道路桥梁工程施工课程虚拟仿真实验教学评价体系研究

2019-06-21□王浩

产业与科技论坛 2019年9期

□王浩

一、引言

道路桥梁工程施工课程实验教学具有空间体量大、施工周期长、工程参与方多、危险性高、实验难度大等特点，传统实体实验和传统教学方法是无法满足道路桥梁工程施工课程实时动态演示、专业全面综合、过程协同建设的实验教学要求。运用虚拟仿真技术，土木工程各类项目系统进行抽象和简化形成系统模型，并经过软件设计，建立仿真模型，实现数值仿真、可视化仿真和虚拟现实(VR)仿真[1]，与实体实验与实践相互补充，相得益彰，弥补传统实体实验教学的不足。

虚拟仿真实验教学通过教学、实践、虚拟和仿真融于一体，让学生能够基于虚拟实验平台完成设计、施工等综合实验实践教学环节[2]。因此，虚拟仿真实验教学的教学手段、教学过程和学习效果，都有别于传统实验教学，用传统的评判方法显然无法准确衡量虚拟仿真实验教学的优劣。因此，建立虚拟仿真实验教学评价体系十分必要。

评价指标体系的建立是以高校的教育理念、教学标准和培养目标为依据，需要从课堂教学效果和学生学习体验出发。整个评价指标体系不仅评价教学效果，而且评价课堂教学的整个过程[3]。评价指标体系既要体现评价方法的科学性，又要体现指标选择的合理性，还要符合教学过程逻辑性和培养目标结构性；不能盲目套用西方发达国家的评价指标体系，必须与我国高等教育的发展现状和道路桥梁工程施工课程教学需求相适应[4]。

二、评价指标体系构建

道路桥梁工程施工课程虚拟仿真实验教学总体目标为采用虚拟仿真技术，模拟实体工程的真实环境[5]，进行场地布置、资源配置、施工形式、进度调节、预算控制、协同管理等各方面的模拟操作，使学生对实体工程的任意环节重复进行虚拟仿真实验，使其熟练掌握施工与管理的全过程。根据教学总体目标，结合教学系统要素说，在满足道路桥梁工程施工课程教学基本要求的基础上，将总体目标划分为五项一级指标、十二项二级指标，如表1所示。一级指标包括学科资源、实验教学资源、实验教学队伍、数字化校园网络平台、教学效果。

学科资源包括三个二级指标，分别是学科专业资源、教学成果和科研成果。学科专业资源是指支撑本门课程教学的相关学科建设水平，具体包括相关学科学位授予点建设，国家、省级重点学科建设，国家、省级、行业重点实验室建设，特色专业建设，产学研合作示范基地等。教学成果是指国家、省级精品课程建设，教学团队建设，卓越工程师培养，实习基地建设等成果。科研成果是指是否重视科学研究，努力提高科学研究水平，研究是否围绕本学科的技术难题，国家、省部级项目，科研经费，科技奖励，专著专利，学术论文等。

表1 虚拟仿真实验教学评价指标

实验教学资源包括实验室专项经费、教学设备与软件、实验教学教材三个二级指标。实验室专项经费是指虚拟仿真实验教学的运营和维护费用是否充足。教学设备与软件是否满足日常实验教学需求，是否满足学生课程实验、课程设计、毕业设计、专业实习、科学研究与课外科技活动的需求。实验教学教材包括教学教材、实验指导书、习题集、教学视频等教学资源是否满足教学需要。

教学效果包括对教师的评价、对教学过程的评价、学生解决问题的能力、学生知识迁移的能力四个二级指标。对教师的评价是指教学目标是否明确，教学重点是否突出，教学准备是否充分，教学方法是否合理，教学态度是否端正。对教学过程的评价是指课堂学习环境是否积极，学习氛围是否活跃，学习主线是否明确，学习效果是否理想。学生解决问题的能力是指学生是否能正确的分析问题，是否能提出科学的解决方案，是否能合理执行解决方案。学生知识迁移的能力是指学生将知识点迁移到其他问题或课程的能力。

实验教学队伍一级指标是指教师队伍学科专业是否合理，思想品德是否高尚，知识储备是否渊博，教学水平是否高超等。

数字化校园网络平台是指网络的软件和硬件是否能满足教师和学生教学、教研、管理、学习和生活的需要。