基于SPOC 平臺的虛擬仿真課程教學改革探索*

韋銀幕 藍歡玉 蔣玉芳

（廣西現代職業技術學院，廣西 河池 547000）

虛擬仿真課程是高校計算機專業的創新類課程，也是一門技術性課程。虛擬仿真技術結合了大數據和人工智能等新技術，為教育領域帶來了許多創新和發展。在虛擬仿真中收集到的大量學習數據可以通過大數據分析進行處理和分析[1]。借助大數據分析技術，可以深入挖掘學生的學習行為和趨勢，提供個性化的學習支持和反饋。同時，還可以通過對學習數據的分析，識別學習過程中的模式和規律，優化課程設計和教學策略。

一、虛擬仿真課程教學現狀分析

當前，基于大數據的個性化學習已經成為教育發展的趨勢。虛擬仿真技術通過收集學生的行為和反饋數據，結合大數據分析和機器學習算法，為學生提供個性化的學習體驗。系統根據學生的學習進度、興趣和能力，定制符合其需求的學習內容，使人工智能技術應用于虛擬仿真中的教學輔助與評估。通過自然語言處理和機器學習等技術，智能系統能模擬教師的工作，并根據學生的情況提供實時的輔導和反饋[2]。此外，系統還通過對學生在虛擬環境中的表現和決策進行評估，提供準確的學習評估和反饋。大數據和人工智能技術也能與虛擬現實（VR） 和增強現實（AR） 相結合，創造更多沉浸式和真實感的學習體驗。通過VR 和AR 技術，學生能身臨其境地參與虛擬環境中的學習活動，獲得更直觀的實踐性體驗。人工智能可以分析虛擬環境中的學習數據，通過智能算法實時調整虛擬體驗，提供個性化的學習支持。虛擬仿真技術在教育領域結合了大數據與人工智能等技術，帶來了許多創新和發展。借助大數據分析，收集到的學習數據能揭示學生的學習行為和趨勢，并提供個性化的學習支持和反饋。同時，機器學習算法能夠優化課程設計和教學策略，實現個性化學習的目標。另外，虛擬仿真結合姿勢追蹤、虛擬交互、混合現實等技術，使得學習體驗更加沉浸和直觀。通過對虛擬現實的應用，學生能夠參與模擬訓練、實驗室操作、競技游戲等活動，增強學習的參與度與效果。虛擬現實還結合移動平臺，使得學習內容具有更高的便攜性和靈活性。總之，虛擬仿真技術引入大數據和人工智能，結合姿勢追蹤、虛擬交互和混合現實等新技術，為教育領域帶來了個性化、交互式和沉浸式的學習體驗與應用場景。

虛擬仿真課程主要側重于虛擬技術的應用與現實場景的模擬。因此，該課程通常以實踐教學為主，目前相關的研究案例不多，導致教學中存在一些不足，包括教學內容與學習模式比較單一、課堂師生互動較少等，這影響了高校人才培養的效果。SPOC 平臺是一種小規模的在線教育課程形式，與慕課、云課堂等在線教育平臺相比，SPOC平臺的覆蓋范圍小、針對性強，一個課堂通常只容納幾十到幾百名學生[3]。此外，參與該課程需要滿足特定的條件，學生需要通過申請和審批才能參與學習。對于未通過審批的學生，只能作為旁聽者進入課堂，觀看教學視頻并參與教師組織的線上活動，但難以獲得專業教師的指導，而且難以獲得認證證書。

二、基于SPOC 平臺的虛擬仿真課程教學策略

為了全面貫徹素質教育理念，筆者在傳統理論教學的基礎上，增設了虛擬仿真實驗課程，并引入SPOC 平臺，建設線上三維仿真教學情境，提供有效的學習情境，從而實現虛擬仿真課程教學環節的規范化。

（一） 明確課程的實踐教學目標

基于SPOC 平臺基礎，完善校內虛擬仿真課程實驗教學平臺。教師要明確課程的實踐教學目標，并按照課程的具體需求，構建合理的課程教育體系。通過明確目標，指導教學設計和評價教學效果，促進學生的全面發展和提高實踐能力。首先，教師需要分析課程的特點和標準要求。通過研究相關文獻資料，了解課程所涉及的理論知識和實踐技能，以及培養的目標。例如，計算機科學領域的虛擬仿真實驗課程的目標是培養學生的編程能力、解決問題的能力以及團隊合作與溝通能力。其次，根據學科特點和實踐需求，明確課程的學習目標，實踐教學目標分為認知層面和操作層面。在認知層面，目標包括理解相關概念和原理、掌握實踐技巧和方法、運用所學知識解決實際問題等。在規范課程教學環節中，要求教師深入分析課程的內涵，包括開展這一課程的原因、SPOC 平臺在教學中發揮的作用等。在操作層面，目標包括熟練使用虛擬仿真工具和設備、進行實驗設計和數據處理、能夠進行團隊合作和溝通等。在明確實踐教學目標的同時，還要注重培養學生的綜合能力。虛擬仿真實驗課程不僅關注學科知識和實踐技能，還需要培養學生的創新思維能力、解決問題能力、團隊協作和溝通能力等。因此，實踐教學目標應該全面考慮學生的知識、技能和能力等方面。

（二） 劃分獨立的SPOC 專項教學區域

在明確虛擬仿真課程教學目標的基礎上，應突出學生的主體地位，將課程教學與學生學習有機融合。在SPOC 平臺中導入真實項目案例[4]，使教學內容具備一定的針對性與實用性。同時，在規范教學環節過程中，應支持學生與平臺的跨區域交流，以傳統線上教育平臺作為輔助，劃分獨立的SPOC 專項教學區域。

區別于傳統的教學平臺，SPOC 平臺在教學中具有一定針對性[5]。例如，學生在登錄平臺后，需要進行身份的驗證與審核，當平臺識別到學生的專業身份后，才能進入獨立教學區域，參與專家會審及相關互動環節。在學習中，學生可根據教師的指導，在平臺上指定區域進行虛擬現實技術的應用，例如三維圖像的轉換、場景數據庫的搭建等。SPOC 平臺可自動收集學生的學習數據，包括歷史瀏覽網頁、實踐足跡等，并利用平臺的云計算功能對學生的學習數據進行綜合評定。在學生實踐學習過程中，教師先不作太多點評，按照平臺導出的客觀數據評估學生的學習行為。這可以進一步提升虛擬仿真課程的教學效果，突出學生的主體地位，將課程學習與學生的實際需求有機結合，并引入真實項目案例和SPOC 專項教學區域，使教學內容具備針對性和實用性。同時，通過SPOC 平臺支持學生跨區域交流和云計算功能，可以更好地評估學生的學習情況，提供個性化的支持和指導。這一教學模式能促進學生積極參與學習，提高課程的質量和學習效果。

（三） 營造輕松的學習氛圍

在整合平臺提供的學生學習客觀數據的基礎上，教師根據學生在學習中的興趣傾向和知識薄弱點，提供有針對性的指導。同時，教師利用啟發式教學方法、問題導向教學方法等，有針對性地開展教學工作。這與傳統的線下教學不同，教師不再局限于專業知識的講授，而是注重新舊知識點之間的銜接，鼓勵學生主動思考問題，及時發現自身的不足，并建立新的解決問題的思路。此外，利用SPOC 平臺中的數據媒體技術構建面向學生友好的登錄頁面，營造輕松的學習氛圍，使學生能夠在線下也能進行學習。

SPOC 平臺作為虛擬課程教學中的輔助工具，可以將抽象的課程內容具象化，直觀地呈現知識點，引發學生的思考，并加深學生對知識點的理解。教師通過整合學生學習數據，提供個性化指導，并采用啟發式教學和問題導向教學等策略，促進學生的深層次學習。通過SPOC 平臺的應用，可以為學生創造良好的學習環境，提高教學效果和學習動力。

（四） 優化虛擬仿真課程教學內容

在完成虛擬仿真課程實驗平臺的建設后，應優化課程教學內容，并編寫相應的真實教學指導建議書。在教學過程中，教師需要按照章節的教學順序依次進行。在選擇教材或教學內容時，教師應以現有的教學項目為基礎，優化課程教學內容的范圍。教學應包括課本內容的擴展，但要避免教學內容難度過大，應通過激發學習興趣來增強學生主動學習的意識[6]。因此，在優化課程教學資源時，難度應當適中，并以真實項目為支撐或引導，在此基礎上合理運用虛擬仿真軟件處理項目，使學生能夠體驗技術的真實應用流程。

由于每個教師的教學側重點不同，SPOC 平臺將教師上傳的內容進行融合和重構。例如，要求教師在課程教學前將整理好的知識點上傳至平臺，平臺可以自動將知識點進行比對，檢測整體教學大綱是否符合素質教育的相關要求。隨后，SPOC平臺將自動檢索知識點的關鍵詞匯，以評估信息的時效性，判斷教師的教學內容是否與前沿技術有關聯。通過檢索，SPOC 平臺將融合教師提交的知識點，并篩選其中的重疊部分，提取教學文件中的內容，完善虛擬仿真課程的教學框架，以實現教學內容的優化和創新。

總之，高質量的教學內容是培養人才的基礎。為了提高學生的自主學習能力，在傳統課堂教學框架上，需要對教學內容進行豐富和完善，同時提高虛擬仿真課程的教學效果。

三、基于SPOC 平臺的虛擬仿真課程教學成效

（一） 建立了多元化的評價目標

根據當前新課程標準對虛擬仿真課程教學的要求，高校應在完善上述相關工作的基礎上，建立多元化的評價目標。在評價過程中，教師不僅要關注課程的教學效果，還要將評價的重點放在學生的學習過程上，包括學生在學習中的情感變化和自我認知過程的變化。因此，本研究結合上述提出的教學模式改進措施，開展虛擬仿真課程教學評價方式的創新研究。

首先，課程教學評價過程是發展性評價，在此基礎上執行對學生的多維度評價。傳統的教學評價，教師根據期末成績排名對學生進行評價。然而，這種評價方式不利于學生的全面發展。為了解決這個問題，評價過程中應考慮學生在學習中的綜合表現，包括在虛擬仿真課程中的表現、學習態度和課堂參與活動的積極性等。根據綜合素質教育的要求，這部分成績應占學生學習總成績的40%。

針對虛擬仿真課程教學的要求，高校應在完善相關工作的基礎上，建立多元化的評價方式。教師在評價過程中應關注學生的學習過程，將重點放在學生的綜合表現上。這一評價方式有助于促進學生的全面發展，并提高課程教學的質量。

（二） 實現對學生的綜合評分

根據學生在SPOC 平臺上的表現情況，對學生進行綜合評分[7]。綜合評分包括三個環節。首先，SPOC 平臺根據學生的歷史學習數據和平均學習時長給予學生客觀評估分數。其次，教師從主觀評價角度，根據學生的實踐能力、團隊協作能力等方面對學生進行評分。第三，班級成員以匿名方式對其他成員進行評分，評分標準可以是學生在小組討論中的表現。綜合評分占學生學習總成績的20%。

此外，鼓勵學生參加校內外舉辦的各種競賽活動，并將此作為學生學習的加分項。通過參與活動的積極性以及學生的交流和溝通能力，全面評價學生的綜合能力。

在評價過程中，應遵循公平、公開和公正的原則，利用多樣化的評價工具，引導教師發揮主觀能動作用，可以通過與學生的談話了解不同類型學生群體的心理動向，使評價結果得到學生的認可，從而實現評價過程的規范性，促進虛擬現實課程教育評價機制的改進。

四、結語

本文基于SPOC 平臺進行了虛擬仿真課程教學模式創新的研究，并進行了實踐和應用工作，以解決網絡教育平臺與實際課堂關聯性不強的問題。同時，建立了有效的銜接機制，使學生處于一個動態的學習過程中。以SPOC 平臺為基礎，提高學生獲取知識的主動性是人才培養的關鍵。無論是教師還是學生，都應成為教學模式創新的參與者。因此，在后續的教學相關工作中，應適當加大教學實踐的力度，通過不斷實踐來探索與虛擬仿真課程相適應的育人模式。