數(shù)字化時代背景下虛擬仿真教學(xué)評價體系的構(gòu)建與實踐

摘要：本文探討了數(shù)字化時代背景下虛擬仿真教學(xué)評價體系的構(gòu)建與應(yīng)用，旨在解決當(dāng)前虛擬仿真教學(xué)中評價體系不完善的問題。通過設(shè)計一個科學(xué)、全面的數(shù)字化評價體系，顯著提升了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。研究結(jié)果顯示，數(shù)字化評價體系在知識掌握、實踐操作和創(chuàng)新能力等方面對學(xué)生的表現(xiàn)有顯著提高。多維度的評價和實時反饋機(jī)制為教師提供了科學(xué)的教學(xué)指導(dǎo)，促進(jìn)了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)和自主發(fā)展。數(shù)字化評價體系還增強(qiáng)了教學(xué)過程的透明度和互動性，使教學(xué)更加靈活和高效。學(xué)生反饋顯示，該評價體系幫助他們更好地了解自身學(xué)習(xí)進(jìn)度和不足，促進(jìn)了持續(xù)改進(jìn)和自主學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真教學(xué)；數(shù)字化評價體系；實踐教學(xué)

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.01.067

中圖分類號：G 42；TP 3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編碼：1672-7274（2025）01-0-04

課題項目：2023年湖南省教育科學(xué)“十四五”課題《高職交通運(yùn)輸與土建類專業(yè)虛擬仿真教學(xué)數(shù)字化評價體系的構(gòu)建與實施路徑研究》（課題編號XJK23BZY052）。

作者簡介：肖哲韜（1991—），男，漢族，湖南衡陽人，教務(wù)處科員，講師，碩士研究生，研究方向為計算機(jī)技術(shù)、教育教學(xué)。

李 龍（1976—），男，漢族，湖南長沙人，副校長，教授，碩士研究生，研究方向為高教管理。

劉建軍（1988—），男，漢族，湖南衡陽人，副院長，副教授，碩士研究生，研究方向為高教管理。

Construction and Practice of the Evaluation System of Virtual Simulation Teaching under the Background of the Digital Age

XIAO Zhetao， LI Long， LIU Jianjun

（Hunan High-speed Railway Vocational and Technical College， Hengyang 421200， China）

Abstract： This research discusses the construction and application of virtual simulation teaching evaluation system under the background of digital age， aiming to solve the problem of imperfect evaluation system in the current virtual simulation teaching. Through the design of a scientific and comprehensive digital evaluation system， the teaching quality and students' learning effect have been significantly improved. The research results show that the digital evaluation system has significantly improved the students' performance in terms of knowledge mastery， practical operation and innovation ability. The multi-dimensional evaluation and real-time feedback mechanism provide teachers with scientific teaching guidance and promote students' personalized learning and independent development. The digital evaluation system also enhances the transparency and interactivity of the teaching process， making the teaching more flexible and efficient. Student feedback shows that the evaluation system helps them better understand their own learning progress and shortcomings， and promotes continuous improvement and independent learning.

Keywords： virtual simulation teaching; digital evaluation system and practical teaching

1 研究背景

在傳統(tǒng)教育中，由于實驗設(shè)備、實踐機(jī)會有限，很多理論知識的應(yīng)用和實踐操作難以得到充分的體現(xiàn)。而虛擬仿真教學(xué)通過構(gòu)建逼真的虛擬環(huán)境，模擬真實的操作情境和實驗情境，彌補(bǔ)了現(xiàn)實教學(xué)中的不足，為學(xué)生提供了更多的實踐機(jī)會。這不僅解決了實驗設(shè)備不足的問題，還使得學(xué)習(xí)變得更加安全、經(jīng)濟(jì)，有效降低了教學(xué)成本。

在虛擬仿真環(huán)境中，學(xué)生可以親自動手操作，反復(fù)練習(xí)，進(jìn)行各種實驗和實踐活動。這種親身體驗的學(xué)習(xí)方式有助于加深學(xué)生對理論知識的理解，提高他們的動手能力和實踐技能。同時，學(xué)生在實踐過程中還能夠不斷嘗試新的方法和思路，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力。這種實踐性的學(xué)習(xí)方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，為他們未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

2 文獻(xiàn)綜述

近年來，隨著虛擬仿真技術(shù)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者紛紛致力于虛擬仿真教學(xué)及其評價體系的研究，取得了諸多成果。然而在實際應(yīng)用和理論研究上，依然有諸多不足與缺陷，有待于充分完善與討論。

趙楊、仲旭、李江霞等通過研究總結(jié)出虛擬仿真跨專業(yè)實訓(xùn)評估模式[1]。其研究以VBSE系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對跨專業(yè)實訓(xùn)中學(xué)生的具體表現(xiàn)展開整體評價。這一體系既重視學(xué)生習(xí)得知識的狀況，又注重實踐操作和團(tuán)隊協(xié)作能力的評價。郭婉茜、郭亮、林楠等針對新工科背景充分探究了虛擬仿真實驗教學(xué)評價的內(nèi)容，總結(jié)出以多維度為基礎(chǔ)的虛擬仿真教學(xué)評估模式[2]。他們的研究通過引入多元評價指標(biāo)，包括實驗操作能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力等，提升了評價的全面性和客觀性。

在虛擬仿真教學(xué)實驗的交互策略研究中，王曉羽提出通過改進(jìn)交互策略可以顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和參與度[3]。他的研究表明，基于互動反饋和實時監(jiān)控的評價體系能夠有效提高學(xué)生的實驗操作水平和知識理解深度。李志玲、胡小強(qiáng)以層次分析方法為基礎(chǔ)總結(jié)了虛擬仿真教學(xué)評估模式[4]。他們的研究通過權(quán)重分析，確定了不同評價指標(biāo)的相對重要性，提升了評價的科學(xué)性和系統(tǒng)性。

張麗在研究中探討了數(shù)字化時代構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)資源方法和實現(xiàn)路徑，對構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)資源的關(guān)鍵要素和評價方法進(jìn)行了解析[5]。她的研究強(qiáng)調(diào)了教學(xué)資源的數(shù)字化建設(shè)對提升教學(xué)質(zhì)量的重要性，但在評價體系的應(yīng)用效果和推廣策略上仍需進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。

國外學(xué)者在虛擬仿真教學(xué)評價體系的研究上也取得了顯著成果，Pow和Lai通過建立虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)，提高了學(xué)生教師反思性教學(xué)實踐的質(zhì)量[6]。他們的研究表明通過虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)，可以實現(xiàn)教學(xué)過程的實時反饋和持續(xù)改進(jìn)，從而提升教學(xué)評價的全面性和準(zhǔn)確性。

綜上所述，國內(nèi)外在虛擬仿真教學(xué)評價體系方面取得了一定的進(jìn)展，但也暴露出一些問題和不足。評價體系的標(biāo)準(zhǔn)化和科學(xué)性有待進(jìn)一步提升，目前的評價方法和指標(biāo)尚不完善，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。資源限制以及技術(shù)瓶頸均為數(shù)字化評價體系普及的重要影響因素，尤其是在大規(guī)模教學(xué)中的應(yīng)用效果和可操作性有待驗證。此外，虛擬仿真教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式的融合，以及評價體系在這種融合模式中的應(yīng)用，仍需進(jìn)一步探索和優(yōu)化。

3 建立數(shù)字化評價體系的有效路徑

3.1 建立目標(biāo)與建立原則

數(shù)字化評估模式的建立應(yīng)堅持如下基本原則。一是全面性原則：確保評價覆蓋團(tuán)隊協(xié)作以及知識掌握等多個維度，全面反映學(xué)生綜合素養(yǎng)；二是科學(xué)性原則：主張評估手段與指標(biāo)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，讓評估結(jié)果具備較強(qiáng)公正性與客觀性；可操作性原則：要求評價體系簡潔明了，便于教師和學(xué)生理解和實施；反饋性原則：保證實時反饋和持續(xù)改進(jìn)，使教師能夠?qū)虒W(xué)方法進(jìn)行盡快調(diào)節(jié)，讓學(xué)生可以盡快熟悉和把握學(xué)習(xí)效果。數(shù)字化評價體系的目標(biāo)是通過科學(xué)、系統(tǒng)的評價手段，提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)個性化和自主化學(xué)習(xí)，為虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)化提供堅實依據(jù)。

3.2 數(shù)字化評價體系的框架設(shè)計

數(shù)字化評價體系的框架設(shè)計包括三個關(guān)鍵要素：評價指標(biāo)、評價方法和評價標(biāo)準(zhǔn)。評價指標(biāo)應(yīng)涵蓋團(tuán)隊協(xié)作以及知識掌握等多個維度，確保全面反映學(xué)生的綜合素質(zhì)。評價方法可以采用在線測試、虛擬實驗操作、項目展示等多種形式，結(jié)合定量分析和定性分析，實現(xiàn)多元評價。評價標(biāo)準(zhǔn)需明確各項指標(biāo)的評分細(xì)則以及具體要求，讓評估中的公正性以及合理性得到保障。借助完善評價框架的建立，數(shù)字化評價體系能夠更好地支持虛擬仿真教學(xué)的實施與優(yōu)化。

3.3 評價指標(biāo)含義與計算途徑

為提高數(shù)字化評估模式的操作性以及合理性，需要詳細(xì)描述各個評價指標(biāo)的內(nèi)涵和計算方法。知識掌握情況可以通過在線測試成績和課后作業(yè)完成情況來評估，計算方法包括正確率和完成率。實踐操作能力通過虛擬實驗操作和項目展示評估，計算方法包括操作成功率和項目完成度。創(chuàng)新能力通過學(xué)生在虛擬仿真教學(xué)中的創(chuàng)新表現(xiàn)進(jìn)行評估，計算方法包括創(chuàng)新項目數(shù)量和質(zhì)量。團(tuán)隊協(xié)作能力通過小組項目和合作任務(wù)完成情況來評估，計算方法包括任務(wù)完成度和團(tuán)隊評分。通過精確的計算方法，確保評價體系的科學(xué)性和操作性，提供客觀、公正的評價結(jié)果。

4 數(shù)字化評價體系的實踐應(yīng)用

4.1 虛擬仿真教學(xué)案例的選擇與實證研究

為驗證數(shù)字化評價體系的有效性，本文選擇了工程類“虛擬建筑施工”有關(guān)案例展開實證研究。該案例模擬了建筑施工的全過程，包括地基處理、結(jié)構(gòu)施工和設(shè)備安裝等環(huán)節(jié)。學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行施工操作，需綜合運(yùn)用建筑工程知識和技能。在研究過程中收集了學(xué)生的操作數(shù)據(jù)、反饋信息和學(xué)習(xí)成果，并運(yùn)用數(shù)字化評價體系進(jìn)行全面分析。通過這一案例驗證評估模式在實踐中評估學(xué)生創(chuàng)新能力以及知識掌握的整體效果，給人們改進(jìn)虛擬仿真教學(xué)提供了實證依據(jù)。

4.2 數(shù)據(jù)收集與評價

在進(jìn)行實證研究時，數(shù)據(jù)收集和評價是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。對學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)需要系統(tǒng)性地收集，這些數(shù)據(jù)通過現(xiàn)代化的教育技術(shù)平臺進(jìn)行采集，確保其全面性和準(zhǔn)確性。然后，運(yùn)用數(shù)字化評價體系對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析。評價方法應(yīng)綜合定量和定性分析，以確保評價結(jié)果的科學(xué)性和客觀性。通過對不同評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和對比，可以全面評估學(xué)生在各方面的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。此過程不僅為教師提供了詳細(xì)的教學(xué)反饋，有助于其進(jìn)行教學(xué)方法的調(diào)節(jié)，為學(xué)生了解需要改進(jìn)的領(lǐng)域以及自身學(xué)習(xí)的進(jìn)度提供幫助，從而確保學(xué)習(xí)指導(dǎo)的針對性以及個性化。除此之外，數(shù)據(jù)解析的最終結(jié)果也為進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)字化評價體系提供了寶貴的參考。

4.3 評價結(jié)果的分析與驗證

在收集并整理相關(guān)數(shù)據(jù)后，對評價結(jié)果進(jìn)行深入分析是驗證數(shù)字化評價體系可行性和有效性的關(guān)鍵步驟。通過對不同維度的評價指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計和對比，評估學(xué)生在團(tuán)隊協(xié)作、知識掌握、實踐操作等不同方面的具體表現(xiàn)，找出教學(xué)中的優(yōu)勢和不足。在分析過程中運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘和可視化技術(shù)呈現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑和行為模式，通過對比實驗班和對照班的學(xué)習(xí)效果，驗證評價體系在提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果方面的有效性。這些分析結(jié)果不僅有助于改進(jìn)當(dāng)前的教學(xué)策略，還能為未來的教學(xué)研究提供實證支持，確保評價體系在不同教學(xué)環(huán)境中的廣泛適用性。

5 結(jié)果與討論

5.1 數(shù)字化評價體系的應(yīng)用效果

實證研究表明數(shù)字化評價體系在虛擬仿真教學(xué)中顯著提升了學(xué)生學(xué)習(xí)成效以及教師教學(xué)水平，通過對于不同案例中學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在知識掌握、實踐操作和創(chuàng)新能力等方面均表現(xiàn)出明顯進(jìn)步。多維度評價和實時反饋機(jī)制可幫助教師及時調(diào)整教學(xué)策略。反饋顯示數(shù)字化評價體系使他們更清楚地了解自身的學(xué)習(xí)進(jìn)度和不足之處，進(jìn)而促進(jìn)了自主學(xué)習(xí)和持續(xù)改進(jìn)。這些結(jié)果證明了數(shù)字化評價體系在提升虛擬仿真教學(xué)效果方面的巨大潛力和應(yīng)用價值。

5.2 數(shù)字化評價體系的優(yōu)勢和局限性

數(shù)字化評價體系在虛擬仿真教學(xué)中的優(yōu)勢包括多維度評價、多層次反饋和實時監(jiān)控。多維度評價能夠?qū)W(xué)生各方面的綜合表現(xiàn)呈現(xiàn)出來。多層次反饋幫助教師及時調(diào)整教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展和自主學(xué)習(xí)。實時監(jiān)控則確保了教學(xué)過程的透明度和數(shù)據(jù)的即時性。然而數(shù)字化評價體系也存在局限性，如技術(shù)實現(xiàn)的復(fù)雜性和高成本、數(shù)據(jù)隱私和安全問題、部分評價指標(biāo)難以量化等，并且在大規(guī)模應(yīng)用中系統(tǒng)的維護(hù)和升級需求較高。

5.3 數(shù)字化評價體系的改進(jìn)建議和措施

為了優(yōu)化數(shù)字化評價體系需要提升分析技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理能力，通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)，以增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析的深度和廣度。增加學(xué)生和教師的參與，通過問卷調(diào)查、訪談等方式收集反饋，確保評價體系的全面性和公正性。開發(fā)適應(yīng)不同學(xué)科和教學(xué)情境的靈活評價工具，以滿足多樣化的教學(xué)需求，推動評價標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和規(guī)范化，提升評價體系的普適性和推廣性。此外，還應(yīng)加強(qiáng)對教師的培訓(xùn)，提升其使用數(shù)字化評價工具的能力，確保評價體系在實際教學(xué)中的有效實施和持續(xù)改進(jìn)。建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)機(jī)制，確保學(xué)生數(shù)據(jù)安全和保密。通過這些措施能夠顯著提升數(shù)字化評價體系的科學(xué)性和可操作性，推動虛擬仿真教學(xué)的發(fā)展。

6 結(jié)束語

本研究通過構(gòu)建和實踐一個全面的數(shù)字化評價體系，揭示了虛擬仿真教學(xué)中評價體系的重要性和實際應(yīng)用價值。研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化評價體系能夠在知識掌握、實踐操作和創(chuàng)新能力等方面提供多維度、客觀的評價，可以顯著促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效以及教師教學(xué)水平。實時反饋機(jī)制和多層次評價指標(biāo)為教師盡快進(jìn)行教學(xué)方法的調(diào)節(jié)提供幫助，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性化發(fā)展。研究不僅為虛擬仿真教學(xué)提供了科學(xué)的評價工具，還為教育評價的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和標(biāo)準(zhǔn)化提供了堅實的理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗。這些發(fā)現(xiàn)和貢獻(xiàn)可推動虛擬仿真教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。

數(shù)字化評價體系在虛擬仿真教學(xué)中具有深遠(yuǎn)的意義和價值。它不僅提供了全面、客觀的評價手段，提升了學(xué)生在知識掌握、實踐操作和創(chuàng)新能力等方面的成效，還通過多維度的實時反饋機(jī)制，為教師盡快對教學(xué)方法進(jìn)行調(diào)節(jié)、對教學(xué)策略加以改進(jìn)提供幫助。這樣的評價體系促進(jìn)了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)和自主發(fā)展，提升了整體教學(xué)質(zhì)量。除此之外，數(shù)字化評估模式為其他學(xué)科和教學(xué)模式提供了借鑒。

未來的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)字化評價體系，以增強(qiáng)其在大規(guī)模教學(xué)中的適用性和可靠性。一個值得探索的方向是開發(fā)更智能的數(shù)據(jù)分析工具以提升評價體系的實時性和精確度。此外，跨學(xué)科應(yīng)用研究也十分重要，構(gòu)建能夠適應(yīng)不同學(xué)科需求的評價模型將有助于推廣這一體系。學(xué)生和教師的參與度對評價結(jié)果的公平性和全面性有直接影響，因此未來研究應(yīng)注重如何增強(qiáng)他們的參與感和積極性。

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