題。

一、微型項目游戲化實踐教學模式概述

（一）相關理論

1.項目式學習模式。項目式學習模式是指從現實世界的真實情境出發，通過合作完成一個完整的項目工作而完成學習的模式。這種學習模式有明確的項目任務、實施計劃、評價標準，它具有實踐性、自主性、發展性、綜合性和開放性，評價注重學生在項目活動中能力發展的過程，測評內容包括學生參與各環節的表現以及任務完成情況。

2.教育游戲。赫伊津哈認為游戲是在某一固定時空中進行的自愿活動或事業，依照自覺接受并完全遵從的規則，有其自身的目標，并伴以緊張、愉悅的感受和有別于“平常生活”的意識。教育游戲是通過游戲的方式實現教育的目標，游戲結束后，玩者獲得相關知識，習得相關技能等。

3.混合式學習。所謂混合式學習是把傳統學習方式的優勢和E-learning（即數字化或網絡化學習）的優勢結合起來，既要發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又要充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。它包括學習理論的混合、學習資源的混合、學習環境的混合、學習方式的混合等。

（二）微型項目游戲化實踐教學模式構建理念

微型項目游戲化實踐教學模式按照實踐教學的目標，結合高職學生的特點以及社會發展對人才的需求，微型項目游戲化實踐教學模式構建理念如圖1所示。

微型項目游戲化實踐教學模式以培養學生技能應用能力為目標，以微型項目為載體，針對相關知識點如重難點運用游戲闖關式方式進行設置，整個過程中學生為主體，設置積分等鼓勵學生積極思考、探索，教師創設項目情境以導為主，讓學生從做中學，學習的內容不再受限于傳統的平面圖形、文字等符號，情境化的學習能使學生更容易理解、接受內容，線上線下結合教學解決傳統課堂學習中因實習實訓跟工程建設不同步、工程不可逆等為實踐教學帶來了一定困難的難題，降低了教學成本，更好地實現教學目標。

（三）微型項目游戲化實踐教學模式

微型項目游戲化實踐教學模式創新傳統教學模式，根據高職道橋施工實踐教學特點及要求，融入項目式學習模式和教育游戲、混合式學習理念，以學生為主體，以微型項目為載體，學生在玩游戲中進行項目學習來達到教學目標。微型項目游戲化實踐教學模式如圖2所示。

二、教學設計案例

下面以“橋涵施工技術”課程的“鉆孔灌注樁施工”課內教學項目為例進行探討。

（一）課前游學

課前，將學習任務單、課程資源發放到空間課堂平臺，學生分小組接受任務，通過課程資源和VR場景自主討論學習鉆孔樁施工相關內容，通過QQ群、空間課堂平臺與老師在線交流，并完成測試題。老師根據互動和測試情況，及時確定上課需要解決的知識點和技能點。

（二）課中實學

1.鞏固知識。進入課堂教學環節，鞏固預習知識。工序排一排，設置工序排序問題，利用彈幕實時展示學生的答題情況，加強對鉆孔灌注樁施工工藝流程的掌握。

2.探究獲知。工藝答一答。根據學生課前預習測試結果和課上抽查結果，講解重點難點問題。學生利用虛擬仿真進行體驗式學習，完成施工記錄表格，在虛擬仿真系統中完成子任務的操作實施，并講解施工技術要點。

3.仿真實操。仿真練一練。設置闖關游戲。以小組為單位，進行闖關競賽，游戲采用計時方式， 優勝小組獲得加分獎勵。強化鉆孔灌注樁施工工藝及技術要點，鞏固教學重點和難點。

4.總結評價?？偨Y評價環節。從技能和職業素質兩方面，總結主要學習內容。根據課前測試記錄、闖關情況、匿名反饋記錄，對學生出錯較多的任務進行重點解析。采用小組成員互評、師生互評的多元方式進行學習評價。

（三）課后仿學

課后，學生以小組為單位完成鉆孔灌注樁施工技術交底，借助空間課堂平臺進一步鞏固和加深對知識的理解，與教師、同學在線交流未解決或疑惑的問題。學生仿照本部分內容的學習，完成其他類型樁基礎施工的學習，同時完成技術交底。

三、教學應用成效

對微型項目游戲化實踐教學模式在《橋涵施工技術》課程的“鉆孔灌注樁施工”課內教學項目中使用后進行問卷調查，對學生學習進行效果分析，回收率100%。本問卷采用李克特五點量表，有五個選項供學生選擇，分別是：A完全同意、B同意、C不確定、D不同意和E完全不同意，這五個選項的分值分別為5分，4分，3分，2分，1分。問卷填寫完后對結果進行百分比、平均數和標準差處理。問卷共有8個問題，從微型項目游戲化實踐教學模式引入橋涵施工技術課程的“鉆孔灌注樁施工”課內教學項目的態度進行調查分析，對問題統計數據進行整理，如表1所示。

由表1可知，就整體而言，學生對微型項目游戲化實踐教學模式引入“橋涵施工技術”課程的“鉆孔灌注樁施工”課內教學項目的態度差異顯著，其中表示非常同意和同意的學生達31.4%和48.8%，不同意和完全不同意的學生達11.4%和4.7%。該問卷調查顯示，加權平均分數為3.91，表明學生對微型項目游戲化實踐教學模式引入“橋涵施工技術”課程的“鉆孔灌注樁施工”課內教學項目的態度持歡迎和支持的態度，認同微型項目游戲化實踐教學模式在“橋涵施工技術”課程的“鉆孔灌注樁施工”教學中的積極性。其中，第6題和第7題的加權平均數較高，平均分值為4.21和4.32，這表明學生對教師在教學中加入微型項目游戲化實踐教學模式目的教學方式持歡迎和支持的態度，學生愿意在課外時間使用虛擬仿真教學管理平臺自學。

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【基金項目】湖南省職業院校教育教學改革研究項目“高職道橋施工虛擬仿真實踐教學改革研究”（ZJGB2016150）研究成果

【作者簡介】向小麗（1980— ），女，碩士，湖南工程職業技術學院講師，研究方向：教育信息化技術。

（責編 盧 雯）