職業院校虛擬仿真教學評價的現狀及對策分析

摘要：隨著信息技術的飛速發展，虛擬仿真技術在教學中的應用越來越廣泛。通過對虛擬仿真技術在教學中的現狀進行分析，當前部分學校對虛擬仿真教學評價不重視或評價流于“形式”。接著，從教學平臺、教學環境、教學設計、教學內容、教學交互、教學效果等6個維度構建了一套虛擬仿真教學評價體系，并對虛擬仿真教學評價的數字化實現路徑進行了探索。

關鍵詞：虛擬仿真技術；實習實訓；教學評價；數字化

一、前言

高職交通運輸與土建類專業是實踐性很強的專業，需要有工程現場和大型設備的觀摩、實操和檢修的條件。但是，工程項目和大型設備位置的固定性、現場的危險性、大型設備建設的大投入以及高空現場的難進入，造成實訓教學難的問題一直無法解決。面對交通運輸與土建類專業實訓教學過程中高投入、高損耗、高風險及難實施、難觀摩、難再現的“三高三難”問題，利用虛擬仿真技術進行教學可以有效解決上述問題[1]。2022年12月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于深化現代職業教育體系建設改革的意見》，在文件中明確提出“建設虛擬仿真實訓基地，推動教育教學與評價方式變革”[2]。

而當前，我國職業院校交通運輸與土建類專業虛擬仿真實訓教學的評價不僅在理論層面缺乏系統的深入研究， 同時在實踐層面也缺乏科學獨立的評價指標體系。正所謂“沒有評價就沒有進步”“不評價就不重視”，在數字化、信息化和虛擬仿真技術快速發展的趨勢下，如何對交通運輸與土建類專業虛擬仿真教學效果進行評價是當前急需研究的一個問題。

二、虛擬仿真在教學中的應用

隨著信息技術、人工智能技術的更新迭代，虛擬仿真技術得到長足發展，也逐漸應用在教育教學中。2007年，清華大學土木工程學院針對消防火災問題，開發了一套建筑火災VR模擬系統，對滅火演練可以在虛擬環境下重復進行模擬[3]。2010年，華中科技大學基于國家級科技項目“虛擬實驗教學環境關鍵技術”，對“遠程實驗教學”進行了研究[4]。2013年，西北工業大學根據航空專業實驗教學情景不好呈現、現場實訓不安全的問題，自主開發了一套航空發動機實驗教學系統[5]。2013年，湖南大學針對電力人員在作業施工時如何提高其安全意識和技能水平，基于VR 技術開發了一套可交互的虛擬培訓教學系統，大大提高了培訓效果[6]。2018年，教育部公布了首批國家虛擬仿真實驗教學項目，促進了虛擬仿真技術在教學領域的深度發展。洛陽理工學院把虛擬現實技術利用在電氣方面的實驗教學中，開發了一套高壓放電與測試的VR虛擬仿真試驗軟件，很好地解決了在真實環境下做電方面實驗存在觸電風險的問題[7]。2023年，江西旅游商貿職業技術學院立項了我國首個國家職業教育虛擬仿真示范實訓基地，學生戴上VR設備身臨其境地在虛擬場景中，對釀酒制作工藝進行流程模擬和反復練習，提高了學生的興趣，也有效地提高了學生的技能。2024年，威海職業學院借助數字化編程、三維設計、軟件加工等虛擬仿真技術，對機械設計、數控機床操作能力的訓練開展數字化教學和實訓，取得了明顯的效果，不僅消除了機床在切割、加工等實訓環節的安全風險，也大大降低了試驗實訓成本，學生可在虛擬仿真平臺反復演練。

三、虛擬仿真教學評價的現狀

在國內，以“虛擬仿真教學”為篇名，在中國知網中檢索出638篇關于虛擬仿真教學研究的論文（截至2024年10月數據）。通過知識圖譜分析發現，虛擬仿真教學研究熱點主要圍繞四大領域展開：虛擬仿真教學的技術研究、虛擬仿真教學的體系構建研究、虛擬仿真教學融入課程的研究、虛擬仿真教學的實施路徑研究。盡管學者們對虛擬仿真教學問題關注度有所提高，但關于虛擬仿真教學評價的研究論文較少，以“虛擬仿真教學評價”為篇名，在中國知網中只檢索出16篇論文（截至2024年10月數據）。

學者劉月琴把CIPP模式用在評價高職“急危重癥護理”虛擬仿真教學，從自主學習能力提升、臨床評判能力提升、團隊合作能力提升等幾個維度展開評價[8]。劉運華對會計專業虛擬仿真實訓課程評價主體多元化、評價內容多維化、評價方法多樣化展開研究[9]。郭婉茜對環境科學與工程專業的虛擬仿真實驗教學效果展開評價，構建了教學設計、教學效果、用戶體驗等32個評價指標[10]。

綜上分析，目前虛擬仿真技術在教學中存在以下問題：

第一，在虛擬仿真教學中，由于授課內容偏于學生對軟件、系統的學習，教師無法對學生的學習過程進行評價，部分任課教師采用傳統的評價方法，到了期末只進行一次“簡單”的考核。

第二，虛擬仿真教學的評價內容單一和評價方法傳統，有的學校通過設計簡單的問卷進行滿意度調查來進行評價，比如：“虛擬仿真軟件是否提高了學習效率”“是否提高了對知識的掌握和理解”。

目前，我國虛擬仿真教學存在“重建設、輕使用”的情況，最終使得虛擬仿真教學流于形式。因此，建立一套虛擬仿真教學評價體系是現實之需，不僅有利于保障教學質量，還可促進數字技術在教學中廣泛應用。

四、虛擬仿真教學評價體系的構建

虛擬仿真教學是未來職業教育信息化、實踐教學數字化改革以及人工智能技術應用的重要推動力量。評價指標是評價體系的核心，通過調研及實踐研究，從教學平臺、教學環境、教學設計、教學內容、教學交互、教學效果等建立“評什么”6個一級指標、20個二級指標，見表1，開展制度化、常態化的虛擬仿真教學評價，以此促進虛擬仿真教學平臺的持續改進與完善。同時通過專家打分、問卷調查等方式實現“怎么評”。

在實施評價時，需要按照評價指標和評價方法的要求，收集學生的學習成果、教師的教學反饋以及虛擬仿真系統的運行數據等。評價結果應及時反饋給教師和學生，以便他們了解自己在虛擬仿真教學中的表現和不足，從而采取相應的改進措施。虛擬仿真教學評價體系的構建不是一次性的工作，而是一個持續優化和改進的過程。在實施評價后，需要根據評價結果和師生的反饋意見，對評價體系進行調整和完善，以提高評價體系的準確性和有效性。

五、虛擬仿真教學評價的數字化實現路徑

虛擬仿真教學評價制度的研究是一項系統工程，應頂層設計、整體謀劃，由于涉及多方、多因素參與評價，評價數據采集和上平臺問題，主要按照“怎么評—評什么”的思路開展研究。

基于大數據、AI等信息化技術實現虛擬仿真教學評價數字化畫像，是實現虛擬仿真教學“怎么評”的技術關鍵。及時、準確收集評價數據及反饋信息和質量監控是評價的一大關鍵，未來隨著人工智能技術的發展，可以借助信息化技術對虛擬仿真軟件上面的學生使用記錄、學習活動、考核得分、技能操作、學習持續力等進行全過程監控、評價數據采集和AI技術分析，以實現虛擬仿真教學評價的過程性、成果性和信息化評價，發揮評價的“指揮棒”作用，促進、引導和激勵學生在虛擬仿真教學中提高技術技能，如圖1所示。

數字化背景下的理論學習和能力訓練效果，是構建虛擬仿真教學“評什么”評價體系的重點。基于教學平臺、教學環境、教學設計、教學內容、教學交互及教學效果六大核心評價指標等多維度構建“評什么”的評價體系，進一步細化了每項指標，設立了3至4項更為具體且針對性強的子評價指標，如圖2所示。為全面而精確地評估，教師系統地采集了與這些細化指標相對應的基礎數據，并在此基礎上構建了一個綜合性的評價模型。

在此模型中，采取了雙軌評價方式以確保評價的全面性和準確性。一是客觀評價路徑，針對能夠量化、結果明確的觀測點，直接利用先進的技術手段，自動從數據倉庫中匹配并提取相關基礎數據，通過預設的算法高效地計算出學生得分。這種方式不僅提高了評價的效率，還確保了評價的客觀性和準確性。二是主觀評價路徑。對于難以直接量化或需要深入分析的指標，則采用了更為靈活和人性化的評價方式，包括但不限于深度調研、精心設計的問卷調查以及由專家或相關人員進行的人工打分。這些方式能夠充分捕捉和反映各方面的主觀感受和意見，為評價提供更為豐富和深入的視角。最終，通過這一綜合評價模型，將客觀評價與主觀評價的結果相結合，利用科學的計算方法和權重分配，得出了總體的評分，不僅確保了評價的全面性和準確性，還提高了評價的效率和可操作性，為教學質量的持續提升提供了有力的支持。

六、結語

國內學者主要進行虛擬仿真教學的技術研究、虛擬仿真教學的體系構建研究、虛擬仿真教學融入課程的研究、虛擬仿真教學的實施路徑的研究等，僅有少部分學者對虛擬仿真教學考核和評價進行研究。缺少科學合理的考核評價標準是導致我國目前虛擬仿真教學“花大錢重建設”而“輕應用、輕改進”的一個主要原因，最終使得虛擬仿真教學開展流于表面形式，教學效果得不到保障。因此，對虛擬仿真教育評價體系的研究是現實之需，它能給各高校虛擬仿真教學的有效開展提供保證。

參考文獻

[1]郭國俠.職業教育虛擬仿真實訓課程共建共享的重要意義及實現路徑[J].河南農業，2023（12）：31-32.

[2]曾天山，莊西真，宗誠，等.深化現代職業教育體系建設改革全面服務支撐中國式現代化[J].中國職業技術教育，2023（13）：5-12.

[3]陳馳，任愛珠，張新.基于虛擬現實的建筑火災模擬系統[J].自然災害學報，2007（01）：55-60.

[4]喬碩.基于Unity3D的電梯虛擬仿真互動教學系統[D].濟南：山東建筑大學，2022.

[5]符江鋒，緱林峰，李華聰，等.航空發動機控制課程團隊式教學模式的改革與探索[J].高教學刊，2018（17）：130-132.

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[7]孫存遠.虛擬現實技術在電氣安全實驗教學中的應用研究[D].焦作：河南理工大學，2021.

[8]劉月琴，王笑，張惠.基于CIPP模式評價高職《急危重癥護理》虛擬仿真教學[J].九江學院學報（自然科學版），2021，36（04）：11-14.

[9]何婧，梁丹.基于VR的金融綜合實訓課程資源應用[J].市場瞭望，2023（10）：61-63.

[10]郭婉茜，郭亮，林楠，等.新工科背景下虛擬仿真實驗教學評價研究——以環境科學與工程專業為例[J].中國現代教育裝備，2022（13）：1-4.

基金項目：2023年湖南省教育科學“十四五”課題“高職交通運輸與土建類專業虛擬仿真教學數字化評價體系的構建與實施路徑研究”（項目編號：XJK23BZY052）

作者單位：湖南高速鐵路職業技術學院

■ 責任編輯：王穎振 楊惠娟